年产15万吨烧碱蒸发工段工艺设计
烧碱是一种非常重要的化工原料，制备烧碱的工艺现在只有电解饱和食盐水这个方法，就是指氯碱工业，蒸发工段的工艺设计是烧碱生产过程中的一个重要工段工艺设计，它能保证生产出符合化工生产原料要求的化工产品，于是蒸发工段的工艺设计是非常重要的一部分，有了一个好的蒸发工段，可以提高工作效率，减少工艺所需的能量消耗。本次设计主要叙述工艺流程的论证和确定，工艺流程的说明，主要设备的选型和计算，物料衡算和能量衡算，还有保护环境等等。关键词氯碱工业 ，蒸发，循环
目 录
1绪论1
2氯碱工业简述1
2.1氯碱工业概述2
2.2氯碱工业地位2
2.3氯碱工业特点2
3 生产氯碱的主要工艺步骤3
3.1盐水精制3
3.2电解食盐水3
3.3电解碱液的蒸发3
3.4 干燥和处理4
3.5固碱4
4 工艺流程说明及主要设备的确定4
4.1 蒸发的重要性4
4.2 蒸发工段工艺简介5
4.2.1双效逆流6
4.2.2三效顺流7
4.2.3三效逆流8
4.2.4三效四体顺流9
4.3三效逆流工艺流程说明10
4.4主要设备确定11
4.4.1蒸发器12
4.4.2离心机14
4.5 蒸发器的确定15
5专题计算16
5.1物料衡算18
5.2 热量衡算20
6蒸发器的设计21
6.1工艺参数的确定22
6.2 蒸发器传热面积的计算22
6.3 蒸发器基本尺寸的计算22
6.3.1蒸发室内径的计算23
6.3.2蒸发室的气相空间高度的计算23
6.3.3加热蒸汽进口管内径23
6.3.4二次蒸汽出口管内径23
6.3.5加热室的内径24
6.3.6塔体壁厚的确定24
6.3.7校核水压试验强度24
6.4 蒸发工序的辅助设备24
6.4.1 电解液预热装置 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
25
6.4.2 采盐装置25
7工艺生产对环境的影响25
7.1环境质量评价25
7.2环境影响评价26
7.3化工安全生产27
结论28
致谢29
参考文献31
1 引言
氯碱工业源远流长，在人类社会的发展历程中扮演着非常重要的角色，它广泛的应用在各个领域和行业。
然而蒸发工段的工艺设计在烧碱生产过程中是一个非常重要的工段的工艺设计，现在标准产品是30%的烧碱是市场上所销售的。现在的氯碱一般是点解饱和食盐水来制碱。
我的本次设计的目的是工艺流程的论证和确定，工艺流程的说明，主要设备的选型和计算，物料和能量的计算。准备讲述了生产15万吨烧碱的蒸发工段的工艺设计。
2 氯碱工业简述
2.1 氯碱工业概述
氯碱工业是基础化工的一小部分，在各行各业有个不可忽视的作用。在化工行业，它能生产一种必不可少的化工原料——烧碱。在冶金行业，往往要把矿石中的一些有用的部分转化成可溶性的钠盐，[1]于是需要加入一定量的纯碱或者有烧碱来获得各种钠盐，比如冶炼钨钢，就可以用烧碱生产钨酸钠。在轻工业中，比如印染，纺织方面，可以用烧碱出去棉纱羊毛，各种棉纺织物上面的油脂物。在石油化工行业中，为了除掉石油馏分中的一些无法分离出去的胶体杂质，酸洗过后就必须用烧碱溶液洗涤一下，才能获得已经精制过的石油产品。还可以制造肥皂，消毒液等生活必需品。
氯碱工艺包括化盐、电解、蒸发、盐酸、液化等工段，氯碱工业的主要反应方程就是电解饱和食盐水从而或者烧碱氢气和氯气这三种化工原料。
2NaCl + 2H2O→2NaOH + Cl2↑+ H2↑
1890年，在德国实现了隔壁法电解食盐水来制取烧碱和氯气的工业化生产，1970年，用金属阳极代替石墨阴极的隔膜法获得了广泛应用，1975年离子交换法电解槽投入工业生产。由于隔膜法中的石棉和水银法中的水银对环境有着巨大的污染，于是离子法占据了市场，所以我国的很多氯碱工厂都是用的离子膜法来制碱。离子膜法能耗低，可以不日不夜的工作不停，提高了工作效率，增加了企业的利润，然后大部分企业都开始效仿用离子膜的方法来制取烧碱。
2.2 氯碱工业地位
氯碱化工行业能耗高，能源短缺，目前面临着发展瓶颈。要实现大型非并网风电产业和氯碱化工行业之间的耦合空间布局，建立非煤高能氯碱化工基地具有重要意义的综合利用风能 和氯碱化工行业的可持续发展。 基于中国大型非并网风电行业利用社会经济发展数据和风电产业作为2006年空间分布的决定，本文通过2020通过现状总体考虑和氯碱化工产业的规划目标，研究预期的空间布局框架的非煤炭高耗能氯碱化工产业在中国。研究表明，在2020中国将形成九个非煤高耗能氯碱化工产业基地，包括江苏、山东、浙江、辽宁、新疆、内蒙古、山西、宁夏和青海，它可以产生1的713.94×电量108千瓦时，节省2149.84×原煤104吨，由202.82×104吨，减少粉尘排放，减少4056.31×104吨二氧化碳的排放，20.28×降低氮氧化物排放104吨，减少32.45×二氧化硫排放量104吨，其中煤炭燃烧提高经济效益和环境效益。
我国现有的制碱企业都装置规模普遍很小，生产力低下，数量也不是很多，现在纯碱的销量也不是很好，于是行业前景低迷。
2.3 氯碱工业特点
氯碱厂的建设与运行制造氯气的方法，烧碱，氢和随后的钠次氯酸盐，氯化铁，钙，次氯酸盐、盐酸等氯衍生物；提供产品制备氯气的方法，烧碱，氢和随后的钠，次氯酸盐，氯化铁，钙，次氯酸盐、盐酸等42类氯衍生物。氯碱工业过程非常简单，就是电解饱和食盐水这个简单的工艺流程。，然而还有着3个突出的问题需要去解决1.能源消耗巨大2.酸碱的平衡3.污染问题，于是我们需要去改进工艺，改进完之后，工作效率也上去了，能耗也减少了，还有产出产品的时候，有时候氯气多有时候碱多，无法得到一个完美的平衡，以及对环境的破坏和污染这些问题亟待我们去解决
目 录
1绪论1
2氯碱工业简述1
2.1氯碱工业概述2
2.2氯碱工业地位2
2.3氯碱工业特点2
3 生产氯碱的主要工艺步骤3
3.1盐水精制3
3.2电解食盐水3
3.3电解碱液的蒸发3
3.4 干燥和处理4
3.5固碱4
4 工艺流程说明及主要设备的确定4
4.1 蒸发的重要性4
4.2 蒸发工段工艺简介5
4.2.1双效逆流6
4.2.2三效顺流7
4.2.3三效逆流8
4.2.4三效四体顺流9
4.3三效逆流工艺流程说明10
4.4主要设备确定11
4.4.1蒸发器12
4.4.2离心机14
4.5 蒸发器的确定15
5专题计算16
5.1物料衡算18
5.2 热量衡算20
6蒸发器的设计21
6.1工艺参数的确定22
6.2 蒸发器传热面积的计算22
6.3 蒸发器基本尺寸的计算22
6.3.1蒸发室内径的计算23
6.3.2蒸发室的气相空间高度的计算23
6.3.3加热蒸汽进口管内径23
6.3.4二次蒸汽出口管内径23
6.3.5加热室的内径24
6.3.6塔体壁厚的确定24
6.3.7校核水压试验强度24
6.4 蒸发工序的辅助设备24
6.4.1 电解液预热装置 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
25
6.4.2 采盐装置25
7工艺生产对环境的影响25
7.1环境质量评价25
7.2环境影响评价26
7.3化工安全生产27
结论28
致谢29
参考文献31
1 引言
氯碱工业源远流长，在人类社会的发展历程中扮演着非常重要的角色，它广泛的应用在各个领域和行业。
然而蒸发工段的工艺设计在烧碱生产过程中是一个非常重要的工段的工艺设计，现在标准产品是30%的烧碱是市场上所销售的。现在的氯碱一般是点解饱和食盐水来制碱。
我的本次设计的目的是工艺流程的论证和确定，工艺流程的说明，主要设备的选型和计算，物料和能量的计算。准备讲述了生产15万吨烧碱的蒸发工段的工艺设计。
2 氯碱工业简述
2.1 氯碱工业概述
氯碱工业是基础化工的一小部分，在各行各业有个不可忽视的作用。在化工行业，它能生产一种必不可少的化工原料——烧碱。在冶金行业，往往要把矿石中的一些有用的部分转化成可溶性的钠盐，[1]于是需要加入一定量的纯碱或者有烧碱来获得各种钠盐，比如冶炼钨钢，就可以用烧碱生产钨酸钠。在轻工业中，比如印染，纺织方面，可以用烧碱出去棉纱羊毛，各种棉纺织物上面的油脂物。在石油化工行业中，为了除掉石油馏分中的一些无法分离出去的胶体杂质，酸洗过后就必须用烧碱溶液洗涤一下，才能获得已经精制过的石油产品。还可以制造肥皂，消毒液等生活必需品。
氯碱工艺包括化盐、电解、蒸发、盐酸、液化等工段，氯碱工业的主要反应方程就是电解饱和食盐水从而或者烧碱氢气和氯气这三种化工原料。
2NaCl + 2H2O→2NaOH + Cl2↑+ H2↑
1890年，在德国实现了隔壁法电解食盐水来制取烧碱和氯气的工业化生产，1970年，用金属阳极代替石墨阴极的隔膜法获得了广泛应用，1975年离子交换法电解槽投入工业生产。由于隔膜法中的石棉和水银法中的水银对环境有着巨大的污染，于是离子法占据了市场，所以我国的很多氯碱工厂都是用的离子膜法来制碱。离子膜法能耗低，可以不日不夜的工作不停，提高了工作效率，增加了企业的利润，然后大部分企业都开始效仿用离子膜的方法来制取烧碱。
2.2 氯碱工业地位
氯碱化工行业能耗高，能源短缺，目前面临着发展瓶颈。要实现大型非并网风电产业和氯碱化工行业之间的耦合空间布局，建立非煤高能氯碱化工基地具有重要意义的综合利用风能 和氯碱化工行业的可持续发展。 基于中国大型非并网风电行业利用社会经济发展数据和风电产业作为2006年空间分布的决定，本文通过2020通过现状总体考虑和氯碱化工产业的规划目标，研究预期的空间布局框架的非煤炭高耗能氯碱化工产业在中国。研究表明，在2020中国将形成九个非煤高耗能氯碱化工产业基地，包括江苏、山东、浙江、辽宁、新疆、内蒙古、山西、宁夏和青海，它可以产生1的713.94×电量108千瓦时，节省2149.84×原煤104吨，由202.82×104吨，减少粉尘排放，减少4056.31×104吨二氧化碳的排放，20.28×降低氮氧化物排放104吨，减少32.45×二氧化硫排放量104吨，其中煤炭燃烧提高经济效益和环境效益。
我国现有的制碱企业都装置规模普遍很小，生产力低下，数量也不是很多，现在纯碱的销量也不是很好，于是行业前景低迷。
2.3 氯碱工业特点
氯碱厂的建设与运行制造氯气的方法，烧碱，氢和随后的钠次氯酸盐，氯化铁，钙，次氯酸盐、盐酸等氯衍生物；提供产品制备氯气的方法，烧碱，氢和随后的钠，次氯酸盐，氯化铁，钙，次氯酸盐、盐酸等42类氯衍生物。氯碱工业过程非常简单，就是电解饱和食盐水这个简单的工艺流程。，然而还有着3个突出的问题需要去解决1.能源消耗巨大2.酸碱的平衡3.污染问题，于是我们需要去改进工艺，改进完之后，工作效率也上去了，能耗也减少了，还有产出产品的时候，有时候氯气多有时候碱多，无法得到一个完美的平衡，以及对环境的破坏和污染这些问题亟待我们去解决
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