《年产十万吨碳酸钡碳化法工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产十万吨碳酸钡碳化法工艺设计（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Chloroacetic acid北方民族大学学士学位论文 论文题目: 年产十万吨碳酸钡工艺设计(碳化法)院(部)名 称: 化学与化学工程学院 学 生 姓 名: 吴蔓祺 专 业: 化学工程与工艺 学 号:指导教师姓名: 谢 明 论文提交时间: 论文答辩时间: 学位授予时间: 北方民族大学教务60摘 要 碳酸钡不仅是广泛应用于显像管、蓄电池、电容器、陶瓷、搪瓷、光学玻璃、颜料、涂料、橡胶、油漆、铁氧体、焊条、水处理、钢铁渗碳、无线电元件、高层建筑用砖及其他钡盐制造等行业的重要的无机化工产品之一1,8，还可以用作净水剂和杀鼠剂5。本次毕业设计是采用碳化法生产碳酸钡，碳化法的优点在于所得产品质量稳定
2、、生产成本较低8。根据生产要求和查阅的资料，进行碳化法生产碳酸钡的工艺设计以及相关设备的设计和选型。利用AutoCAD制图软件画出工艺流程图、设备布置图，使设计成果能基本满足生产要求。关键字：碳酸钡，碳化法，工艺设计北方民族大学化学工程与工艺专业2012届本科生毕业设计AbstractBarium carbonate not only is widely used in battery, capacitor, tube, ceramic, enamel, optical glass, paint, coating, rubber, paint, ferrite, welding rod, wa
3、ter treatment, steel cementite, radio components, high-rise building with brick and other Barium salt manufacturing industries of the important one of the products of inorganic chemicals, can also be used as a applicability and kill the rats agent.The graduation design is use carbonization method to
4、 product barium carbonate, the advantages of the method is to income carbide, stable product quality, production cost is low.According to the production requirements and access to information, carries on the carbonization method barium carbonate production process design and related equipment design
5、 and selection. Use AutoCAD drawing software draw the process flow diagram, equipment layout, which makes the design results can basic to satisfy the production requirements.KEY WORDS: Barium carbonate ,Carbonization ,Process design 目 录前 言1第一章 碳化法生产碳酸钡31.1 碳化法生产碳酸钡的探讨31.1.1沉淀碳酸钡工艺流程31.1.2 生产原理41.2 三
6、废的治理61.2.1废气的治理61.2.2 废渣的治理81.2.3 废水的治理8第二章 碳化工段工艺探讨92.1 连续碳化工艺92.1.1 碳化机理92.1.2 反应温度102.1.3 硫化钡的浓度102.1.4 二氧化碳的流量102.2 连续碳化新工艺的探讨122.3 结论14第三章 工艺设计及设备选型153.1 概述153.2 设计依据153.2.1 生产能力163.2.2 原料规格163.3 工艺计算163.3.1 物料衡算163.4 热量计算183.5 设备计算193.5.1回转炉(基础数据)193.5.2 浸取器243.5.3碳化塔的设计303.5.4加热水箱换热面积的确定323.5
7、.5 石灰窑323.5.6 泵343.5.7 过滤机35第四章 设备选型364.1 设备的选型依据364.2 主要设备一览表364.3 主要工艺控制点一览表37第五章 结束语38致 谢39参考文献40外文翻译41英语原文50附 录60北方民族大学化学工程与工艺专业2012届本科生毕业设计前 言 碳酸钡是重要的基本化工原料之一, 也是最为重要的钡盐之一，它应用于电子行业、玻璃和陶瓷行业、化工原料的生产等领域。随着科学技术及其它行业的发展, 碳酸钡的应用领域日益扩大, 对其质量及性能的要求也越来越高。我国碳酸钡产品正朝着系列化、规格化、专用化方向发展7, 以满足不同行业的要求。我国生产碳酸钡最常用
8、的方法有：复分解法、纯碱法、毒重石法、碳化法9。复分解法生产碳酸钡可使碳酸钡产品硫含量非常低，但碳酸钡精制步骤复杂且不易获得高纯度产品；纯碱法生产碳酸钡，其生产流程短，产品纯度高，而且原料易得，但生产的碳酸钡含有碱性组分而且硫化钠溶液较稀，回收利用价值不大；毒重石法生产碳酸钡产品含硫和其他杂质较少，但产品成本高，操作条件困难；碳化法生产碳酸钡产品硫及碱含量较低，但设备较复杂，流程较长7。经综合各因素分析比较，以碳化法生产碳酸钡所得的产品质量较稳定，成本较低，所以中国工业生产碳酸钡主要采用碳化法。我国碳酸钡生产厂家在不断增加，生产能力也在提高中，据统计，2001年全国就已有14个省、市、自治区的
9、30余个厂家从事碳酸钡生产，而总产能达50万t/a产能万口以上的主要有河北集钡盐集团、贵州镇宁红蝶钡业公司、山东青岛集益化工集团、山东诸城众泰化工有限公司、湖北京山楚天钡盐有限公司、湖北楚星集团、湖南大荣化工农药有限公司、湖南宏湘化工有限公司、河南洛阳化工、山东安丘化工三厂4。近年来, 国内汽车、建筑业的发展和家电行业的繁荣带动了磁性材料、无线电元件及工业陶瓷的增长,从而拉动了市场对碳酸钡的需求量。我们国家在汽车、工业陶瓷等相关行业中，对碳酸钡的需求量为每年3万到4万吨，碳酸钡还可作为三聚磷酸钠（五钠）的湿法磷酸除硫酸根用。我国的彩电显像管玻壳的生产需要大量的使用到粒状碳酸钡, 因为碳酸钡具有
10、较强的X射线、射线屏蔽能力, 在玻壳中加人碳酸钡能有效地吸收高压电流产生的射线、射线, 防止其对人体的危害。办公自动化设备及电脑的普遍化使用, 在一定程度上促使碳酸钡在国内的需求不断增长。随着现代生活中电子产品的精美小巧化, 类似集成电路和电容器等配件也变得小巧, 生产此类产品需要以高纯度的碳酸钡为原料 ,因此高纯碳酸钡的市场得以拓展。我国对高纯碳酸钡的年需求量在1000t左右, 其中需要进口200t。预期在未来一段时间内就会有所增长。据调查显示,显像管玻壳在碳酸钡消费结构中占38%, 磁性材料占15%, 陶瓷及渗碳剂各占7%, 相关钡盐制造占17%, 其余占18%。而国际市场上，一些发达国家
11、因为资源短缺、生产成本高、环境受到破坏等原因, 碳酸钡的产量日益降低, 从而加强了与我国相关企业的合作，合资生产碳酸钡。因为部分国际电子产品龙头企业在东南亚的投资, 也使这些国家成为碳酸钡的消费大国。碳酸钡在国际市场消费组成为玻壳45%, 热处理剂6%, 玻璃制品20%, 陶瓷工业4%, 蓄电池1%, 电容器4%, 建材2%, 精制工业水3%, 其他钡盐制造25%4。为满足碳酸钡消费的国内国际市场的需求，碳酸钡的生产技术有了突飞猛进的发展。我们在生产碳酸钡中引入了一些新技术，使生产的碳酸钡更加适应市场需要。微机配料的引入使原料破碎得以自动控制, 使原料混合更均匀、配比更精准, 提高了生产效率,
12、 减少了粗硫化钡中杂质的含量, 使其含量上升8%一10%。对粗钡回转炉的余热加以利用, 这样，回收的饱和蒸汽就可以提供碳化所需的热量。余热回收符合现代工业能源循环利用的要求，减少了能源的损耗。新型造粒技术就是在使用粘结剂的条件下, 用圆盘造粒机将粉状碳酸钡直接造粒成球形粒状，然后经高温烘干、筛选、除铁工序后就可获到符合粒径标准的球形粒状产品, 其颗粒强度及颗粒堆密度等质量指标均达到部分标准。新型造粒技术的引入使工艺简单化，产品质量更优良。本次毕业设计是以碳化法生产碳酸钡的工艺设计，与实际生产有较强的联系，通过此次设计能让我们对碳酸钡的性质、用途和发展有所认识，最重要的是让我们对碳酸钡的生产流程
13、有整体了解，掌握基本的工艺计算和对相关设备的选取，了解工艺设计在化工中的重要性。第一章 碳化法生产碳酸钡1.1 碳化法生产碳酸钡的探讨由于碳化法生产碳酸钡产品质量稳定、生产成本较低，因而被我国碳酸钡生产厂家采用。原料种类和规格重晶石：BaSO4 85% SiO2 5%SrSO4 1.7%CaSO4 1%MgSO4 0.03原料煤：固定碳 70%挥发物 10%水分 6%灰分 17%发热量 6500石灰石：CaO 52.1%SiO2 1%S 0.25%烧失量 42%1.1.1沉淀碳酸钡工艺流程将重晶石和煤按100:2527（以重量计）配比混合，经粉碎、筛分后连续地加入回转炉中，在9001200进行
14、煅烧还原。制得粗硫化钡熔体，输入搅拌浸取器中，通过逆流浸取，使硫化钡溶液浓度达到135150g/L，用泵打入连续澄清器，然后放入澄清罐澄清，最后打入碳化塔内，同时将石灰窑制得的CO2气体经水洗、分离、压缩导入碳化塔内，进行碳化反应，制得的沉淀碳酸钡浆，放入脱硫罐加碱脱硫，入过滤机滤去水分，钡饼由转筒烘干经皮运机、磁辊脱铁器风送到成品仓包装，即为沉淀碳酸钡成品5,8。 图 1.1 碳化法生产碳酸钡流程图解1.1.2 生产原理1.1.2.1 晶石的还原重晶石和煤在回转炉中进行还原反应，温度在600800，按下式反应：BaSO4+2CBaS+2CO2-Q由于物料中煤的作用，伴随着有一氧化碳生成。CO2+C2CO物料不断前移，温度在9001200按下列反应进行：BaSO4+4CBaS+4CO-QBaSO4+4COBaS+CO2在煅烧过程中，还会产生下列副反应。重晶石首先还原成BaSO3，然后再还原成BaS.2BaSO4+C2BaSO3+CO2当炉温较低时，空气过剩，或BaS与潮湿空气接触还易生成碳酸钡：
