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1、苏打苛化培训系统说明书 1文档编号:苏打苛化操作手册 .DOC苏打苛化仿真培训系统操作说明书 北京东方仿真软件技术有限公司 二零零八年六月 苏打苛化培训系统说明书 2目录一.工艺流程说明 .31、苏打的苛化 .32、工艺流程简介 .43. 设备和主要控制： .54. 控制方案： .6二.苏打苛化单元操作规程 .61、冷态开车操作规程 .62、正常工况下工艺参数 .83、停车操作规程 .94、事故操作规程 .10三.仿真界面 .11苏打苛化培训系统说明书 3一.工艺流程说明1、苏打的苛化采用拜耳法工艺流程生产的氧化铝量占到总产量的 90%以上，是采用高铝硅比铝土矿作原料的新建铝厂首选的工艺流程。
2、拜耳法的原理就是使以下反应在不同条件下向不同的方向交替进行： Al2O3xH2O+2NaOH 2NaAl(OH)4 首先，在高温高压下以 NaOH 溶液溶出铝土矿，使其中的氧化铝水合物按上式反应向右进行得到铝酸钠溶液，铁、硅等杂质进入赤泥；而向经过彻底分离赤泥后的铝酸纳溶液添加晶种，在不断搅拌和逐渐降温的条件下进行分解，使上式反应向左进行析出氢氧化铝，并得到含大量氢氧化钠的母液；母液经过蒸发浓缩后再返回用于溶出新的一批铝土矿；氢氧化铝经过煅烧脱水后得到产品氧化铝。在拜耳法生产氧化铝时，循环母液中的苛性碱每循环一次大约有 3%左右被反苛化为碳酸碱，这些碳酸碱在蒸发过程中以一水碳酸钠形式结晶析出，
3、从而造成苛性碱损耗。为了减少苛性碱消耗，单独的拜耳法生产氧化铝厂需要将析出的碳酸钠进行苛化处理，以回收苛性碱。拜耳法的一水碳酸钠的苛化，是采用石灰苛化法：即将一水碳酸钠溶解，然后加入石灰乳进行苛化，其苛化反应： Na2CO3+ Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3Na2CO3 转变为 NaOH 的转化率（即苛化率） ，要求越高越好。碳酸钙溶解度较小，形成沉淀，过滤除去，滤液回收再利用，补充到循环母液中。 通常用苛化率来评价碳酸钠苛化的程度，即碳酸钠转变为氢氧化钠的转化率称为苛化率，其表达式为：%10c前 后前cN式中 溶液苛化率，%Nc 前 溶液苛化前 Na2Oc 的浓度，g/L；Nc 后
4、溶液苛化后 Na2Oc 的浓度，g/L。溶出结晶苏打苛化培训系统说明书 4Ca(OH)2 溶解度随着苛化过程的进行，溶液中 OH-浓度的增加而降低，所以，Ca(OH) 2 在苛化后溶液中很少，若忽略不计，苛化率可表达为：%10Cx式中 x溶液苛化后 NaOH 的浓度，mol/L； C溶液苛化前 Na2CO3 的浓度，mol/L。 2、工艺流程简介 本仿真培训系统以一水苏打苛化（间歇反应）的工艺作为仿真对象。 仿真范围内主要设备为沉降槽、苛化槽、离心泵、简单罐和阀门等。 苛化流程为：来自多效蒸发工段的循环母液经泵 P501A、阀 FV501 输入沉降槽 V501，循环母液中的轻组分 NaOH 液
5、从上部的溢流口排入到溢流槽C501 中，溢流槽 C501 的液位是通过液位控制阀 LV502 来调节的。质量重、密度大的一水碳酸钠从 V501 下部排出。在间歇反应釜 R501/R502 通入一水碳酸钠之前，先通入水，用于溶解一水碳酸钠，通入水的质量以占反应釜体积的 30%左右为准。然后按照一定的配料比例分别向 R501 中通入一水碳酸钠和石灰，使其进行反应。苛化浆液去 V502 进行沉降分离，溢流液送蒸发器蒸浓，使其浓度满足生产要求。图 5-1 为一水碳酸钠苛化流程仿真工艺图。去蒸发母液槽沉降槽溢流槽用于溶解苏打的水沉降槽来自蒸发工段去蒸发母液槽苛化渣苛化工段苛化槽苛化槽石灰乳槽石灰乳槽P
6、5 0 1 AP 5 0 1 BP 5 0 2 AP 5 0 2 BP 5 0 3 AP 5 0 3 BP 5 0 4 AP 5 0 4 B图 5-1 为一水碳酸钠苛化流程仿真工艺图苏打苛化培训系统说明书 53. 设备和主要控制：3.1 设备列表：序号 位号 名称 说明 1 V501 沉降槽 2 V502 沉降槽 3 R501 间歇反应釜 4 R502 间歇反应釜 5 C501 溢流槽 6 C502 石灰乳槽 7 C503 石灰乳槽 8 P501A/B 输液泵 9 P502A/B 输液泵 10 P503A/B 输液泵 11 P504A/B 输液泵 12 FV501 流量控制阀 13 LV502
7、 液位控制阀 14 VA501 截止阀 15 VA502 截止阀 16 VA503 截止阀 17 VA504 截止阀 18 VA505 截止阀 19 VA506 截止阀 20 VA507 截止阀 21 VA508 截止阀 22 VA509 截止阀 23 VA510 截止阀 24 VA511 截止阀 25 VB501 球阀 26 VB502 球阀 27 VB503 球阀 28 VB504 球阀 3.2 仪表列表：序号 位号 名称 正常情况显示值1 FIC501 流量控制仪表 8906.63 kg/h2 FI502 流量显示仪表 0kg/h3 FR502 累计流量 56.5 kg苏打苛化培训系统说
8、明书 64 FI503 流量显示仪表 0kg/h5 FR503 累计流量 0kg6 FI504 流量显示仪表 0kg/h 7 FR504 累计流量 127.8 kg8 FI505 流量显示仪表 0kg/h9 FR505 累计流量 0 kg10 FI506 流量显示仪表 0kg/h11 FR506 累计流量 103.9 kg12 FI507 流量显示仪表 0kg/h13 FR507 累计流量 0kg14 LI501 液位控制仪表 50%15 LIC502 液位控制仪表 50%16 TI501 温度显示仪表 85 oC 17 TI502 温度显示仪表 95 oC 18 TI503 温度显示仪表 0
9、 oC 4. 控制方案：4.1 原料液流量控制FV501 控制循环母液的入口流量，FIC501 检测蒸发器的原料液入口流量的变化，并将信号传至 FV501 控制阀开度，使蒸发器入口流量维持在设定点。流量设置点为 8906.63kg/h。4.2 蒸发器的液位控制LIC502 控制溢流槽 C501 的出口料液的流量，LIC501 检测溢流槽 C501 的液位，并将信号传给 LV502 控制阀的开度，使蒸发器的料液及时排走，使蒸发器的液位维持在设定点。液位设定点为 50%。 二.苏打苛化单元操作规程1、冷态开车操作规程学员姓名: wyj操作单元: 冷态开车 总分:510.00 测评历时 0 秒 实际
10、得分:0.00 测评限时 0 秒 百分制得分:0.00 苏打苛化培训系统说明书 7其中 普通步骤操作得分:0.00 质量步骤操作得分:0.00 趋势步骤操作得分:0.00 操作失误导致扣分:0.00 以下为各过程操作明细： 应得 实得 操作步骤说明沉降分离: 100 0该过程历时 0 秒10 0 开泵 P501A10 0打开进料阀 FV501 的前截止阀VB50110 0打开进料阀 FV501 的后截止阀VB50210 0 开进料阀 FV50110 0当进料量接近 8906.63kg/h 时，投自动，将 FIC501 的 SP 值设为8906.63kg/h10 0当沉降槽 V501 有溢流，溢流槽C501 液位逐渐增加到 50%左右时，开液位控制阀 LV502 的前截止阀VB50310 0开液位控制阀 LV502 的后截止阀VB50410 0开液位调节阀 LV502
