重鉻酸鉀工藝設(shè)計(jì)

1、年產(chǎn)15萬(wàn)噸重鉻酸鈉焙燒段的工藝設(shè)計(jì)巢玉琳（指導(dǎo)老師：魏先紅）（湖北師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院 黃石435002）1.設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1.1重鉻酸鈉生產(chǎn)的工藝設(shè)計(jì)1.1.2換熱器的設(shè)計(jì)1.1.3設(shè)計(jì)規(guī)模1）年產(chǎn)：1.5萬(wàn)噸/年2）年生產(chǎn)日：300天3）日生產(chǎn)能力：1.5/300=50噸/天1. 2設(shè)計(jì)依據(jù)該設(shè)計(jì)說(shuō)明書是依據(jù)湖北振華集團(tuán)有限公司的生產(chǎn)技術(shù)及工藝資料的基礎(chǔ)上，并結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容年產(chǎn)1.5萬(wàn)噸重鉻酸鈉的技術(shù)要求。1.3產(chǎn)品及規(guī)格 原料: 鉻鐵礦 產(chǎn)品：重鉻酸鈉規(guī)格：產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中華人民共和國(guó)工業(yè)重鉻酸鈉標(biāo)準(zhǔn)（GB / T 1611-2014）一等品規(guī)格，重鉻酸鈉質(zhì)量符

2、合下表要求。表1 重鉻酸鈉質(zhì)量指標(biāo)表 化學(xué)性質(zhì) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)含量(Na2Cr2O7·2H2O)%98.398.5硫酸鹽(SO42-)%0.300.20氯化物(Cl-)%0.100.051.4重鉻酸鈉的性質(zhì)及基本用途1.4.1重鉻酸鈉組成 重鉻酸鈉又名紅帆鈉（英文名：sodium dichromate），化學(xué)式：Na2Cr2O7·2H2O，相對(duì)分子質(zhì)量297.99。經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查表明，對(duì)人有潛在致癌危險(xiǎn)性，有腐蝕性。 CAS號(hào)：7789-12-0；10588-01-9； 沸點(diǎn)()：400（無(wú)水）； 分子式：Cr2H4Na2O9； 熔點(diǎn)()：357（無(wú)水）； 分子量：29

3、8； 相對(duì)密度（水=1）：2.35； EINECS號(hào)：234-190-3； 分子式：Na2Cr2O7·2H2O；Mol文件：7789-12-0.mol； 溶解性：溶于水，不溶于醇。1 重鉻酸鈉結(jié)構(gòu)式1 重鉻酸鈉化工詞典1.4.2硫酸的物理性質(zhì) 1）紅色至桔紅色結(jié)晶，略有吸濕性。易溶于水，不溶于乙醇，水溶液呈酸性。 2）100時(shí)失去結(jié)晶水，約400時(shí)開始分解。1%水溶液的pH為4，10%水溶液的pH為3.5。 3）相對(duì)密度2.348。熔點(diǎn)356.7（無(wú)水品）。有強(qiáng)氧化性，與有機(jī)物摩擦或撞擊能引起燃燒。 4）中等毒，半數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口）50mg/kg（無(wú)水品）。1.4.3 重鉻酸鈉的

4、化學(xué)性質(zhì) 1）穩(wěn)定性1.易潮解，粉化。為強(qiáng)氧化劑。與有機(jī)物接觸摩擦、撞擊能引起燃燒。有腐蝕性。容易被還原成三價(jià)鉻。 2.穩(wěn)定性：穩(wěn)定。3.禁配物： 強(qiáng)還原劑、醇類、水、活性金屬粉末、硫、磷、強(qiáng)酸。4.避免接觸的條件：潮濕空氣。5.聚合危害：不聚合。 2）重鉻酸鈉毒理學(xué)數(shù)據(jù)1.急性毒性 LD50：50mg/kg（大鼠經(jīng)口）2.刺激性 暫無(wú)資料3.致突變性 微生物致突變：鼠傷寒沙門菌50g/皿。DNA損傷：大鼠肝10mol/L。姐妹染色單體交換：倉(cāng)鼠肺140g/L。4.致癌性 IARC致癌性評(píng)論：組1，對(duì)人類是致癌物。5.其他：大鼠腹腔注射最低中毒劑量（TDLo）：20mg/kg（染毒8周，雄性）

5、，影響精子生成。 3）重鉻酸鈉生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)LC50：18133mg/L（96h）（魚）。IC50：0.58mg/L（72h）（藻類）。1.4.4重鉻酸鈉的用途2 重鉻酸鈉的用途十分廣泛。主要用于制造鉻黃顏料，鉻酸酐及其他鉻鹽。也用于金屬的浸漬和蝕刻，電鍍，毛織物染色時(shí)的媒染、鞣革等。在印染工業(yè)中，用于苯胺染料染色時(shí)作氧化劑，硫化還原染料染色時(shí)作后處理劑，酸性媒介染料染色時(shí)作媒染劑。醫(yī)藥工業(yè)用于生產(chǎn)胺苯砜，苯佐卡因、葉酸、雷佛奴爾等。電鍍工業(yè)用于鍍鋅后鈍化處理、增加光亮度。也用于金屬表面處理。用于生產(chǎn)堿性湖藍(lán)染料、糖精、合成樟腦、合成纖維、合成香料。2 作用與用途化工詞典 1.4.5 注意事項(xiàng)3

6、1）危險(xiǎn)性概述 健康危害：急性中毒：吸入后可引起急性呼吸道刺激癥狀、鼻出血、聲音嘶啞、鼻粘膜萎縮，有時(shí)出現(xiàn)哮喘和紫紺。重者可發(fā)生化學(xué)性肺炎?？诜纱碳ず透g消化道，引起惡心、嘔吐、腹痛、血便等；重者出現(xiàn)呼吸困難、紫紺、休克、肝損害及急性腎功能衰竭等。慢性影響：有接觸性皮炎、鉻潰瘍、鼻炎、鼻中隔穿孔及呼吸道炎癥等。燃爆危險(xiǎn)：該品助燃，為致癌物，具強(qiáng)腐蝕性、刺激性，可致人體灼傷。3 重鉻酸鈉MSDS 2）急救措施皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。眼睛接觸：提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立

7、即進(jìn)行人工呼吸，及時(shí)就醫(yī)。食入：用水漱口，用清水或 1%硫代硫酸鈉溶液洗胃。給飲牛奶或蛋清，及時(shí)就醫(yī)。3）消防措施 危險(xiǎn)特性：強(qiáng)氧化劑。遇強(qiáng)酸或高溫時(shí)能釋出氧氣，促使有機(jī)物燃燒。與硝酸鹽、氯酸鹽接觸劇烈反應(yīng)。有水時(shí)與硫化鈉混合能引起自燃。與有機(jī)物、還原劑、易燃物如硫、磷等接觸或混合時(shí)有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。具有較強(qiáng)的腐蝕性。有害燃燒產(chǎn)物：可能產(chǎn)生有害的毒性煙霧。滅火方法：采用霧狀水、砂土滅火。 4）泄漏應(yīng)急處理 應(yīng)急處理：隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。勿使泄漏物與有機(jī)物、還原劑、易燃物接觸。小量泄漏：用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。大量泄漏

8、：收集回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。5）操作處置與儲(chǔ)存 操作注意事項(xiàng)：密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴頭罩型電動(dòng)送風(fēng)過(guò)濾式防塵呼吸器，穿聚乙烯防毒服，戴橡膠手套。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。避免產(chǎn)生粉塵。避免與還原劑、醇類接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不超過(guò)35，相對(duì)濕度不超過(guò)75%。包裝密封。應(yīng)與還原劑、醇類等分開存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。1.5生產(chǎn)路線的選擇 重鉻

9、酸鈉的生產(chǎn)主要包括鉻酸鈉制造和鉻酸鈉轉(zhuǎn)化成重鉻酸鈉兩個(gè)工序。鉻酸鈉轉(zhuǎn)化目前工業(yè)上主要采用硫酸法。正在開發(fā)的有電解法。 硫酸法將鉻鐵礦粉碎至200目，與純堿(一般用量為理論量的90%93%)、自云石粉、石灰石粉和礦渣按一定配比混合后送入轉(zhuǎn)窯，在11001150進(jìn)行氧化焙燒152 h，使三氧化二鉻轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉。燒成的熟料經(jīng)冷卻粉碎后，用稀溶液和水在浸取器中多級(jí)逆流浸取、抽濾，得到3540Bé的鉻酸鈉溶液。將PH調(diào)至78，使鋁酸鈉水解成氫氧化鋁沉淀，經(jīng)過(guò)濾后除去。中性濾液蒸發(fā)至48Bé后，加入濃硫酸酸化，使鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉。經(jīng)兩次蒸發(fā)，使硫酸鈉完全除去，再經(jīng)澄清以除去全部不溶

10、性雜質(zhì)。把澄清液冷卻至3040進(jìn)行結(jié)晶，經(jīng)離心分離，制得重鉻酸鈉成品。母液返回中和或用于制造其他鉻鹽產(chǎn)品。其4(FeO·Cr2O3) + 8Na2CO3 + 7O2 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO22Na2CrO4 + H2SO4 Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O2.工藝部分2.1工藝崗位操作2.1.1工藝流程說(shuō)明 鉻礦 粉碎 與Na2CO3混勻 空氣高溫 Cr6+固態(tài)物（Na2CrO4） 生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行高溫1100-1200堿性焙燒，生產(chǎn)品為含鉻酸鈉的熟料。副產(chǎn)品為尾氣帶出的回收料，由于進(jìn)密生料的潤(rùn)濕，回收料量可明顯降低，回收料視含硅量的變化直接或

11、經(jīng)處理夠經(jīng)計(jì)算與生料一起進(jìn)入窯內(nèi)循環(huán)使用。 沒(méi)有生成六價(jià)鉻的平行反應(yīng)，無(wú)鈣焙燒時(shí)，鉻鐵礦中的Fe幾乎全部同鎂反應(yīng)，鎂除了生成鐵酸鎂和鋁酸鎂鈉之外，其余以游離MgO形態(tài)存在。2.1.2工藝原理主反應(yīng)： 2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2副反應(yīng)：Al2O3 + Na2CO3 2NaAlO2 + CO2 Fe2O3 + Na2CO3 2NaFeO2 + CO2 SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 Na2SiO3 + 2NaAlO2 + MgO + 2SiO2 Na4MgAl2Si3O122.1.2.1工藝流程說(shuō)明 1）焙燒工藝物料:礦粉，渣粉，工業(yè)堿

12、。反應(yīng)窯冷卻窯均為傾斜窯體。其中:物料在反應(yīng)窯內(nèi)煅燒后進(jìn)冷卻窯冷卻時(shí)間為自然冷卻。冷卻后的生料進(jìn)槽車后加黃綠色的工業(yè)水將鋼球狀的生料中的含鉻物質(zhì)浸泡入水中，過(guò)濾回收含鉻產(chǎn)品的水送入其他車間加工成產(chǎn)品。注:1. 物料進(jìn)反應(yīng)窯內(nèi)煅燒分為四個(gè)部分:預(yù)熱、分解、高溫、冷卻。2. 設(shè)備剛開始工作時(shí)，投入煤粉后需加紫火將其點(diǎn)燃。此時(shí)窯體不轉(zhuǎn)動(dòng)，待煤燃燒產(chǎn)生的熱量使窯體內(nèi)也開始翻動(dòng)反應(yīng)。3. 煤粉通入風(fēng)機(jī)吹出的風(fēng)將其吹入窯體內(nèi)燃燒，其中窯體內(nèi)的溫度也是由煤粉進(jìn)窯內(nèi)燃燒的量(風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率)控制的。若預(yù)熱段溫度比冷卻段高，則應(yīng)將風(fēng)機(jī)頻率減小使工序正常運(yùn)行。4. 反應(yīng)窯內(nèi)物料經(jīng)煅燒后生成的鋼球狀生料經(jīng)冷卻窯自然冷

13、卻后進(jìn)入槽車內(nèi)，往車內(nèi)加入黃綠色的工業(yè)水(槽車底部有一方形的沙桶)，經(jīng)水浸泡后過(guò)濾將含鉻產(chǎn)品的水加以回收送至其他車間，加工成產(chǎn)品。2）無(wú)鈣焙燒工藝 鉻鐵礦同純堿，返渣計(jì)量后，連同回收的窯灰在一起在混料機(jī)內(nèi)混合。生料送回轉(zhuǎn)窯焙燒。熟料趁熱水萃取浸取，或冷卻后濕磨浸取。漿液用旋流器分為粗漿和細(xì)漿。粗，細(xì)漿分別過(guò)濾洗滌。粗渣經(jīng)烘干后，返回配料；細(xì)渣經(jīng)解毒后排放，粗細(xì)漿的濾液(堿性液)合并后進(jìn)行中和以沉淀氫氧化鋁，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，洗滌，排出鋁泥；中性液送后工段。無(wú)鈣焙燒后工段流程與有鈣焙燒基本相同，不同之處是無(wú)鈣焙燒需脫釩。3）窯頭及窯尾尾氣處理路線 物料在旋窯內(nèi)煅燒反應(yīng)，因?yàn)樵摳G體為副窯，所以反應(yīng)產(chǎn)生的尾

14、氣及空氣由旋窯窯尾向外排出。此外，由風(fēng)機(jī)吹出的風(fēng)也會(huì)將附著在尾氣中的原料細(xì)小顆粒一同吹向窯尾排出。排出旋窯尾氣(附著原料)經(jīng)過(guò)沉降室由于重力因素，原粒顆粒會(huì)沉降下來(lái)，經(jīng)過(guò)初步處理的尾氣通過(guò)余熱鍋爐回收熱量。尾氣再次經(jīng)過(guò)布袋除塵器(原理:布袋除塵器是基于過(guò)濾原理的過(guò)濾式除塵器，利用有機(jī)纖維或無(wú)機(jī)過(guò)濾布將氣體中的粉塵過(guò)濾出來(lái)，重力沉降作用，熱運(yùn)動(dòng)作用，慣性力作用，篩濾作用。)進(jìn)一步除塵，處理好的尾氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)吹出排氣筒外。2.2物料衡算2.3熱量衡算3 典型設(shè)備換熱器的選擇與設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)條件選型說(shuō)明：光管浮頭式換熱器塔頂流體流量為7115kg/h入口溫度為：60出口溫度為：40冷卻水入口溫度為：3

15、3冷卻水出口溫度為：403.2 計(jì)算3.2.1 基本數(shù)據(jù) 表2 介質(zhì)物性表溫度/導(dǎo)熱系數(shù)/W/(m·K)比熱容/J/(Kg·K)粘度/Pa·s密度/（Kg/m3）垢阻/(m2·K/W)熱流入口630.273829464.019×10-47650.000172出口400.268828585.631×10-4785冷流入口330.630641817.593×10-49930.000344出口400.634441776.632×10-49901）流體定性溫度當(dāng)流體處于過(guò)渡及湍流區(qū)(Re>2100時(shí))： tD=0.4

16、th+0.6tc （1 - 1）當(dāng)流體處于層流區(qū)(Re2100時(shí))： tD=0.5(th+tc) （1 - 2）式中 tD 流體定性溫度， th 熱端流體溫度， tc 冷端流體溫度，2）對(duì)數(shù)平均溫差tm純逆流或并流時(shí)： tm= （2 - 1）錯(cuò)流和折流時(shí)： tm= （2 - 2）令P=，R=。當(dāng)|R-1|10-3時(shí)， Pn= （2 - 3） m= （2 - 4）當(dāng)|R-1|>10-3時(shí)， Pn= （2 - 5） m= （2 - 6）3）總傳熱系數(shù) 表示一臺(tái)換熱器的傳熱能力，在數(shù)值上等于單位傳熱面積、單位溫度差下的傳熱速率，即項(xiàng)熱阻和的倒數(shù)。 光管換熱器： （3 - 1）式中 di、do

17、傳熱管內(nèi)徑、外徑，m； hi 管內(nèi)流體膜傳熱系數(shù)，W/(m2·K)； ho 管外流體摸傳熱系數(shù)，W/(m2·K)； ro 殼側(cè)流體的污垢熱阻，m2·K/W； ri 管側(cè)流體的污垢熱阻，m2·K/W； ts 內(nèi)管壁厚，m； w 管壁金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)。4）光管管內(nèi)膜傳熱系數(shù) 對(duì)于以光管外表面積為基準(zhǔn)的管內(nèi)膜傳熱系數(shù)，可用下式計(jì)算： （4 - 1）式中 hio 以管外表面積為基準(zhǔn)的管內(nèi)膜傳熱系數(shù)W/(m2·K)； JHi 管內(nèi)傳熱因子，無(wú)因次； do 管外徑，m； i 管內(nèi)介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)； i 管程壁溫

18、校正系數(shù)，i=(i/w)0.14，無(wú)因次； w 壁溫下的流體粘度，Pa·s 當(dāng)Rei104時(shí)， JHi=0.023Rei0.8 （4 - 2）5）管程壓力降 管程壓力降包括管內(nèi)流體壓力降、回彎壓力降和進(jìn)出口嘴子壓力降三部分。 （5 - 1）式中 pt 管程壓力降，Pa； pi 管內(nèi)流體壓力降，Pa； pr 管程回彎壓力降，Pa； pNi 管程出口嘴子壓力降，Pa； Fi 管程壓力降污垢校正系數(shù)，與污垢熱阻有關(guān)，可參考表3選取。對(duì)于波紋管，由于自身的防垢特征，可將Fi值乘以0.8 0.9計(jì)算。 污垢熱阻/（m2·K/W）00.000170.000340.000430.0005

19、20.000690.000860.001290.00172Fi1.001.201.351.401.451.501.601.701.80 表3 管程壓力降污垢校正系數(shù) 管內(nèi)流動(dòng)壓力降： （5 - 2） 回彎壓力降： （5 - 3） 進(jìn)出口嘴子壓力降： （5 - 4）式中 流體流經(jīng)進(jìn)出口嘴子的質(zhì)量流速，Kg/(m2·s)；下標(biāo)1表示 進(jìn)口、2表示出口； L 管長(zhǎng)，m； Ntp 管程數(shù)； 定性溫度下的密度，Kg/m3； 管內(nèi)摩擦系數(shù)，無(wú)因次。當(dāng) （5 - 5） 6）單弓形折流板換熱器 考慮翹化面積比和翅片熱阻的影響，在光管的基礎(chǔ)上，考慮校正因子即可計(jì)算螺紋換熱器的管外膜傳熱系數(shù)。光管管外膜

20、傳熱系數(shù)計(jì)算方法： ho= （6 - 1）對(duì)于30°和60°布管的管束，當(dāng)200<Reo<5000時(shí)： JHo= （6 - 2）式中 JHo 殼程傳熱因子，無(wú)因次； Z 弓形折流板缺圓高度百分?jǐn)?shù)； o 管程壁溫校正系數(shù)，無(wú)因次；o=（oD/w）0.14； h 旁路擋板傳熱校正系數(shù)，建議按表4的推薦值選取。 表4 旁路擋板傳熱與壓力校正系數(shù)殼徑/mm3254005006007008009001000h1.301.261.231.201.181.171.151.14p1.901.871.851.731.641.581.521.51殼徑/mm1100120013001

21、4001500160017001800h1.131.121.111.101.091.081.071.06p1.501.451.401.351.301.251.201.157）流體流動(dòng)壓力降 單弓形折流板換熱器 （7 - 1） 對(duì)于正三角形排列的管束，當(dāng)1500<Reo15000時(shí)： （7 - 2）對(duì)于Z=25的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，；對(duì)于其他尺寸按下式校核。 （7 - 3）8）導(dǎo)流板或?qū)Я魍矇毫?（8 - 1）9）進(jìn)出口嘴子壓力降 （9 - 1）10）殼程壓力降 殼程壓力降包括殼程管束壓力降、導(dǎo)流筒和導(dǎo)流板壓力降、進(jìn)出口嘴子壓力降。 （10 - 1）式中 殼程壓力降，Pa； 管束流體流動(dòng)壓力降，P

22、a； 殼程導(dǎo)流筒和導(dǎo)流板壓力降，Pa； 殼程進(jìn)出口嘴子壓力降，Pa； 殼程壓力降污垢校正系數(shù)，與污垢熱阻有關(guān)，可參考表5選 取。 表5 殼程壓力降污垢校正系數(shù)污垢熱阻/（m2·K/W）00.000170.000340.000430.000520.000690.000860.001290.00172F01.001.201.301.401.451.451.501.651.753.2.2 數(shù)據(jù)計(jì)算1）計(jì)算定性溫度 按式（1-1）計(jì)算定性溫度， 定性溫度下介質(zhì)的物性見表6。 表6 定性溫度下介質(zhì)物性表定性溫度/導(dǎo)熱系數(shù)/W/(m·K)比熱容/J/(Kg·K)粘度/Pa&#

23、183;s密度/(Kg/m3)垢阻/(m2·K/W)熱流49.20.270829934.986×10-47770.000172冷流35.30.631141797.227×10-49920.0003442）計(jì)算熱負(fù)荷和冷卻水用量 3）計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差 P= R=由于|R-1|>10-3，根據(jù)式（2-5）、（2-6）有： Pn= m=>0.8，可以用一個(gè)殼程。則：tm=4）初選換熱器 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇換熱器總傳熱系數(shù)為300W/(m2·K）,則： 根據(jù)傳熱面積及要求的傳熱器規(guī)格，初步選定AEM結(jié)構(gòu)，換熱器殼徑為，2管程，管子根數(shù)nt為74，中心管排數(shù)

24、nx為7，傳熱面積為23.5m2，折流板間距B為150mm,弓缺Z為25；管、殼程進(jìn)出口嘴子為100。換熱器參數(shù)如下表：表7 列管式換熱器尺寸參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)公稱直徑D/mm400傳熱面積23.5m2管數(shù)nt74管程數(shù)Np2列管尺寸25×2.5mm弓缺Z25中心管排數(shù)nx7折流板間距B150mm列管排列方式進(jìn)出口嘴子為1005)計(jì)算雷諾數(shù)Re kg/(m2·s) 殼程當(dāng)量直徑為： kg/(m2·s) 6）計(jì)算膜傳熱系數(shù) 由于溫度變化不大，所以黏度壁溫校正項(xiàng)可以忽略不計(jì)，即7）計(jì)算管程傳熱系數(shù) 因?yàn)?，故根?jù)式（4-2）計(jì)算傳熱因子，根據(jù)式（4-1）計(jì)算管程傳熱系

25、數(shù)。 W/(m2·K) 8）計(jì)算殼程傳熱系數(shù) 因?yàn)?00<Re0<5000，故根據(jù)式（6-2）計(jì)算殼程傳熱因子，根據(jù)式（6-1） 計(jì)算殼程傳熱系數(shù)。 按表4查得旁路擋板傳熱校正系數(shù)， 9）計(jì)算總傳熱系數(shù) 根據(jù)式（3-1）計(jì)算光管換熱器的總傳熱系數(shù)： 10）壓降計(jì)算管程壓力降 根據(jù)式（5-2）計(jì)算管內(nèi)流動(dòng)壓力降，管程雷諾數(shù)Re=10670,故用式（5-5）計(jì)算摩擦系數(shù)： 由于溫度變化不大，忽略不計(jì)黏度壁溫校正，取。 根據(jù)式（5-3）計(jì)算回彎壓力降： 根據(jù)式（5-4）計(jì)算進(jìn)出口嘴子壓力降： 根據(jù)式（5-1）計(jì)算管程總壓降，由表3查得管程壓力降污垢校正系數(shù)Fi=1.2 。 殼程

26、壓力降殼程流體流動(dòng)壓力降，Re=2349，根據(jù)式（7-2）計(jì)算摩擦系數(shù)。因?yàn)閆=25，故。 查表4得到旁路擋板壓力校正系數(shù)，共安裝38塊折流板， 根據(jù)式（8-1）計(jì)算導(dǎo)流筒壓力降，?。桓鶕?jù)式（9-1）計(jì)算進(jìn)出口嘴子壓力降，則有： 根據(jù)式（10-1）計(jì)算殼程總壓力降ps，查表5得到殼程壓力降污垢校正系數(shù)Fo=1.2。 11）計(jì)算需要的傳熱面積和面積富裕度 忽略折流板所占據(jù)的傳熱面積，實(shí)際傳熱面積為: 可見所選擇的換熱器完全可以滿足工況的要求。12）結(jié)論管程、殼程壓差均在允許范圍之內(nèi)，換熱面積、安全系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，故所選換熱器合適。換熱器結(jié)構(gòu)圖見附件圖。4 經(jīng)濟(jì)核算4.1車間人員定置表表8 車間

27、人員定置職能名稱人員配置班數(shù)每班人數(shù)合計(jì)生產(chǎn)人員制粉248返渣烘干248備料339技術(shù)人員混料4312焙燒4312浸取4312維修人員248管理人員133清潔人員133總計(jì)754.2資金投資表9 成本投資表項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)元/天經(jīng)費(fèi)萬(wàn)元/年項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)萬(wàn)元/年 原料費(fèi)用800024000設(shè)備總費(fèi)用5000人工工資8002400設(shè)備安裝費(fèi)用2000水電費(fèi)用15004500設(shè)備維修費(fèi)用1000車間管理費(fèi)用10003000管道安裝費(fèi)用1000總計(jì) 1130033900總計(jì)90004.3成本估算表10投資項(xiàng)目分配序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算單位設(shè)計(jì)指標(biāo)1產(chǎn)品價(jià)格2規(guī)模3年工作日4總收率5消耗6785 環(huán)境保護(hù)5.1礦石粉碎經(jīng)濟(jì)指

28、標(biāo)的因素 礦石粉碎經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的因素除與磨機(jī)的型式及結(jié)構(gòu)有關(guān)外，尚與礦石的物理性質(zhì)，原始磨料的顆粒大小，操作均勻性，物料含水率，產(chǎn)品顆粒尺寸及研磨體質(zhì)量及尺寸等一系列因素有關(guān)。 研磨物料的能量消耗及金屬磨損率是礦石固有的性質(zhì)，如下表：表11 礦石金屬磨損率礦石 密度/(g/cm3)顆粒尺寸/m 磨損率/Ai 鉻鐵礦 4.06 10200 0.1200 白云石 2.82 0.1160 石灰石 2.69 13000 0.0256 煤 1.63 能量消耗是單位質(zhì)量理論尺寸為無(wú)限大的塊礦，粉碎至80小于100m時(shí)所消耗的能量。 磨損率是將1600g，尺寸為¾½英寸的塊礦，粉碎至80小于

29、13250m時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)鋼錘在一小時(shí)內(nèi)磨損的金屬質(zhì)量克數(shù)。 磨機(jī)產(chǎn)量與磨料的含水量增高時(shí)，磨機(jī)產(chǎn)量明顯降低。懸軸式磨機(jī)給礦含水量不應(yīng)超過(guò)5。當(dāng)含水量增高至58時(shí)，應(yīng)采用熱風(fēng)干燥圈路循環(huán)，排氣溫度控制在75左右。當(dāng)給礦含水量超過(guò)8時(shí)，磨料應(yīng)先經(jīng)干燥后再進(jìn)行研磨。 粉料的顆粒尺寸除應(yīng)滿足工藝要求外，尚須考慮磨機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。當(dāng)粉料顆粒減小時(shí)，磨機(jī)產(chǎn)量，單位產(chǎn)品功率消耗及費(fèi)用均急劇上升。白云石粒度與產(chǎn)量的關(guān)系見下表： 粒度 產(chǎn)量/(t/h) 100母篩通過(guò)80 7 200母篩通過(guò)90 3.5 325母篩通過(guò)99.5 2.3表12 白云石粒度對(duì)5R4018懸軸式磨機(jī)產(chǎn)量的影響表13 石灰石粒度對(duì)5R40

30、18懸軸式磨機(jī)產(chǎn)量的影響 粒度 產(chǎn)量/(t/h) 200母篩通過(guò) 95 6.5 99 4.4 99.9 3.2 99.5 1.85.2含鉻廢水的回收利用 鹽生產(chǎn)過(guò)程排出的含鉻廢水，主要為六價(jià)鉻鹽。在產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的含鉻廢水，可為六價(jià)鉻鹽，也可為三價(jià)鉻鹽，有時(shí)還含有其他離子或有機(jī)物等雜質(zhì)，這里我們調(diào)查了沉淀法回收鉻酸鉛的方法。 沉淀法回收鉻酸鉛的方法，可用于處理金屬零件鈍化含鉻廢水。廢水形成過(guò)程為：金屬零件經(jīng)堿洗后，先用六價(jià)鉻的稀硫酸清洗，再用六價(jià)鉻溶液進(jìn)行鈍化處理，最后用水淋洗。 沉淀法回收鉻酸工藝流程圖 1-51中和槽； 2石灰水槽； 3儲(chǔ)槽； 4硝酸鉛儲(chǔ)槽； 5第一沉淀槽； 6第二沉淀槽； 7堿洗水槽。 回收過(guò)程為：含六價(jià)的稀硫酸廢水與氫氧化鈣溶液在中和槽1混合，脫除硫酸根。鉻澄清液與鉻鈍化液在儲(chǔ)槽3中混合，然后鈍化淋洗水及硝酸鉛溶液在管道中混合，共同進(jìn)入第一沉淀槽5，反應(yīng)生成鉻酸沉淀?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：H2SO4Ca(OH)2CaSO42H2ONa2CrO4Pb(NO3)2PbCrO4+2NaNO3 反應(yīng)過(guò)程形成的鉻酸沉淀顆粒較細(xì)，可直接作顏料用，若沉淀顆粒過(guò)大時(shí)，則需經(jīng)粉碎才能符合顏料要求。 鉻酸鉛沉淀顆粒的尺寸，可控制第一沉降槽中的廢水含鉻濃度來(lái)確定的。反應(yīng)濃度越低，