年产50万吨精细元明粉生产的工艺设技(附件)
以芒硝为原料生产精制元明粉的几种工艺,以及国内外精制元明粉的市场及生产状况。精制工艺包括化学除杂法、原料优选法、重结晶法。结果表明,精制元明粉的生产过程实质是一个除杂、提纯过程:对于钙离子含量高的原料,可采用化学除杂法;对于氯离子含量高的原料,可采用氯离子富集法、冷冻法或洗涤法;镁离子较难去除,可采用水硝洗涤、冷冻法。本设计采用先进的五效蒸发技术工艺，生产设备先进，成品粒度、白度、PH值等指标居同行业领先水平，符合GB/T6009-2003标准。关键词 芒硝，元明粉，低钙镁，五效蒸发技术目录
1 引言 2
1.1 元明粉介绍 3
1.2 精细元明粉简述 3
1.3 本设计主要内容 4
2 元明粉的原料来源 4
2.1 淮安芒硝资源分布及用途 4
2.2 元明粉生产工艺的环境影响 5
2.3 元明粉等级排布 6
3 元明粉常用生产工艺介绍及对比 6
3.1 全溶蒸发脱水法 7
3.2 四效蒸发末效二次蒸汽余热化硝法 7
3.3 井下硐室水溶法 7
3.4 五效逆流强制循环真空法 7
4 元明粉生产工艺设计 8
4.1 基本工艺流程： 8
4.2 反应去除杂质 8
4.3 精制元明粉 8
4.4 各物料流程: 9
4.5 废渣处理 10
5 相关计算 10
5.1 物料衡算方程 12
5.2 热量衡算方程式 12
6 设备选型： 13
6.1 蒸发罐 13
6.2 加热室 15
6.3 冷凝水桶 18
6.4 闪蒸桶 19
6.5 蒸发室 20
6.6 加热室 22
7 经济估算 22
7.1 成本费用估算 24
7.2 利润估算 24
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
/> 6.3 冷凝水桶 18
6.4 闪蒸桶 19
6.5 蒸发室 20
6.6 加热室 22
7 经济估算 22
7.1 成本费用估算 24
7.2 利润估算 24
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
随着中国近几年经济的快速发展，十五期间中国元明粉产量平均增幅达20%。根据中国十一五发展规划，重化工产业依然是发展的重点之一，元明粉作为基础化工原料，在各个应用领域也将迎来大发展。近年来加拿大等国内由于环保原因关闭部分生产企业，日本化学工业下滑致使该国副产元明粉生产能力下降，巴西印尼 韩国泰国等主销国的经济迅速发展导致需求量大增。元明粉是一种白色粉末，味咸苦，易溶于水。元明粉是芒硝脱水后的结晶体， 其主要成分为含水硫酸钠（Na2SO4 10H2O），为一碱金属盐类，能以结晶水合物形成自水溶液中析出。元明粉的主要用途表现为：化学工业用作制造硫酸钠，硅酸钠及其他化工产品；洗涤工业合成洗涤剂的填充材料；造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂；玻璃工业用以代替纯碱，做助溶剂；纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂；用于有色金属冶金、皮革等方面，应用十分广泛。现在大多数元明粉的生产企业按照GB/T6009-2014国家标准进行生产。随着中国国民经济的发展,元明粉的用途逐渐多样化,产品的质量仅仅符合“国家标准”已不能最大限度地满足用户的要求，所以就精制元明粉需求越来越多，也成为一种趋势。采用先进的五效蒸发技术工艺精制元明粉，得到成品粒度、白度、PH值等指标能达到领先水平。
1.1 元明粉介绍
元明粉又名无水芒硝，呈棱柱状长方形或不规则的结晶，大小不一，两端不整齐，无色透明或类白色半透明，质脆易折断，断面呈玻璃样光泽，无臭，味苦咸，置干燥空气中易逐渐风化，外层渐变为白色粉霜。以五色，透明，呈结晶状者为佳。棱柱状或长方形结晶，两端不整齐。无色透明。质脆。气无，味苦咸而有清凉感。以无色透明，块状结晶者为佳。易溶于水，不溶于酒精。在空气中易风化而表面被一层无水硫酸钠白色粉末[1]。
国内外大多采用芒硝作为原料生产元明粉。硫酸钠，无机化合物，十水合硫酸钠又名芒硝、高纯度、颗粒细的无水物称为元明粉。元明粉，白色、无臭、有苦味的结晶或粉末， 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、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、医药品等，其化学式为Na2SO4，硫酸钠是含氧酸的强酸强碱[2]。
1.2 精细元明粉简述
精制元明粉的生产过程实质就是一个除杂、提纯的过程。各地由于原料组成不同, 其中所含杂质不同, 所采用的方法也各不相同。采用先进的五效蒸发技术工艺，产品具有低钙美、中性和高主含量的特点。运用信息化技术对传统制硝工艺进行改进，实施DCS集散控制系统，采取数字技术对生产过程中的温度、压力、流量和液位等工艺参数实行自动调节，并在生产现场安装两级工业电视监控系统，对关键参数设有声光报警和联锁；从采卤、精制、转料、蒸发、干燥到存储整个过程均是自动化操作，大大提高了生产效率和产品质量。
1.3 本设计主要内容
近年来，淮安市依托1300亿吨的岩盐资源大力发展盐化工新材料产业，从初始阶段的卤水、熬盐，逐步形成了以真空精制盐、元明粉、氯碱、纯碱为基础，进一步发展系列甲烷氯化物及密胺等盐化工新材料和精细化工产业的格局。本文主要讨论生产精细元明粉的工艺设计流程，研究通过除去钙、镁等离子得到精制元明粉的过程。
2 元明粉的原料来源
2.1 淮安芒硝资源分布及用途
2.1.1 芒硝资源分布
我国芒硝资源十分丰富，总储量在100亿吨以上，居世界首位。元明粉生产厂依原料不同分布在山西、四川、江苏、新疆、内蒙、湖南等十多个省份，有50多个生产厂，元明粉总装置能力500~550万t/a（a为年），实际产量约450万t/a，商品量420万t/a，其中出口90万t/a，其余用于国内消费[3]。20世纪 90年代以来 ,淮安的芒硝资源逐步得以开发。短短几年的时间 ,全市已基本形成了一条集开采、加工、销售的完整体系。 1999年的元明粉产量已近 4 0万吨,占全国总产量近 1/ 4 ,与山西南风、四川眉山形成了三足鼎立的格局。产品除在国内销售外 ,部分还销往国外。
芒硝开发已显示出强劲的发展势头 ,其产业已成为淮安市重要的经济支柱之一。地质资源概况淮安的芒硝分为无水芒硝和钙芒硝 ,以无水芒硝为主 ,化学名称为硫酸钠 (Na2SO4 )。纯度较高的无水芒硝集中分布在洪泽湖凹陷盆地中 ;而钙芒硝则与盐伴生 ,主要分布在楚州盐矿中。
2.1.2 元明粉工业用途<
1 引言 2
1.1 元明粉介绍 3
1.2 精细元明粉简述 3
1.3 本设计主要内容 4
2 元明粉的原料来源 4
2.1 淮安芒硝资源分布及用途 4
2.2 元明粉生产工艺的环境影响 5
2.3 元明粉等级排布 6
3 元明粉常用生产工艺介绍及对比 6
3.1 全溶蒸发脱水法 7
3.2 四效蒸发末效二次蒸汽余热化硝法 7
3.3 井下硐室水溶法 7
3.4 五效逆流强制循环真空法 7
4 元明粉生产工艺设计 8
4.1 基本工艺流程： 8
4.2 反应去除杂质 8
4.3 精制元明粉 8
4.4 各物料流程: 9
4.5 废渣处理 10
5 相关计算 10
5.1 物料衡算方程 12
5.2 热量衡算方程式 12
6 设备选型： 13
6.1 蒸发罐 13
6.2 加热室 15
6.3 冷凝水桶 18
6.4 闪蒸桶 19
6.5 蒸发室 20
6.6 加热室 22
7 经济估算 22
7.1 成本费用估算 24
7.2 利润估算 24
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
/> 6.3 冷凝水桶 18
6.4 闪蒸桶 19
6.5 蒸发室 20
6.6 加热室 22
7 经济估算 22
7.1 成本费用估算 24
7.2 利润估算 24
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
随着中国近几年经济的快速发展，十五期间中国元明粉产量平均增幅达20%。根据中国十一五发展规划，重化工产业依然是发展的重点之一，元明粉作为基础化工原料，在各个应用领域也将迎来大发展。近年来加拿大等国内由于环保原因关闭部分生产企业，日本化学工业下滑致使该国副产元明粉生产能力下降，巴西印尼 韩国泰国等主销国的经济迅速发展导致需求量大增。元明粉是一种白色粉末，味咸苦，易溶于水。元明粉是芒硝脱水后的结晶体， 其主要成分为含水硫酸钠（Na2SO4 10H2O），为一碱金属盐类，能以结晶水合物形成自水溶液中析出。元明粉的主要用途表现为：化学工业用作制造硫酸钠，硅酸钠及其他化工产品；洗涤工业合成洗涤剂的填充材料；造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂；玻璃工业用以代替纯碱，做助溶剂；纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂；用于有色金属冶金、皮革等方面，应用十分广泛。现在大多数元明粉的生产企业按照GB/T6009-2014国家标准进行生产。随着中国国民经济的发展,元明粉的用途逐渐多样化,产品的质量仅仅符合“国家标准”已不能最大限度地满足用户的要求，所以就精制元明粉需求越来越多，也成为一种趋势。采用先进的五效蒸发技术工艺精制元明粉，得到成品粒度、白度、PH值等指标能达到领先水平。
1.1 元明粉介绍
元明粉又名无水芒硝，呈棱柱状长方形或不规则的结晶，大小不一，两端不整齐，无色透明或类白色半透明，质脆易折断，断面呈玻璃样光泽，无臭，味苦咸，置干燥空气中易逐渐风化，外层渐变为白色粉霜。以五色，透明，呈结晶状者为佳。棱柱状或长方形结晶，两端不整齐。无色透明。质脆。气无，味苦咸而有清凉感。以无色透明，块状结晶者为佳。易溶于水，不溶于酒精。在空气中易风化而表面被一层无水硫酸钠白色粉末[1]。
国内外大多采用芒硝作为原料生产元明粉。硫酸钠，无机化合物，十水合硫酸钠又名芒硝、高纯度、颗粒细的无水物称为元明粉。元明粉，白色、无臭、有苦味的结晶或粉末， 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、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、医药品等，其化学式为Na2SO4，硫酸钠是含氧酸的强酸强碱[2]。
1.2 精细元明粉简述
精制元明粉的生产过程实质就是一个除杂、提纯的过程。各地由于原料组成不同, 其中所含杂质不同, 所采用的方法也各不相同。采用先进的五效蒸发技术工艺，产品具有低钙美、中性和高主含量的特点。运用信息化技术对传统制硝工艺进行改进，实施DCS集散控制系统，采取数字技术对生产过程中的温度、压力、流量和液位等工艺参数实行自动调节，并在生产现场安装两级工业电视监控系统，对关键参数设有声光报警和联锁；从采卤、精制、转料、蒸发、干燥到存储整个过程均是自动化操作，大大提高了生产效率和产品质量。
1.3 本设计主要内容
近年来，淮安市依托1300亿吨的岩盐资源大力发展盐化工新材料产业，从初始阶段的卤水、熬盐，逐步形成了以真空精制盐、元明粉、氯碱、纯碱为基础，进一步发展系列甲烷氯化物及密胺等盐化工新材料和精细化工产业的格局。本文主要讨论生产精细元明粉的工艺设计流程，研究通过除去钙、镁等离子得到精制元明粉的过程。
2 元明粉的原料来源
2.1 淮安芒硝资源分布及用途
2.1.1 芒硝资源分布
我国芒硝资源十分丰富，总储量在100亿吨以上，居世界首位。元明粉生产厂依原料不同分布在山西、四川、江苏、新疆、内蒙、湖南等十多个省份，有50多个生产厂，元明粉总装置能力500~550万t/a（a为年），实际产量约450万t/a，商品量420万t/a，其中出口90万t/a，其余用于国内消费[3]。20世纪 90年代以来 ,淮安的芒硝资源逐步得以开发。短短几年的时间 ,全市已基本形成了一条集开采、加工、销售的完整体系。 1999年的元明粉产量已近 4 0万吨,占全国总产量近 1/ 4 ,与山西南风、四川眉山形成了三足鼎立的格局。产品除在国内销售外 ,部分还销往国外。
芒硝开发已显示出强劲的发展势头 ,其产业已成为淮安市重要的经济支柱之一。地质资源概况淮安的芒硝分为无水芒硝和钙芒硝 ,以无水芒硝为主 ,化学名称为硫酸钠 (Na2SO4 )。纯度较高的无水芒硝集中分布在洪泽湖凹陷盆地中 ;而钙芒硝则与盐伴生 ,主要分布在楚州盐矿中。
2.1.2 元明粉工业用途<
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