《200kta烧碱装置氯气氢气处理工序的初步设计说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《200kta烧碱装置氯气氢气处理工序的初步设计说明（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 . 四 川 理 工 学 院 毕 业 设 计 (论 文) 说 明 书题 目 200 kt/a烧碱装置氯气、氢气处理工序的初步设计作 者 系 别 材料与化学工程系专 业 无机化工99.1班指导教师 接受任务日期2003年2月24日完成任务日期2003年6月 2 日论文评阅教师论文答辩教师毕业设计（论文）任务书学生专 业 无机化工班 级99.1班指导教师（签名）题 目200 kt/a烧碱装置氯气、氢气处理工序的初步设计原始数据200 kt/a烧碱装置Cl2、H2处理，年工作日330天，其余数据以工厂实际收集数据为准。说明书容：1 进行工序工艺流程设计，绘制带控制点的工艺流程图；2 进行工序物料、热
2、量衡算，并编制物、热平衡数据表；3 进行工序设备设计或选型，编制设备一览表；4 绘制主要设备的设备图；5 编制工序初步设计说明书。图纸要求学生综合训练方面的要求：完成期限：2003年2月24日至2003年6月2日教研室主任： （签名） 年 月 日目 录第一篇 氯气处理 1第一章 总论 1一 概述 1二 氯气处理的任务和方法 1三 工艺流程简介 2第二章 氯气工艺计算 4一 氯气处理工艺流程 4 二 计算依据 4三 工艺计算 5（一） 第一钛冷却器 5（二） 第二钛冷却器 8 （三） 硫酸干燥塔（填料塔） 10（四） 硫酸干燥塔（泡罩塔） 11第三章 主要设备设计与选型 13一 第一钛冷却器 1
3、3二 第二钛冷却器 20 三 硫酸干燥塔（填料塔） 25四 硫酸干燥塔（泡罩塔） 27五 除沫器 28 第二篇 氢气处理 29第一章 总论 29一 概述 29 二 氢气处理工艺流程确定 30第二章 工艺计算 31 一 氢气处理工艺流程 31二 计算依据 31三 工艺计算 32（一）一段洗涤冷却塔 32 （二）二段洗涤冷却塔 34第三章 主要设备设计与选型 36一 一段洗涤塔 36二 二段洗涤塔 37三 主要管径 38 四 氢气输送设备 39五 水输送泵 39 六 液封循环水池 39七 氢气缓冲罐 39 主要设备一览表 40设计评述 41参考文献 42第一篇 氯气处理第一章 总论一. 概述1.
4、氯气氯气Cl2，分子量70.906，常温下，氯是黄绿色，具有使人窒息气味的气体，有毒。氯气对人的呼吸器官有强烈的刺激性，吸入过多时还会致死。氯气比空气重，约为空气的2.5倍。氯气能溶于水，但溶解度不大，温度越高氯气在水中的溶解度越小。氯气溶于水同时与水反应生成盐酸和次氯酸，因此氯水具有极强的腐蚀性。氯气在四氯化碳，氯仿等溶剂中溶解度较大，比在水中的溶解度约大20倍。工业上利用氯气在四氯化碳中有较大溶解度这一特点，用四氯化碳吸收氯碱厂产生的所有废氯，然后再解吸回收氯气。氯气的用途极为广泛，重要用途如：杀菌消毒、漂白与制浆、冶炼金属、制造无机氯化物、制造有机氯化物与有机物。2. 氯碱工业在国民经济
5、中的地位食盐电解联产的烧碱、氯气、氢气，在国民经济的所有部门均很需要，除应用于化学工业本身外，有轻工、纺织、石油化工、有色金属冶炼和公用事业等方面均有很大用途，作为基本化工原料的“三酸二碱”中，盐酸烧碱就占了其中两种，而且氯气和氢气还可进一步加工成许多化工产品。所以氯碱工业与相关产品几乎涉与到国民经济与人民生活的各个领域。3. 氯碱工业的特点氯碱工业的特点除原料易得、生出流程短外，主要还有三个突出问题:能量消耗大；氯与碱的平衡；腐蚀和污染。二. 氯气处理的任务和方法从电解槽出来的湿氯气，一般温度较高，并伴有大量水蒸汽与盐雾等杂质。这种湿氯气，对钢铁与大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有某些金属材料
6、或非金属材料在一定条件下，才能耐湿氯气的腐蚀。例如金属钛，聚氯乙烯、酚醛树脂、瓷、玻璃、橡胶、聚酯、玻璃钢等因而使得生产与运输极不方便。但干燥的氯气对钢铁等常用材料的腐蚀在通常情况下时较小的，所以湿氯气的干燥时生产和使用氯气过程中所必须的。氯气干燥前通常先使氯气冷却，使湿氯气中的大部分水蒸汽被冷凝除去，然后用干燥剂进一步出去水分。干燥后的氯气经过压缩，再送至用户。在不同的温度与压力下气体中的含水量可以用水蒸汽分压来表示。在同一压力下，温度愈高，含水量愈大。其水蒸汽分压也就愈高。为了使氯气能用钢铁材料制成的设备与管道进行输送或处理，要求氯气的含水量小于0.05%（如果用透平压缩机输送氯气，则要求
7、含水量小于100ppm）。因此必须将氯气中的水分进一步除去。在工业上，均采用浓硫酸来干燥氯气，因为浓硫酸具有：（1）不与氯气发生化学反应；（2）氯气在硫酸中的溶解度小；（3）浓硫酸有强烈的吸水性；（4）价廉易得；（5）浓硫酸对钢铁设备不腐蚀；（6）浓硫酸可以回收利用等特点，故浓硫酸时一种较为理想的氯气干燥剂。当温度一定时，硫酸浓度愈高、其水蒸汽分压愈低；当硫酸浓度一定时，温度降低，则水蒸汽分压也降低。也就是说硫酸的浓度愈高、温度愈低，硫酸的干燥能力也就愈大，即氯气干燥后的水分愈少。但如果硫酸的温度太低的话，则硫酸与水能形成结晶水合物而析出。因此原料硫酸与用后的稀硫酸在储运过程中，尤其在冬季必须
8、注意控制温度和浓度，以防止管道堵塞。硫酸浓度在84%时，它的结晶温度为+8，所以在操作中一般将H2SO4温度控制在不低于10。此外，硫酸与湿氯气的接触面积和接触时间也是影响干燥效果的重要因素。故用硫酸干燥湿氯气时，应掌握以下几点：（1）硫酸的浓度，（2）硫酸温度，（3）硫酸与氯气的接触面积和接触时间。生产中使用的氯气还需要有一定的压力以克服输送系统的阻力，并满足用户对氯气压力的要求。因此在氯气干燥后还需用气体压缩机对氯气进行压缩。综上所述，氯气处理系统的主要任务是：1 氯气干燥； 2. 将干燥后的氯气压缩输送给用户；3. 稳定和调节电解槽阳极室的压力，保证电解工序的劳动条件和干燥后的氯气纯度。
9、三工艺流程简介1 氯处理工艺 根据氯处理的任务氯处理的工艺流程包括氯气的冷却、干燥脱水、净化和压缩、输送几个部分。氯气的冷却氯气的冷却因方式的不同，可分为直接冷却、间接冷却和氯水循环冷却三种流程。直接冷却流程：工艺设备投资少，操作简单，冷却效率高，但是，此流程排出的污水含有氯气，腐蚀管路，污染环境，同时使氯损失增大，且耗费大量蒸汽。间接冷却流程：操作简单，易于控制，操作费用低，氯水量小，氯损失少，并能节约脱氯用蒸汽。冷却后氯气的含水量可低于0.5。氯水循环冷却流程：冷却效率高，操作费用低于直接冷却法，高于间接冷却法，投资比前者告而低于后者。缺点是热交换器所用冷却水温度要求低于15，因此需要消耗冷冻量并需增设氯水泵、氯水循环槽使流程复杂化。 氯气的干燥氯气干燥时均以浓硫酸为干燥剂，分为填料塔串联硫酸循环流程和泡沫塔干燥流程。填料塔串联硫酸循环流程：该流程对氯气负荷波动的适应性好，且干燥氯气的质量稳定，硫酸单耗低，系统阻力小,动力消耗省。但设备大，管道复杂，投资与操作费用较
