年产20万吨元明粉的生产工艺设计(附件)
我国有丰富的岩盐资源，岩盐的主要成分为氯化钠和硫酸钠，无水硫酸钠即元明粉，其用途十分广泛。近几年，国内元明粉行业竞争激烈，许多企业向着精细化方向发展，生产的元明粉纯度可达99.999%。本设计利用淮安丰富的岩盐资源，对元明粉的生产进行工艺设计。元明粉的生产方法有很多，设计过程中，充分考虑降低生产成本、提高产量和质量、减少资源浪费与废弃物的排放、企业可持续发展等因素。经综合考虑，本设计方案采用三效顺流蒸发方式。关键词 元明粉，工艺设计，三效顺流蒸发
目 录
1 绪论 1
1.1 元明粉特性及用途 1
1.1.1 元明粉特性 1
1.1.2 元明粉用途 1
1.2 元明粉生产现状 1
1.2.1 芒硝资源的分布 1
1.2.2 主要生产企业 2
1.2.3 行业现状 2
1.3 元明粉生产工艺环境影响分析 5
1.3.1 大气环境影响分析 5
1.3.2 水环境影响分析 6
1.3.3 声环境影响分析 6
1.3.4 固体废物影响分析 7
1.4 元明粉等级排布 7
2 元明粉生产工艺及论证 8
2.1 四效蒸发末效二次蒸汽余热化硝法 8
2.2 五效逆流强制循环真空法 8
2.3 回收酸浴直接制取元明粉法 9
2.4 全溶蒸发脱水法 10
2.5 盐硝联产法 11
2.6 以海盐苦卤为原料生产元明粉 12
2.7 热融蒸发脱水法 13
2.8 碳酸盐型天然盐水的综合加工法 13
3 设计方案说明 13
3.1 工艺流程 13
3.2 物料衡算示意图 15
3.3 反应去除杂质 15
4 专题计算 16
4.1 物料衡算 16
4.2 热量衡算 16
5 设备选型 23
5.1 蒸发罐 23
5.2 蒸发装置辅助设备选型 27 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
5.2.1 气液分离器 27
5.2.2 分离器的选型 27
5.2.3 蒸汽冷凝器选型设计 28
5.3 设备一览表 30
6 经济估算 31
6.1 成本费用估算 31
6.2 利润估算 31
6.3 经济效益分析 31
7 安全内容 32
结论 35
致谢 36
参考文献 37
附件：工艺流程图 设备图 平面布置图
1 绪论
1.1 元明粉特性、用途
1.1.1元明粉特性
硫酸钠（）是硫酸根与钠离子化合生成的盐，酸碱性为弱碱性。它的无机化合物叫做十水合硫酸钠，还有俗称叫做芒硝，是纯度很高、有细小颗粒的无水物。当把元明粉露天放在空气中的时候，它非常容易吸水，就会与空气中的水蒸气反应生成芒硝。元明粉是一种白色、无臭、的结晶或粉末，具有苦味是它的一个显著特性，除此以外元明粉还非常容易吸水。所以在保存的时候要特别注意隔绝空气。元明粉颗粒外形无色透明。元明粉主要用于制造水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品、饲料等。
1.1.2 元明粉用途
元明粉在合成洗涤剂、印染、硫化碱、泡花碱、造纸、玻璃等诸多行业中都有非常非常广泛的应用[1]。
（1）化学工业上可以用来作制造水玻璃和其它化工产品。
（2）在造纸行业，可以用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。
（3）玻璃工业把元明粉做助溶剂。
（4）纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂。
（5）有色金属冶金、皮革等方面。
（6）硫酸钠还可以用来制、纸浆、玻璃、硫化钠、水玻璃、瓷釉，同时也能用作解毒剂等。
（7）分析试剂，如脱水剂、定氮时消化催化剂也有应用，原子吸收光谱分析中干扰抑制剂。还用于医药工业。
（8）洗涤剂和肥皂中也有把硫酸钠当作添加剂。
（9）可以用来测pH值。
1.2 元明粉生产现状
元明粉的生产主要集中在我国，下面从资源分布、主要生产企业、行业现状三个方面分别予以介绍。
1.2.1 芒硝的资源分布
生产元明粉的主要原料是芒硝矿产资源。资料显示，截至2017年，我国芒硝总储量在200亿吨左右，排名世界第一，并且能够预见的是，在未来很长一段时间之内，鲜有国家能挑战我们在元明粉生产方面的地位，我国元明粉的前景仍会十分乐观[2]。
山西运城盐湖是最早开始开发中国芒硝资源的，产盐历史上千年，有个叫做运城盐化局（现南风化工集团）的公司，就是一个代表企业，它是从20世纪50年代初就开始开始生产85硝，相当早，后来又开始生产元明粉，可说非常具有行业内的“江湖地位”地位，我国元明粉就是从这个时期开始，走上了大发展道路[3]。
1.2.2 主要生产企业
我们国家的芒硝资源可以说是十分丰富，相对简单的生产工艺使得现下开采和生产活动基本是无序, 也正因为这样，元明粉行业发展迅速，显而易见它的规模化生产趋势非常明显。
四川省眉山艺硝厂，从1952年开始，在四川境内规模化地进行钙芒硝的开采和利用。全面开采的四川钙芒硝是1990年之后的事，从那以后，有多达20多家企业在生产川硝，保守估计总生产能力，大概年产量在600万吨左右。江苏环洪泽湖一带是元明粉生产的集中地，这一块聚集了了八家生产企业，350万吨左右的年产量。其中，上海太平洋化工淮安元明粉有限公司始建于1998年，2000年正式投入生产。拥有两条生产线，产能是40万吨/年。江苏南风淮安南风是另一家，年产80万吨。2006年成立的江苏洪泽盐化工有限公司是家新锐企业，此公司新增了几个项目，最大的就是100万吨/年硝盐联产项目，年产元明粉50万吨，工业盐25万吨[4]。江苏嘉源元明粉公司成立于2007年，有条硝盐联产线，年产元明粉30万吨，也是相当大的规模。公司还拥有国内最先进硝盐联产装置，主要过程就是把把原硝水经过先进工艺处理。该公司所获得的产品质量在国内外都享有盛誉。现已形成1000kg、50kg、25kg等系列高纯度元明粉产品，产品纯度高、颗粒大、流动性好，年产量达30万吨规模[5]。
目 录
1 绪论 1
1.1 元明粉特性及用途 1
1.1.1 元明粉特性 1
1.1.2 元明粉用途 1
1.2 元明粉生产现状 1
1.2.1 芒硝资源的分布 1
1.2.2 主要生产企业 2
1.2.3 行业现状 2
1.3 元明粉生产工艺环境影响分析 5
1.3.1 大气环境影响分析 5
1.3.2 水环境影响分析 6
1.3.3 声环境影响分析 6
1.3.4 固体废物影响分析 7
1.4 元明粉等级排布 7
2 元明粉生产工艺及论证 8
2.1 四效蒸发末效二次蒸汽余热化硝法 8
2.2 五效逆流强制循环真空法 8
2.3 回收酸浴直接制取元明粉法 9
2.4 全溶蒸发脱水法 10
2.5 盐硝联产法 11
2.6 以海盐苦卤为原料生产元明粉 12
2.7 热融蒸发脱水法 13
2.8 碳酸盐型天然盐水的综合加工法 13
3 设计方案说明 13
3.1 工艺流程 13
3.2 物料衡算示意图 15
3.3 反应去除杂质 15
4 专题计算 16
4.1 物料衡算 16
4.2 热量衡算 16
5 设备选型 23
5.1 蒸发罐 23
5.2 蒸发装置辅助设备选型 27 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
5.2.1 气液分离器 27
5.2.2 分离器的选型 27
5.2.3 蒸汽冷凝器选型设计 28
5.3 设备一览表 30
6 经济估算 31
6.1 成本费用估算 31
6.2 利润估算 31
6.3 经济效益分析 31
7 安全内容 32
结论 35
致谢 36
参考文献 37
附件：工艺流程图 设备图 平面布置图
1 绪论
1.1 元明粉特性、用途
1.1.1元明粉特性
硫酸钠（）是硫酸根与钠离子化合生成的盐，酸碱性为弱碱性。它的无机化合物叫做十水合硫酸钠，还有俗称叫做芒硝，是纯度很高、有细小颗粒的无水物。当把元明粉露天放在空气中的时候，它非常容易吸水，就会与空气中的水蒸气反应生成芒硝。元明粉是一种白色、无臭、的结晶或粉末，具有苦味是它的一个显著特性，除此以外元明粉还非常容易吸水。所以在保存的时候要特别注意隔绝空气。元明粉颗粒外形无色透明。元明粉主要用于制造水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品、饲料等。
1.1.2 元明粉用途
元明粉在合成洗涤剂、印染、硫化碱、泡花碱、造纸、玻璃等诸多行业中都有非常非常广泛的应用[1]。
（1）化学工业上可以用来作制造水玻璃和其它化工产品。
（2）在造纸行业，可以用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。
（3）玻璃工业把元明粉做助溶剂。
（4）纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂。
（5）有色金属冶金、皮革等方面。
（6）硫酸钠还可以用来制、纸浆、玻璃、硫化钠、水玻璃、瓷釉，同时也能用作解毒剂等。
（7）分析试剂，如脱水剂、定氮时消化催化剂也有应用，原子吸收光谱分析中干扰抑制剂。还用于医药工业。
（8）洗涤剂和肥皂中也有把硫酸钠当作添加剂。
（9）可以用来测pH值。
1.2 元明粉生产现状
元明粉的生产主要集中在我国，下面从资源分布、主要生产企业、行业现状三个方面分别予以介绍。
1.2.1 芒硝的资源分布
生产元明粉的主要原料是芒硝矿产资源。资料显示，截至2017年，我国芒硝总储量在200亿吨左右，排名世界第一，并且能够预见的是，在未来很长一段时间之内，鲜有国家能挑战我们在元明粉生产方面的地位，我国元明粉的前景仍会十分乐观[2]。
山西运城盐湖是最早开始开发中国芒硝资源的，产盐历史上千年，有个叫做运城盐化局（现南风化工集团）的公司，就是一个代表企业，它是从20世纪50年代初就开始开始生产85硝，相当早，后来又开始生产元明粉，可说非常具有行业内的“江湖地位”地位，我国元明粉就是从这个时期开始，走上了大发展道路[3]。
1.2.2 主要生产企业
我们国家的芒硝资源可以说是十分丰富，相对简单的生产工艺使得现下开采和生产活动基本是无序, 也正因为这样，元明粉行业发展迅速，显而易见它的规模化生产趋势非常明显。
四川省眉山艺硝厂，从1952年开始，在四川境内规模化地进行钙芒硝的开采和利用。全面开采的四川钙芒硝是1990年之后的事，从那以后，有多达20多家企业在生产川硝，保守估计总生产能力，大概年产量在600万吨左右。江苏环洪泽湖一带是元明粉生产的集中地，这一块聚集了了八家生产企业，350万吨左右的年产量。其中，上海太平洋化工淮安元明粉有限公司始建于1998年，2000年正式投入生产。拥有两条生产线，产能是40万吨/年。江苏南风淮安南风是另一家，年产80万吨。2006年成立的江苏洪泽盐化工有限公司是家新锐企业，此公司新增了几个项目，最大的就是100万吨/年硝盐联产项目，年产元明粉50万吨，工业盐25万吨[4]。江苏嘉源元明粉公司成立于2007年，有条硝盐联产线，年产元明粉30万吨，也是相当大的规模。公司还拥有国内最先进硝盐联产装置，主要过程就是把把原硝水经过先进工艺处理。该公司所获得的产品质量在国内外都享有盛誉。现已形成1000kg、50kg、25kg等系列高纯度元明粉产品，产品纯度高、颗粒大、流动性好，年产量达30万吨规模[5]。
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