預處理器對含鎂量較高的原鹽有較好的適應性

1、預處理器對含鎂量較高的原鹽有較好的適應性， 而對原鹽中的鈣鎂離子之比沒有嚴格的局限 性。但是除鎂能力的大小取決于能否產(chǎn)生足量的、 氣泡直徑滿足氫氧化鎂附著需求的有效氣 泡。在額定流量下壓縮空氣溶解于粗鹽水的溶解度是有極限的， 壓縮空氣溶解量有一定限度 而且在減壓后釋放出來的溶解空氣也比溶解量有消耗， 質量是有損失的。 因此當有效的氣泡 量不足以讓所有的氫氧化鎂所裹纏，則沒有載體裹纏的氫氧化鎂不可能氣浮從上排泥口排 出，而是會在鹽水中游蕩，氫氧化鎂的分離效果就會受到極大的影響。 一方面盡可能提高空氣的溶解量， 使空氣在鹽水中溶解達到飽和或者接近飽和。 在設計同時 要保證減壓后溶解的空氣盡可能的全

2、部釋放， 并形成高質量的氣泡粒徑， 盡可能的減少氣泡 量的損失和氣泡質量的低下。 另一方面充分利用預處理器在結構上的特殊性， 將鹽泥循環(huán)技 術嫁接到預處理器上來， 讓因為沒有足夠的小氣泡， 而不能裹纏小氣泡浮上分離的氫氧化鎂， 在氫氧化鐵的作用下， 裹纏在循環(huán)鹽泥中的結晶型的碳酸鈣固體顆粒周圍， 形成表觀密度較 大的固體顆粒并借助斜板效應和同流向分離原理， 而迅速沉降到桶底。 此預處理器的分離速 度為浮泥上升速度和沉泥下降速度的累加，大大提高了預處理器分離氫氧化鎂的能力。6 萬噸離子膜物料衡算一、項目：新建年產(chǎn) 6 萬噸燒堿。二、計算依據(jù)1、需要的一次鹽水(1) 生產(chǎn)1噸燒堿需要消耗的一次鹽水

3、流量：11m3/ h(次鹽水濃度為305±5g/l，離子膜電解槽淡鹽水濃度工藝控制指標為215±5g/l，年工作8000小時。(2) 設計生產(chǎn)燒堿能力為6萬噸,每小時產(chǎn)堿 7.5噸，則消耗的一次鹽水為：7.582.5 m3/ h一次鹽水管道的確定 :鹽水流速范圍：1.02.0m/s,取1.5 m/s計算s=Q /v=82.5/3600 1.5=0.01527 m2 管道材質為襯 PO 管,管徑為 0.139 m。輸送管道選擇Ø159 X6.5的無縫鋼管襯PO.2、離子膜系統(tǒng)酸消耗(1 )一次鹽水的含堿濃度：(0.3-0.6)g/l，取0.5 g/l計算

4、；進螯合樹脂塔前需要調整到PH：9 ±).5，取PH為9 (即體積濃度為：0.0004 g/l)計算，則高純酸消耗：mHCI= (82.5 0.5- 82.5 0.0004) X36.5/40 = 37.61kg/h 即酸消耗為：VHCl=0.109 m3/h 。高純酸用于調節(jié)一次鹽水 PH 酸管的確定 ： 高純酸輸送為自流，流速取0.5m/s,取計算 s=Q /v=(0.109/3600)/0.5=0.00006056m2 管道材質為 PVC 管,管道直徑為 8.78mm。輸送管道選擇 Ø25, 實際流速為 ：0.38 m/s,(2)鰲合樹脂再生需要的高純酸量

5、鰲合樹脂塔運行 24小時下線， 配制酸濃度控制 5%6% ，取 5.5%計算，高純水流量為 6 m3/h， 則31%的高純酸流量1.125 m3/h，再生時間2.5小時，一年中平均每小時需要 31%的高純酸 量為： 0.117m3/h。鰲合樹脂再生高純酸管道管的確定 ：高純酸輸送為自流，流速取0.5m/s,取計算s=Q /v=(1.125/3600)/0.5=0.000625m2 管道材質為 CPVC 管,管道直徑為 28mm 。輸送管道選擇Ø40,實際流速為：0.324 m/s.(4)由于復極式離子膜電解槽為加酸工藝，需要調整精鹽水的 PH: 9±).5調整P

6、H值在25之間，以PH=4計算。需要消耗的高純酸量為：82.5 0.0004 36.5/40 = 0.0301kg/h , 即: 0.087 m3/h。4=-噸 10 (V01.115 1000 >0.31) /36.5 : / ( 82.5 + V)V=8.71 >10 4m3/hV 總 1 = 0.0878 m3/h輸送高純酸用于調節(jié)入槽鹽水酸管的確定 ：高純酸輸送為自流，流速取0.5m/s,取計算s=Q /v=(0.0878/3600)/0.5=0.0000488m2 管道材質為 CPVC 管,管道直徑為 5.57mm輸送管道選擇Ø15,實際流速為:0.

7、310 m/s.( 5)離子膜脫氯塔消耗酸量真空脫氯系統(tǒng)淡鹽水的 PH值工藝指標控制：1.21.5，取1.2計算，出電解槽淡鹽水的流量 為44 m3/h，考慮氯氫處理的氯水 11m3/h，淡鹽水的PH: 25之間，取4計算，脫氯塔的 處理能力為 55 m3/h。淡鹽水PH=4化為含酸體積濃度 0.00365g/L，加酸后淡鹽水 PH=1.2化為含酸體積濃度 2.303g/L，每小時消耗酸量： 55 >(2.303 0.00365) 10-3=126.46 kg/h，換為體積消耗酸量為 0.1134m3 /h的高純酸。輸送高純酸用于調節(jié)入槽鹽水酸管的確定 :高純酸輸送為自流，流速取0.5m

8、/s,取計算s=Q /v=(0.1134/3600)/0.5=0.000063m2 管道材質為 CPVC 管,管道直徑為 8.95mm輸送管道選擇&Oslash;15,實際流速為:0.401m/s.離子膜電解系統(tǒng)高純酸總體消耗為：VHCl = 0.427m3 /h3、真空脫氯系統(tǒng)亞硫酸鈉消耗真空脫氯塔后的淡鹽水含游離氯<70PPM按70PPM計算，加堿調節(jié) PH后，用亞硫酸鈉除游離氯為 0PPM。除脫氯后淡鹽水游離氯的化學反應方程式：ClO-+SO32-SO42-+Cl-(70X10-3 >55) >126=M< 88.5M=5.49Kg/h亞硫酸鈉罐 5m3亞

9、硫酸鈉濃度配制為 5%,即體積濃度為 5g/L :體積輸送流量為：V=1.098m3 /h 。亞硫酸鈉管道的確定 :亞硫酸鈉管道的流速取1.5m/s,取計算s=Q /v=(1.098/3600)/1.5=0.000203m2 管道材質為無縫鋼管襯 PO, 管道直徑為 16.09mm輸送管道選擇&Oslash;38,襯PO后,內(nèi)徑為20 mm,實際流速為:0.97m/s.4、離子膜電解系統(tǒng)自用堿消耗( 1 )螯合樹脂再生用堿小消耗：鰲合樹脂塔運行 24小時下線， 配制堿濃度控制 6%7%，取 7%計算，高純水流量為 6 m3/h， 31%的堿，則堿流量為：1.36 m3/h，再生時間2.

10、5小時，一年中平均每小時需要消耗31%的堿量為： 0.1142m3/h。堿輸送管道的確定堿輸送為自流，流速取0.5m/s,取計算s=Q /v=(0.1142/3600)/0.5=0.0000634m2 管道材質為不銹鋼管 ,管道直徑為 8.99mm輸送管道選擇&Oslash;15,實際流速為：0.404m/s.(2)脫氯后加堿調節(jié)淡鹽水PH 值堿的消耗脫氯前淡鹽水 PH 值取 1.2，脫氯后淡鹽水 PH 值工藝控制 912,取 PH： 11 計算。淡鹽水PH值取1.2，體積濃度為：0.4339g/l,脫氯塔的處理能力為 55 m3/h。加堿中和到PH 為 7, 消耗堿為 ：55 >

11、;0.4339 猱0/36.5=26.15 kg/h 則體積消耗為V1=0.0637 m3/h調節(jié)淡鹽水 PH 為 11 需消耗堿為 ：11= 14-噸 10 (VX410) /40 / (82.5 + V)V2=0.0121m3/h總體消耗堿 ：0.0759 m3/h堿輸送為自流，流速取0.5m/s,取計算s=Q /v=(0.0759/3600)/0.5=0.0000422m2 管道材質為不銹鋼管 ,管道直徑為 7.34mm輸送管道選擇&Oslash;15,實際流速為:0.404m/s.5. 離子膜電解系統(tǒng)蒸汽消耗( 1 )鹽水精制蒸汽消耗 (采用板式換熱器 )一次鹽水精水溫度為55

12、60C,考慮鹽水在輸送過程中的熱損失，板式換熱器鹽水進口溫度為55C度計算，進螯合樹脂塔的鹽水溫度工藝指標要求控制在60±5C，按60C計算，查表：一次鹽水 55C的比熱 Cp= 0.928Kcal/l. C, 次鹽水 60C的比熱 Cp= 0.925 Kcal/I. C, 壓力 0.7Mpa，溫度為 164.17 C飽和蒸汽焓H1 = 659.9 Kcal/kg，飽和冷凝水的焓： H2 =165.7Kcal/kg,采用板式換熱器，排出的冷凝水的溫度為80C焓：H3 = 80Kcal/kg,，即80C時，一次鹽水的流量為：82.5 m3h。需要提供給被加熱鹽水的熱量：Q=82.5&g

13、t;60>92555>928= 367.9>103Kcal/h蒸汽消耗為 :W= Q /(H1-H2)= 367.9 >103/(659.9-165.7)W=744.4 kg/h板式換熱器的換熱面積為 :板式換熱器總的傳熱系數(shù)?。?000Kcal/(m2.h. C )s= Q/k=367.9 1>03/3000s=122.6 m2( 2)陰極電解液板式換熱器5、離子膜電解系統(tǒng)高純水消耗( 1 )螯合樹脂塔再生高純水消耗鰲合樹脂塔運行 24 小時下線，高純水流量為 6 m3/h， 酸.堿各再生時間 2.5 小時，高純水 用量為 :30 m3h堿后水洗，酸后水洗，下線

14、后水洗各3小時，流量為10 m3/ h,需要消耗高純水為 90 m3一年中平均每小時需要消耗高純水為：3.75m3/h。高純水輸送管道的確定高純水的流速取 2.5 m3/s。流量為10 m3/ h,s=Q /v=(10/3600)/2.5=0.00111m2 管道材質為不銹鋼管 ,管道直徑為 37.6mm輸送管道選擇 &Oslash;57, 實際流速為 :1.421m/s.(2) 過濾器反洗用水消耗過濾器運行48小時下線，二次全排，三次排1/3.過濾器容積8m3,則消耗高純水為：24m3, 年 中平均每小時需要消耗高純水為： 0.5m3/h。高純水輸送管道的確定高純水的流速取2.5 m

15、/s。根據(jù)過濾器的容積，流量為20m3/ h,0.4小時充滿.s=Q /v=(20/3600)/2.5=0.00222m2 管道材質為不銹鋼管 , 管道直徑為 53.2mm輸送管道選擇 &Oslash;76, 實際流速為 ：1.44m/s.(3) 配制亞硫酸鈉用水消耗亞硫酸鈉濃度配制為 5%，即體積濃度為 5g/L ：體積輸送流量為：V=1.098m3 /h 。高純水消耗為1.098m3 /h。亞硫酸鈉罐 5m3,高純水的流速取 2.5 m/s。要求10分鐘充滿.則 流量為 30 m3 /h。高純水管道管徑的確定 ：s=Q /v=(30/3600)/2.5=0.00333 m2 道材質

16、為不銹鋼管 ,管道直徑為 65.1mm輸送管道選擇 &Oslash;76, 實際流速為 ：2.17m/s. 如果以上用一顆管道輸送,保證螯合樹脂塔再生 , 過濾器反洗 , 配制亞硫酸鈉用水相互不影響,總體輸送流量為 ：80 m3 /h。總高純水輸送管道的確定高純水的流速取 2.5 m3/s。流量為60 m3/ h,s=Q /v=(60/3600)/2.5=0.00667m2 管道材質為不銹鋼管 , 管道直徑為 92.17mm輸送管道選擇&Oslash;108,實際流速為:2.12m/s.(4) 離子膜電解槽電解用水消耗2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H

17、22 2 n 7500/40高純水的摩爾量：nH2O=187.5Kmol/h 即 m1H2O=3375 Kg/h每個鈉離子帶 4 個水分子，遷移到陰極室的水的質量為：m2H2O=13500Kg/h成品堿帶走的水的質量為：m3H2O=17500Kg/h氫氣帶走水的質量為：查表氫氣在90 C .時，水蒸汽分壓525.8毫米汞柱。p H2O=525.8-115.69=410.11 毫米汞柱p H2=760-410.11=349.89 毫米汞柱氫氣中的水份為：m4 H20 = p H20/ p H2 n H1044.6 Kg/h需要消耗的高純水量為m H20 =1044.6+17500+3375-13

18、500=8420Kg/hv H20 =8.42 m3/h高純水上水的流速取 2.5 m3/s。流量為8.42m3/ h,s=Q /v=(8.42/3600)/2.5=0.00094m2 管道材質為不銹鋼管 ,管道直徑為 34.5mm輸送管道選擇 &0slash;57, 實際流速為 :1.19m/s.離子膜系統(tǒng)總體高純水消耗：v H20 =8.42+1.098+0.5+3.75=13.77m3/h6、離子膜單槽產(chǎn)堿量、氯氣產(chǎn)量、氫氣產(chǎn)量(1) 工藝要求堿濃度控制指標為31%,比重1.284,溫度為90C，即體積濃度為410g/L,小時產(chǎn)堿量為 :V=18.29 m3 / h.堿液流速為

19、152.5 m/s.取 2.0 m/s.計算.堿總管輸送管道的確定s=Q /v=(18.29/3600)/2.0=0.00254m2 管道材質為不銹鋼管 ,管道直徑為 56.88mm輸送管道選擇 &0slash;76, 實際流速為 :1.32m/s.(2) 氯氣產(chǎn)量 .氫氣產(chǎn)量2NaCl +2H20= 2Na0H + Cl2 + H22 1 17500/40 n1 n2n Cl2 =93.75Kmol/h由公式 :pv=nRT 計算1.0133 TO5 >V=93.75 >8.315 TO3 X358V Cl2 =2754.09 m3/h查表得90C時氯的溶解度為0.002

20、2218Kg/Kg，飽和水蒸汽分壓為0.4829Kg/cm2，其它氣體的溶解不計。有摩爾比等于體積比n CI2/n 總=(p 總-pH2O) >p 總93.75/ n 總=(1.0133-0.4829)/1.0133N 總=179.11 KmoI/h氯氣總管的體積輸送流量為 :由公式 :pv=nRT 計算1.0133 105 >V=179.11 >8.315 103 >358V CI2 =5281.7 m3/hV 混 =69.84 m3/hV 總 =5351.54m3/h氯氣管道確定氯氣流速為1020 m/s.取15m/s.計算 :s=Q /v=(5351.5/3600

21、)/10=0.1484m2,管道材質為 PVC 管,管道直徑為 434.8mm輸送管道選擇 &Oslash;480, 實際流速為 :9.22m/s.N H2 =93.75Kmol/h1.0133 105 >V=93.75 >8.315 103 X363V H2 =2792.22 m3/h 氫氣含水為： nH2O=58.03 Kmol /h,1.0133 105 XV=(93.75+58.03) 8卷15 103 X363 氫氣總管的體積輸送流量為 :V H2 =4521.1m3/h 氫氣管道確定氫氣流速為1020 m/s.取15m/s.計算.s=Q /v=(4521.1/3

22、600)/10=0.12558m2, 管道材質為 PVC 管, 管道直徑為 399.9mm輸送管道選擇 &Oslash;480, 實際流速為 :7.90m/s.物料組成含量成分組成Kmol/hKg /小時Cl293.756656.3.H2O187.63376.3O21.78457.08含量成分組成Kmol/hKg/小時H293.75187.5H2O58.0331044.67、真空脫氯系統(tǒng)(1) 真空脫氯解吸氯氣解吸氯氣純度為70%，出槽淡鹽水含游離氯3000PPm,脫氯后淡鹽水含游離氯70PPm.溫度為:70 C.解吸的氯氣為 :m Cl2 =55 (3000-70)/1000=161

23、.2Kg/h.摩爾流量為 :nCl2 =2.27k mol/hnH2O=0.215k mol/h真空脫氯的氯氣純度工藝指標為 70計，濕氯氣中的水的體積含量為:6.6%,濕氯氣中其它氣體以空氣計，體積含量23.4%。n其它=0.759 kmol/h解吸氯氣中總摩爾流量為 : n 混 =3.244kmol/h由公式 :pv=nRT 計算1.0133 105 V=3.244 8.315 103 343V 混 =91.31m3/h混氯氣流速為510 m/s.取5m/s.計算.s=Q /v=(91.31/3600)/5=0.00507m2, 管道材質為 PVC 管,管道直徑為 71.22mm輸送管道選擇 &Oslash;140, 實際流速為 :1.64m/s.(5) 、鈦冷卻器的物料、熱量衡算進入填料塔的淡鹽水濃度為 210g/l,溫度為85C ,游離氯為3000PPm.真空度為250毫米汞 柱,PH值為1.2。要求解吸后淡鹽水含游離氯為小于70PPm.液體流量為55 m3/h。解吸的氯氣