年产10万吨固碱工艺设计(DOC 29页)

年产10万吨固碱工艺设计(DOC 29页)

职业技术学院

毕业设计（论文）

（冶金化工系）

题目年产10万吨固碱工艺设计

专业应用化工技术

班级化工0804班

姓名

学号

指导教师

完成日期 2010年07月30日—2010年09月30日

第一章化盐工段 (6)

1.1工艺原理 (6)

1.2主要工艺指标 (6)

1.3工艺流程 (7)

1.4主要设备及作用和工作原理 (8)

1.4.1化盐桶 (8)

1.4.2澄清桶 (8)

1.4.3砂滤器 (8)

第二章电解工段 (9)

2.1金属阳极电解工段 (9)

2.1.1工艺原理 (9)

2.1.2主要工艺指标 (10)

2.1.3工艺流程 (10)

2.1.4主要设备及作用 (11)

2.2离子膜工段 (12)

2.2.1工艺原理 (12)

2.2.2主要工艺控制指标 (12)

第三章氢气和氯气处理工段 (18)

3.1氢气处理 (18)

3.1.1工艺原理 (19)

3.1.2工艺流程 (19)

3.2氯气处理 (20)

3.2.1工艺原理 (20)

第四章固碱工段 (27)

4.1工艺原理 (27)

4.2主要工艺指标 (27)

4.3工艺流程（附工艺流程图） (27)

4.4主要设备及作用和工作原理 (28)

摘要：

离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一。本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺及过程中的离子膜法碱液蒸发的特点，影响碱液蒸发的因素。

我国离子膜法烧碱发展十分迅速，彻底淘汰了水银法烧碱和部分石墨阳极隔膜法烧碱，大大提升和优化了我国氯碱工业的产品结构，促进了相关工业的迅速发展。目前，世界上能生产离子交换膜法氯碱电解槽的7个生产厂其中包括北京化工机械厂生产的电解槽在国内均有使用厂家，代表当前离子膜法最先进水平的高电流密度、低电流消耗、大单元面积、自然循环工艺的电解槽在我国已有企业采用。

目前，国内离子膜法烧碱生产厂家全国共86家，产能排前4名的企业离子膜法烧碱产能均超过了20万吨/年，2005年底前还有3家企业的离子膜法烧碱产能达到或超过20万吨/年。据统计，在2005年底前投产的142.5万吨/年装置中有112.5万吨/年采用离子膜法，到2005年底，国内离子膜法烧碱达产装置能力达到794.7万吨/年，占总产能的49.34%。而到2006年，随着又一批新建、扩建氯碱装置的投产，国内离子膜法烧碱不仅在生产能力上将超过隔膜法烧碱，而且产量也将超过隔膜法烧碱。

今年以来，有关离子膜烧碱项目评审开工投产的消息频频见诸报端：2月，沙隆达年产5万吨离子膜烧碱通过评审；5月，东明石化集团15万吨/年离子膜烧碱项目建设进入实质阶段，计划在2006年底建成投产；6月，焦作昊华年产10万吨离子膜烧碱项目开工；二季度，上海天原的36万吨／年新装置投产后，其烧碱年产规模达到76万吨；8月，唐山三友集团年产30万吨烧碱一期工程试生产;10月，山东东营市化工厂二期12万吨离子膜烧碱项目一次性送电成功，顺利投产。据统计，仅今年上半年，全国烧碱总产量为717.83万吨，同比增长20%。其中，离子膜烧碱产量为218.58万吨，同比增长35%。种种迹象表明，离子膜烧碱行业目前正在掀起新一轮的投资热潮，我国也无可争议地成为世界第一大烧碱生产国，不少企业已经乐观地等待着接下来赚个钵满盆盈了。

第一章化盐工段

1.1工艺原理

将固体原盐(或搭配部分盐卤水)与蒸发工段送来的回收盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液，同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂(氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等)，使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂(聚丙烯酸钠等)。经过澄清、砂滤得到一次盐水，一次盐水经中和、过滤、树脂吸咐等步骤制得质量合格的精盐水，按需要源源不断地输送给电解工段。一般1t碱需要1.5t盐（理论比例为1：1.462）。

基本化学方程式：CaCl

2+NaCO

3

=CaCO

3

+2NaCl

CaSO

4+Na

2

C0

3

=CaC0

3

+2Na

2

SO

4

MgCl

2+2NaOH=Mg(OH)

2

+2NaCl

FeCl

3+3NaOH=Fe(OH)

3

+3NaCl

Na

2SO

4

+BaCl

2

=BaSO

4

+2NaCl

1.2主要工艺指标

入槽盐水含NaCl≥315g／L

盐水过碱量NaOH 0.07～0.15 g/L

Na

2CO

3

0.25～0.35 g／L

盐水中钙、镁总量≤5mg／L 盐水中硫酸根含量≤5g／L

澄清桶入口盐水温度

l与4季度48士3℃

2与3季度50±3℃

入槽盐水铵含量无机铵≤1mg／L 总铵≤4mg/L

盐水透明度≥900mm(十字观察法)

排放盐泥中含 NaCI≤8g／L

入槽盐水pH控制值

8～10(微碱性盐水入槽)

约7(中性盐水入槽)

约4(酸性盐水入槽) 烟道气制纯碱中含NaOH ≤3g／L

1.3工艺流程

图1—1为盐水精制工艺流程。固体食盐从盐仓内用铲车l将盐送入盐斗2，经皮带运输机3卸入化盐桶4。盐卤水、蒸发工段回收盐水和洗盐泥回收的淡盐水，按比例搭配用泵6送到化盐桶4内进行化盐操作，经过桶底配水管均匀流出，沿化盐桶内盐层逆流而上将食盐溶解制成饱和的粗盐水，从化盐桶上部溢流而出。出化盐桶的粗盐水与精制剂碳酸钠、氯化钡及蒸发回收盐水中的氢氧化钠发生化学反应，使溶解在粗盐水中的钙、镁、硫酸根等杂质离子生成不溶解于水的氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡等沉淀物而悬浮在粗盐水中。

与精制剂反应后的粗盐水靠位差进入澄清桶8，为了加速澄清,在进入澄清桶前添加助沉剂,使悬浮物沉淀颗粒凝集增大加速澄清。澄清后的清盐水从澄清桶上部溢流入砂滤器l1，盐水通过砂滤层之后，盐水中所夹带的少量细小悬浮物颗粒被截留。出砂滤器盐水含钙、镁杂质量可降到5mg／L以下，即一次盐水。然后进入中和罐12,加盐酸中和过剩碱量,再进入精盐水贮槽13,用泵19送往盐水高位槽供电解工段使用。澄清桶底部排出的盐泥定期排放回收。