年產(chǎn)30萬(wàn)噸氫氧化鈉畢業(yè)設(shè)計(jì)

湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕課題名稱：年產(chǎn)30萬(wàn)噸氫氧化鈉設(shè)計(jì)時(shí)間：2023年9月系部：石化技術(shù)工程系班級(jí)：應(yīng)化3121姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：饒維目錄TOC\o"1-3"\h\u15394年產(chǎn)30萬(wàn)噸氫氧化鈉畢業(yè)設(shè)計(jì)425332摘要410763第一章概述6257421.1產(chǎn)品介紹 6109431.2相關(guān)用途6302821.3相關(guān)性質(zhì)8278421.4制作方法實(shí)驗(yàn)室法1121261.5測(cè)定相關(guān)1228621.6關(guān)于儲(chǔ)存14273151.7環(huán)境影響15253201.8應(yīng)急處理1555391.9產(chǎn)業(yè)信息16140971.10其他信息1716404第二章燒堿的制備原理20202362.1燒堿的制備原理 2046552.2離子膜電解槽 20304612.3制固體燒堿 217372.4生產(chǎn)原理 2353062.4.1離子膜燒堿片堿工段概述 23208162.5膜式方法生產(chǎn)燒堿可以分為兩個(gè)階段 23197402.5.1下降的沸騰傳熱過(guò)程 23279712.6工藝流程及其簡(jiǎn)述 2565552.6.1除水及附屬設(shè)備說(shuō)明 25224882.6.2預(yù)濃縮 25220852.6.3最終濃縮器 2626306第三章物料衡算及能量衡算27113763.1物料衡算27262803.1.1電解工段電解槽內(nèi)的物料衡算2710633.1.2CL2處理崗位物料衡算30157163.1.3淡鹽水脫氧崗位物料衡算37148353.2能量衡算40294763.2.1HE-301的能量衡算4010003.2.2HE-501的能量衡算424533.2.3HE-502、FT-501的能量衡算4520803.2.4枯燥塔的能量衡算479963.2.5能量衡算表48307323.3一段洗滌塔的物料衡算49269863.3.1一段洗滌塔的物料衡算基準(zhǔn)49243813.4一段洗滌塔熱量衡算51178363.4.1入塔氣體帶入熱量5124573.4.2冷卻水帶出的熱量51110913.4.3出塔器氣體帶出熱量51174323.4.4一段洗滌塔的熱量守恒的計(jì)算52278073.4.5一段洗滌塔熱量衡算表5252403.5二段洗滌塔的物料衡算5327673.5.1物料衡算的計(jì)算依據(jù)53101283.5.2物料衡算的計(jì)算53137433.6二段洗滌塔的熱量衡算54294713.6.1二段進(jìn)塔氣體熱量的計(jì)算5411733.6.2冷卻水帶出熱量的計(jì)算54121183.6.3二段出塔氣體熱量的計(jì)算5572563.6.4二段洗滌塔的熱量守恒的計(jì)算55116293.6.5二段洗滌塔熱量衡算表5521007第四章主要設(shè)備設(shè)計(jì)和選型57317334.1主要設(shè)備裝置5762864.1.1離子膜電解槽5737974.1.2蒸發(fā)器57140734.1.3濃縮器5841124.1.4片堿機(jī)58309644.1.5熔鹽爐58265594.2其他設(shè)備說(shuō)明58197554.2.1封頭及法蘭的選用58155954.2.2U形膨脹節(jié)59115984.2.3管板的設(shè)計(jì)60322994.2.4支座的設(shè)計(jì)60170754.2.5蒸汽冷凝器的設(shè)計(jì)61143824.2.6折流板的選用6154334.2.7防沖板的位置和尺寸62290804.2.8液體分布器62159114.2.9除沫器63161014.3設(shè)備一欄表6310010第五章主要污染物排放情況及治理措施6556685.1廢水〔廢液〕65238665.2廢氣66270825.3廢渣678525.4噪聲6728045.5對(duì)氯堿生產(chǎn)中的“三廢〞進(jìn)行綜合治理和利用673965.6以下為關(guān)于燒堿“三廢〞治理的舉例6858315.7以下為兩種較清潔的制備燒堿工藝71183665.7.1利用海水制備燒堿的方法7140545.7.2采用氨鎳法制備燒堿7124519附錄732999附錄1〔第3章〕 73年產(chǎn)30萬(wàn)噸氫氧化鈉畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)的課題工程是年產(chǎn)30萬(wàn)噸48%的氫氧化鈉，采用的方法是離子膜交換電解法。它生產(chǎn)的氫氧化鈉濃度高，占用空間小，操作簡(jiǎn)單。而且污染比擬小，在企業(yè)利益方面，這種方法很實(shí)用?？梢怨?jié)約本錢(qián)，生產(chǎn)的燒堿直接可以作為產(chǎn)品出售。但是，這種方法對(duì)于精制鹽水有很高的要求，需要兩次精制，它采用的電解槽具有選擇透過(guò)性。出口的粗堿濃度可達(dá)30-34%左右，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)就可以得到用戶所需的成品堿。這種生產(chǎn)方法具有強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，它必將成為當(dāng)前的主力軍市場(chǎng)前景很好。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是介紹離子膜法的工藝流程，一次鹽水的精制，二次鹽水的精制，電解設(shè)備的簡(jiǎn)介。重點(diǎn)工序那么是燒堿溶液的濃縮工段，是將30.6%的堿溶液濃縮到48%的成品。包括設(shè)備的計(jì)算和選型，并且會(huì)至相關(guān)重點(diǎn)的設(shè)備，總之，本次設(shè)計(jì)較為全面的介紹了離子膜工藝關(guān)鍵字：離子膜法、電解槽、蒸發(fā)、燒堿Withanannuloutputof300,000tonsofcausticsodaprojectdesignAbstractTheprojectdesignedtoissueanannualoutputof300,000tonsofcausticsoda48percent,themethodusedistheionexchangemembrane.Ionexchangemembraneofthelawthantheexorbitantandmetalanodeslaw,andtheproductionofitshighconcentrationofcausticsoda,spacesmall,easytooperate.Andpollutionisrelativelysmall,intheinterestsofenterprises,thismethodisveryuseful,Cansavecosts,directproductionofcausticsodacanastheproductsold.However,thismethodofrefinedsaltwaterhasahighdemand,refiningneedstwo,it’sacellthroughsexualselection,Theconcentrationofhavecrudeexportsup30to34percent,totheevaporationcanberequiredbytheuserbaseofthefinishedproduct.productionmethodhasstrongcompetitiveness,itwillbecomethemainforce,marketprospectsgood.Thisdesignsprimarycoverageisintroducedthationmembranemethodcraftandflow,includingtorawmaterialsaltrequest,Introducedasaltwaterpurificationwithemphasis,twosaltwaterpurification,electrolysisequipmentsynopsis.Thekeyworkingprocedureisburnsthealkalinesolutiontheconcentrationconstructionsection,isconcentrates30.6%lyeto48%endproducts.Includingequipmentcomputationandshaping,anddrawsuptherelatedkeyequipment,inbrief,thisdesignmorecomprehensiveintroductionionicmembranecarft.Keyworrd:ionexchangemembrane,Electrolyzer,Evaporation,Causticsoda.第1章概述1.1：產(chǎn)品介紹NaOH是一種常見(jiàn)的重要強(qiáng)堿。其固體又被稱為燒堿、火堿、片堿、苛性鈉等，它是一種白色固體，有吸水性，可用作枯燥劑，且在空氣中易潮解〔因吸水而溶解的現(xiàn)象，屬于物理變化〕；溶于水，同時(shí)放出大量熱。易溶于水，其水溶液呈強(qiáng)堿性，能使酚酞變紅。氫氧化鈉在空氣中易吸收水蒸氣，對(duì)其必須密封保存，且要用橡膠瓶塞。它的溶液可以用作洗滌液。其液體是一種無(wú)色，有澀味和滑膩感的液體。中文名氫氧化鈉相對(duì)分子量40.01化學(xué)品類別無(wú)機(jī)強(qiáng)堿密度2.130g/cm3危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)UN18248/PG2CAS登錄號(hào)1310-73-2沸點(diǎn)1388°C(1663K)熔點(diǎn)318°C(591K)外觀片狀或顆粒英文名Sodiumhydroxide平安性描述腐蝕品.外文名Sodiumhydroxide(lye、causticsoda)化學(xué)式NaOH管制信息受管制堿性強(qiáng)堿性別稱燒堿、火堿、苛性鈉、哥士的水溶性111g(20°C)閃點(diǎn)176-178°C分子量39.9971EINECS登錄號(hào)215-185-5危險(xiǎn)性符號(hào)36/38-35-34氫氧化鈉〔sodiumhydroxide)〔腐蝕〕，也稱苛性蘇打，俗稱火堿、燒堿、苛性鈉，為白色固體。該品根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品平安管理?xiàng)l例》受公安部門(mén)管制。1.2相關(guān)用途氫氧化鈉氫氧化鈉的用途十分廣泛，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，除了用做試劑以外，由于它有很強(qiáng)的吸水性和潮解性，還可用做堿性枯燥劑。氫氧化鈉在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有廣泛應(yīng)用，許多工業(yè)部門(mén)都需要?dú)溲趸c。使用氫氧化鈉最多的部門(mén)是化學(xué)藥品的制造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)。另外，在生產(chǎn)染料、塑料、藥劑及有機(jī)中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)中，制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒堿?；瘜W(xué)工業(yè)[2]氫氧化鈉的特性決定了這一產(chǎn)品在大量的化學(xué)反響中是不可缺少的重要物質(zhì)。氫氧化鈉是生產(chǎn)聚碳酸酯，超級(jí)吸收質(zhì)聚合物，沸石，環(huán)氧樹(shù)脂，磷酸鈉，亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。吸收二氧化碳?xì)怏w中性，堿性氣體中混有CO?可用下面的反響除雜CO?+2NaOH=Na?CO?+H?O紙漿和造紙氫氧化鈉在造紙工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。由于其堿性特質(zhì)，它被用于煮和漂白紙頁(yè)的過(guò)程。食品工業(yè)氫氧化鈉可以被廣泛使用于以下生產(chǎn)過(guò)程：容器的清洗過(guò)程；淀粉的加工過(guò)程；羧甲基纖維素的制備過(guò)程；谷氨酸鈉的制造過(guò)程。人造纖維和紡織在紡織工業(yè)中，氫氧化鈉被用于纖維的最終處理和染色。主要用途：絲光處理法人造纖維。冶金術(shù)氫氧化鈉被用于處理鋁土礦，在鋁土礦中含有氧化鋁，鋁金屬即存在于氧化鋁中。由于工藝技術(shù)的提高，氧化鋁〔礬土〕是世界上使用第二多的金屬。氫氧化鈉還被用于生產(chǎn)鋅合金和鋅錠。肥皂和洗滌氫氧化鈉一直被用于傳統(tǒng)的生活用途，直到今天，肥皂、香皂和其它種類的洗滌用品對(duì)燒堿的需求量依然占燒堿的15%左右。主要用途：肥皂：制造肥皂是燒堿最古老和最廣泛的用途，在制造肥皂的過(guò)程中，燒堿被用來(lái)中和脂肪酸。洗滌劑：氫氧化鈉被用于生產(chǎn)各種洗滌劑，甚至如今的洗衣粉也是由大量的燒堿制造出來(lái)的，燒堿被用于硫化反響后對(duì)過(guò)剩的發(fā)煙硫酸進(jìn)行中和。食品生產(chǎn)在食品生產(chǎn)中，氫氧化鈉有時(shí)被用來(lái)加工食品。氫氧化鈉甚至是一道名菜的必要調(diào)料。注意，此時(shí)氫氧化鈉的使用是嚴(yán)格控制的；而一些不法商販會(huì)過(guò)量使用氫氧化鈉從而使食品更“好看〞，但這樣的食品能致病。1.3相關(guān)性質(zhì)物理氫氧化鈉為白色半透明，結(jié)晶狀固體。其水溶液有澀味和滑膩感。密度：2.130g/cm3,熔點(diǎn)：318.4℃,沸點(diǎn)：1390℃溶解性：極易溶于水、甲醇、乙醇以及甘油?！矚溲趸c具有吸水性和潮解性〕氫氧化鈉在水中的溶解度如下：氫氧化鈉溶解度溫度〔°C〕溶解度〔g〕04210512010930119401295014560174702998031490329100347分子量：40.01化學(xué)氫氧化鈉氫氧化鈉于水中會(huì)完全解離成鈉離子與氫氧根離子，所以它具有堿的通性。它能與指示劑發(fā)生反響：氫氧化鈉溶液通常遇石蕊試液變藍(lán)，遇酚酞試液變紅它可與任何質(zhì)子酸進(jìn)行酸堿中和反響，以鹽酸為例：NaOH+HCl=NaCl+H?O同樣，其溶液能夠與鹽溶液發(fā)生復(fù)分解反響：NaOH+NH?Cl=NaCl+NH?·H?O2NaOH+CuSO?=Cu(OH)?↓+Na?SO?2NaOH+MgCl?=2NaCl+Mg(OH)?↓另外，于許多的有機(jī)反響中，氫氧化鈉也扮演著催化劑的角色，其中，最具代表性的莫過(guò)于皂化反響：RCOOR'+NaOH=RCOONa+R'OH之所以氫氧化鈉于空氣中容易變質(zhì)，是因?yàn)榭諝庵泻卸趸迹?NaOH+CO?=Na?CO?+H?O倘假設(shè)持續(xù)通入過(guò)量的二氧化碳，那么會(huì)生成碳酸氫鈉，俗稱為小蘇打，反響方程式如下所示：Na?CO?+CO?+H?O=2NaHCO?同樣，氫氧化鈉能夠與像二氧化碳等酸性氧化物發(fā)生如上反響：2NaOH+SO?〔微量〕=Na?SO?+H?ONaOH+SO?〔過(guò)量〕=NaHSO?〔生成的Na?SO?和水與過(guò)量的SO?反響生成了NaHSO?〕氫氧化鈉對(duì)玻璃制品有輕微的腐蝕性，兩者會(huì)生成硅酸鈉〔sodiumsilicate〕，使得玻璃儀器中的活塞黏著于儀器上。如果以玻璃容器長(zhǎng)時(shí)間盛裝熱的氫氧化鈉溶液，會(huì)造成玻璃容器損壞。兩性金屬會(huì)與氫氧化鈉反響生成氫氣，1986年，英國(guó)有一油罐車誤裝載重量百分率濃度為25%的氫氧化鈉水溶液，氫氧化鈉便與油罐壁上的鋁產(chǎn)生化學(xué)變化，導(dǎo)致油罐因內(nèi)部壓力過(guò)載而永久受損，反響方程式如下所示：2Al+2NaOH+2H?O=2NaAlO?+3H?↑氫氧化鋁為一相當(dāng)常用于除去水中雜質(zhì)的膠狀凝聚劑，因過(guò)渡金屬的氫氧化物大都不太溶于水，故于自來(lái)水中添加明礬可促使過(guò)渡金屬以氫氧化物的形式沉淀析出，再利用簡(jiǎn)單的過(guò)濾設(shè)備，即可完成自來(lái)水的初步過(guò)濾。明礬的制備也牽涉到氫氧化鈉的使用：6NaOH+2KAl(SO?)?=2Al(OH)?+K?SO?+3Na?SO?1.4制作方法實(shí)驗(yàn)室法〔1〕氫氧化鈉鈉鹽與氧化鈣反響可以用一些碳酸氫鈉〔小蘇打〕和一些氧化鈣〔生石灰〕〔一般的食品包裝袋中用來(lái)做吸水劑的小袋子中有，例如海苔包裝中〕。把生石灰放于水中，反響后變?yōu)槭覞{〔氫氧化鈣溶液、熟石灰〕，把碳酸氫鈉〔或碳酸鈉〕的固體顆粒〔濃溶液也行〕參加石灰漿中，為保證產(chǎn)物氫氧化鈉的純度，需使石灰漿過(guò)量，原因：參考?xì)溲趸}和碳酸鈉的溶解度。攪拌加快其反響，待其反響一會(huì)兒后，靜置片刻，隨著碳酸鈣的沉淀，上層清液就是氫氧化鈉溶液，小心倒出即可。CaO+H?O=Ca(OH)?2NaHCO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+2NaOH+3H?O〔推薦〕Ca(OH)?+Na?CO?=CaCO?↓+2NaOH〔2〕鈉與水反響取一塊金屬鈉，擦去外表煤油，刮去外表氧化層，放入盛有水的燒杯中。反響化學(xué)方程式：2Na+2H?O=2NaOH+H?↑工業(yè)法2NaCl+2H?O=通電=H?↑+Cl?↑+2NaOH〔前提是有離子膜〕氫氧化鈉在工業(yè)中是制氯氣過(guò)程的副產(chǎn)物。電解飽和食鹽水直至氯元素全部變成氯氣逸出，此時(shí)留在溶液里的只有氫氧化鈉一種溶質(zhì)。反響方程式為：2NaCl+2H?O→2NaOH+Cl?↑+H?↑1.5測(cè)定相關(guān)實(shí)驗(yàn)室測(cè)氫氧化鈉方法名稱：氫氧化鈉—?dú)溲趸c的測(cè)定—中和滴定法。應(yīng)用范圍：該方法采用滴定法測(cè)定氫氧化鈉的含量。該方法適用于氫氧化鈉。[3]方法原理：供試品加新沸過(guò)的冷水適量使溶解后，放冷，用水稀釋至刻度，搖勻，精密量取25mL，加酚酞指示液3滴，用硫酸滴定液〔0.1mol/L〕滴定至紅色消失，記錄消耗硫酸滴定液〔0.1mol/L〕的容積〔mL〕，加甲基橙指示液2滴，繼續(xù)加硫酸滴定液〔0.1mol/L〕至顯持續(xù)的橙紅色，根據(jù)前后兩次消耗硫酸滴定液〔0.1mol/L〕的容積〔mL〕，算出供試量中的堿含量〔作為NaOH計(jì)算〕并根據(jù)加甲基橙指示液后消耗硫酸滴定液〔0.1mol/L〕的容積〔mL〕，算出供試量中Na?CO?的含量。試劑：1.水〔新沸放冷〕2．硫酸滴定液〔0.1mol/L〕3．酚酞指示液4．甲基橙指示液：取甲基橙0.1g，加水100mL使溶解，即得。試樣制備：1.硫酸滴定液〔0.1mol/L〕配制：取硫酸6mL，緩緩注入適量的水中，冷卻至室溫，加水稀釋至1000mL，搖勻。標(biāo)定：取在270～300℃枯燥恒重的基準(zhǔn)無(wú)水碳酸鈉約0.3g，精密稱定，加水50mL使溶解，加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴，用本液滴定至溶液由綠色變?yōu)樽霞t色時(shí)，煮沸2分鐘，冷卻至室溫，繼續(xù)滴定至溶液顏色有綠色變?yōu)榘底仙?。?mL硫酸滴定液〔0.1mol/L〕相當(dāng)于10.60mg的無(wú)水碳酸鈉。根據(jù)本液消耗量與無(wú)水碳酸鈉的取用量，算出本液的濃度，即得。注1：“精密稱取〞系指稱取重量應(yīng)準(zhǔn)確至所稱取重量的千分之一，“精密量取〞系指量取體積的準(zhǔn)確度應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)該體積移液管的精度要求。變質(zhì)檢驗(yàn)1．樣品中滴加過(guò)量稀鹽酸假設(shè)有氣泡產(chǎn)生，那么氫氧化鈉變質(zhì)。原理：2NaOH+CO?=Na?CO?+H?O2HCl+Na?CO?=2NaCl+CO?↑+H?O〔空氣中含有少量的二氧化碳，而敞口放置的NaOH溶液能夠與CO?反響HCl中的氫離子能夠與碳酸根離子反響生成氣體〕注：HCl會(huì)優(yōu)先與NaOH反響生成NaCl和H?O。因?yàn)镹aOH是強(qiáng)堿，而Na?CO?是水溶液顯堿性。2．樣品中加澄清石灰水，假設(shè)有白色沉淀生成，那么氫氧化鈉變質(zhì)。原理：Na?CO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+2NaOH3.樣品中加氯化鋇，假設(shè)有白色沉淀生成，那么氫氧化鈉變質(zhì)。原理：Na?CO?+BaCl?=BaCO?↓+2NaCl4、局部變質(zhì)：①參加BaCl?或BaNO?，有沉淀產(chǎn)生，證明有Na?CO?產(chǎn)生，待沉淀完全靜止后，取上層清液于試管內(nèi)，滴加無(wú)色酚酞溶液，酚酞變紅，那么證明有NaOH。注：不滴加NH?Cl，Na?CO?溶于水后呈堿性是因?yàn)闀?huì)有OHˉ根離子，NH?+與OHˉ跟結(jié)合也會(huì)有刺激性氣味，故不能。②在NaOH中參加氯化鈣，假設(shè)有白色沉淀生成，那么說(shuō)明NaOH變質(zhì)。參加無(wú)色酚酞，假設(shè)無(wú)色酚酞不變色，那么說(shuō)明完全變質(zhì)。假設(shè)無(wú)色酚酞變紅，說(shuō)明局部變質(zhì)。1.6關(guān)于儲(chǔ)存固體氫氧化鈉裝入0.5毫米厚的鋼桶中嚴(yán)封，每桶凈重不超過(guò)100公斤；塑料袋或二層牛皮紙袋外全開(kāi)口或中開(kāi)口鋼桶；螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶〔罐〕外普通木箱；螺紋口玻璃瓶、塑料瓶或鍍錫薄鋼板桶〔罐〕外滿底板花格箱、纖維板箱或膠合板箱；鍍錫薄鋼板桶〔罐〕、金屬桶〔罐〕、塑料瓶或金屬軟管外瓦楞紙箱。包裝容器要完整、密封，有明顯的“腐蝕性物品〞標(biāo)志。鐵路運(yùn)輸時(shí)，鋼桶包裝的可用敞車運(yùn)輸。起運(yùn)時(shí)包裝要完整，裝載應(yīng)穩(wěn)妥。運(yùn)輸過(guò)程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞，防潮防雨。如發(fā)現(xiàn)包裝容器發(fā)生銹蝕、破裂、孔洞、溶化淌水等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即更換包裝或及早發(fā)貨使用，容器破損可用錫焊修補(bǔ)。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、酸類、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。不得與易燃物和酸類共貯混運(yùn)。1.7環(huán)境影響健康危害:侵入途徑：吸入、食入。健康危害：該品有強(qiáng)烈刺激和腐蝕性。粉塵或煙霧會(huì)刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔，皮膚和眼與NaOH直接接觸會(huì)引起灼傷，誤服可造成消化道灼傷，粘膜糜爛、出血和休克。環(huán)境危害危險(xiǎn)特性：該品不會(huì)燃燒，遇水和水蒸氣大量放熱，形成腐蝕性溶液。與酸發(fā)生中和反響并放熱。具有強(qiáng)腐蝕性。燃燒〔分解〕產(chǎn)物：可能產(chǎn)生有害的毒性煙霧。1.8應(yīng)急處理氫氧化鈉泄漏隔離泄漏污染區(qū)，周圍設(shè)警告標(biāo)志，建議應(yīng)急處理人員戴好防毒面具，穿化學(xué)防護(hù)服。不要直接接觸泄漏物，用清潔的鏟子收集于枯燥潔凈有蓋的容器中，以少量NaOH參加大量水中，調(diào)節(jié)至中性，再放入廢水系統(tǒng)。也可以用大量水沖洗，經(jīng)稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。如大量泄漏，收集回收或處理無(wú)害后廢棄。防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：必要時(shí)佩帶防毒口罩。眼睛防護(hù)：戴化學(xué)平安防護(hù)眼鏡。防護(hù)服：穿工作服〔防腐材料制作〕。手防護(hù)：戴橡皮手套。其它：工作后，淋浴更衣。注意個(gè)人清潔衛(wèi)生。急救措施皮膚接觸：可用5～10%硫酸鎂溶液清洗。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用3%硼酸溶液沖洗。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。必要時(shí)進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：少量誤食時(shí)立即用食醋、3～5%醋酸或5%稀鹽酸、大量橘汁或檸檬汁等中和；給飲蛋清、牛奶或植物油并迅速就醫(yī)，禁忌催吐和洗胃。滅火方法：霧狀水、砂土、二氧化碳滅火器。1.9產(chǎn)業(yè)信息氫氧化鈉根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2023年國(guó)內(nèi)燒堿新增產(chǎn)能將在300～350萬(wàn)噸，根據(jù)實(shí)際擴(kuò)產(chǎn)情況，實(shí)際投產(chǎn)產(chǎn)能在200萬(wàn)噸，產(chǎn)能擴(kuò)張?jiān)鏊俪氏陆祽B(tài)勢(shì)。由于2023年國(guó)內(nèi)PVC、液氯市場(chǎng)行情持續(xù)低迷、需求不旺，產(chǎn)能無(wú)法充分釋放。從全球市場(chǎng)來(lái)看，2023年以來(lái)，美國(guó)氯堿開(kāi)工率逐步上升，2023年12月開(kāi)工率達(dá)88%，美國(guó)氯堿產(chǎn)品出口強(qiáng)勁反彈，同時(shí)隨著東北地區(qū)的日本、韓國(guó)燒堿裝置逐步恢復(fù)，國(guó)內(nèi)燒堿出口所面臨的壓力進(jìn)一步加大。從國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)來(lái)看，國(guó)內(nèi)行業(yè)集中度仍然偏低。由于我國(guó)歷史形成的條塊分割、地區(qū)保護(hù)，使得我國(guó)中小氯堿企業(yè)偏多，地區(qū)分布不均。燒堿行業(yè)是高能耗行業(yè)，耗電量巨大，加之氯堿運(yùn)輸本錢(qián)上漲，具有區(qū)域優(yōu)勢(shì)及擁有煤、電、原鹽等原料優(yōu)勢(shì)的企業(yè)可大幅提升生產(chǎn)效率，增強(qiáng)盈利能力。當(dāng)今行業(yè)內(nèi)產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題凸顯，產(chǎn)業(yè)整合加劇，具有規(guī)模優(yōu)勢(shì)和本錢(qián)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將更加凸顯。產(chǎn)業(yè)洞察研究資料《中國(guó)燒堿產(chǎn)業(yè)開(kāi)展趨勢(shì)研究報(bào)告》顯示2023年底，國(guó)內(nèi)燒堿產(chǎn)能已到達(dá)3736萬(wàn)噸，較上年增長(zhǎng)9.48%；國(guó)內(nèi)燒堿產(chǎn)量2698.6萬(wàn)噸，較上年增長(zhǎng)9.4%，負(fù)荷率72.2%。而下游聚氯乙烯2023年僅增長(zhǎng)1.7%，低迷的市場(chǎng)需求直接抑制了燒堿的產(chǎn)量增速及利潤(rùn)空間。密度(20℃)NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)g/cm(g/100g溶液)物質(zhì)的量濃度(mol/L)1.0000.1590.03931.0050.6020.1511.0101.0450.2641.0151.490.3781.0201.940.4941.0252.390.6111.0302.840.7311.0353.290.8511.0403.7450.9711.0454.201.0971.0504.6551.2221.0555.111.3471.0605.561.4741.0656.021.6021.0706.471.7311.0756.931.8621.0807.381.9921.0857.832.1231.0908.282.2571.0958.742.3911.1009.192.5271.1059.6452.6641.11010.102.8021.11510.5552.9421.10其他信息商品參考信息分析純，凈含量500g含量〔NaOH〕：不少于96%sodalye;whitecauCAS:1310-73-2;8012-01-9EINECS:215-185-5化學(xué)式:NaOH分子量:40.01雜質(zhì)最高含量碳酸鹽〔以Na?CO?計(jì)〕：1.5%氯化物：0.005%硫酸鹽：0.005%總氮量〔N〕：0.001%磷酸鹽〔PO?)：0.001%硅酸鹽〔SiO?〕：0.01%鋁〔Al〕：0.002%鉀〔K〕：0.05%鈣〔Ca〕：0.01%鐵〔Fe〕：0.001%重金屬〔以Pb算〕：0.003%2其它：氫氧化鈉溶液濃度測(cè)定可直接測(cè)量氫氧化鈉溶液濃度，測(cè)量范圍：(Brix)0.0至38.0%溫度：9.0至99.9℃溶解值：(Brix)0.1%溫度：0.1℃測(cè)量準(zhǔn)確度：(Brix)±0.2%溫度：±1°C環(huán)境溫度10至40℃測(cè)量溫度：10至100℃(自動(dòng)溫度補(bǔ)償)樣本量：0.3毫升測(cè)量時(shí)間：3秒電源：2×AAA電池國(guó)際保護(hù)等級(jí)：IP65無(wú)塵且對(duì)噴射水柱具防護(hù)作用尺寸重量:55(W)×31(D)×109(H)毫米,100公克(不含零件的重量)主要應(yīng)用于紡織印染服裝、染料化工、涂料油墨、外表處理、水質(zhì)分析、環(huán)境保護(hù)、食品衛(wèi)生、玩具平安、電子電器、印刷紙品包裝和科研院校等領(lǐng)域。指標(biāo)指標(biāo)實(shí)際指標(biāo)實(shí)際指標(biāo)實(shí)際指標(biāo)實(shí)際氫氧化鈉NaOH≥99.099.3098.098.8096.096.5095.095.8碳酸鈉Na?CO?≤0.900.401.00.51.40.501.60.70氯化鈉NaCl≤0.150.030.60.22.82.603.23.1氧化鐵Fe?O?≤0.0050.0020.0080.0030.010.0030.020.003第2章燒堿的制備原理2.1燒堿的制備原理離子交換膜〔IEM或IM〕是對(duì)溶液中離子有選擇性透過(guò)的高分子材料膜氯堿電解槽選用的是陽(yáng)離子交換膜，它能使陽(yáng)離子〔Na+〕通過(guò)，而排斥帶負(fù)電的陰離子〔CL-〕。離子交換膜電解與普通隔膜電解的比擬圖1-1。Cl-不透過(guò)離子交換膜，陰極室得到的是不含NaCL、高純度的燒堿溶液。目前工業(yè)采用的離子交換膜有全氟磺酸型和全氟羧酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。對(duì)離子交換膜的工藝要求是：化學(xué)穩(wěn)定性好，能夠耐CL2CLO-和酸堿腐蝕；機(jī)械穩(wěn)定性好，保持尺寸穩(wěn)定和膜面平整陽(yáng)離子選擇透過(guò)性好能透過(guò)姓好，能透過(guò)Na?和H30+,阻止CL-進(jìn)入陰極室，對(duì)OH-進(jìn)入陽(yáng)極室也起一定阻止作用；膜電阻止低2.2離子膜電解槽工業(yè)化的離子膜電解槽是由多個(gè)單元組裝而成的。根據(jù)單元的結(jié)構(gòu)不同，分為單極式和復(fù)極式〔雙極式〕。單極式是將陽(yáng)極和陰極各自組成可拆卸的單元，如同板框壓濾機(jī)中板和框一樣，將“陰極-框-膜-框-陽(yáng)極-框〞順序組裝而成離子膜電解槽，各單元可用并聯(lián)或串聯(lián)組成一組電解槽。單極式電解槽各單元間要用導(dǎo)索聯(lián)接，耗用材料多，電阻大。復(fù)極式電解槽按“陰極-空間-廂板-空間-陽(yáng)極〞組成一個(gè)單元。組裝時(shí)除末端用兩塊壓緊板外，將“單元-膜-單元-膜〞順序組裝而成離子膜電解槽。復(fù)極式電解槽的根本結(jié)構(gòu)如圖1-2所示離子膜電解槽中，陰極和陽(yáng)極室材料是鈦或鈦復(fù)合鋼，陰極和陰極室用鋼，隔板用襯鈦鋼板。也有的用丙烯酸制造槽框。各單元底部有液體〔鹽水和純水〕進(jìn)口管，項(xiàng)部有液體〔淡鹽水和堿液〕和氣體〔氫和氯〕出口管。離子膜堿液的蒸發(fā)特點(diǎn)(1).流程簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化設(shè)備，易于操作。(2)濃度高，蒸發(fā)水量少，蒸汽耗量低2離子膜點(diǎn)解制堿的優(yōu)點(diǎn)：(1)投資省?！?〕出槽NaOH濃度高。〔3〕能耗低。〔4〕氫氧化鈉質(zhì)量好。〔5〕氯化純度高，氯中含氧，含氫低。〔6〕氫氣純度高。〔7〕無(wú)污染。〔8〕生產(chǎn)本錢(qián)地.在隔膜法、水銀法和離子膜法這三種點(diǎn)解法中，離子膜法的能耗和建設(shè)投資是最少的；質(zhì)量反面，離子膜法制得的堿液，氫、氯、的質(zhì)量?jī)?yōu)于隔膜法，接近或等于水銀而不含汞；沒(méi)有汞、石棉污染等公害。是目前最好的方法。正因?yàn)檫@些特點(diǎn)。離子膜點(diǎn)解制堿工藝有著極強(qiáng)的生命力，在我國(guó)的制堿行業(yè)之中開(kāi)展及其迅速，得到了廣闊生產(chǎn)商的歡送。2.3制固體燒堿〔1〕生產(chǎn)方法液體燒堿在高溫下進(jìn)一步濃縮呈熔融狀態(tài)在，再經(jīng)冷卻，成型，制得不同形狀的固體燒堿，簡(jiǎn)稱固堿。生產(chǎn)固堿的原料——液堿?？刹捎没瘜W(xué)〔苛化〕法或電化學(xué)〔隔膜電解，水銀點(diǎn)解及離子膜點(diǎn)解〕法生產(chǎn)。液堿經(jīng)熬堿鍋間歇蒸煮或升〔降〕模式蒸發(fā)器連續(xù)蒸發(fā)，脫掉大局部水分，高溫下濃縮呈熔融狀，熔融堿的氫氧化鈉含量一般大于95%〔wt〕，再經(jīng)冷卻，固態(tài)化成型，制成桶堿，片堿或粒堿等固堿的生產(chǎn)主要有間歇發(fā)鍋式蒸煮和連續(xù)法膜式蒸發(fā)兩種方法，鍋式蒸煮固堿采用鑄鐵鍋直接火加熱，蒸煮液堿，熬制固堿。這種生產(chǎn)方法工藝成熟可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，鑄鐵鍋的維修工作量不打，因此被普遍采用。其缺點(diǎn)是，工藝陳舊，間歇操作，生產(chǎn)能力低，設(shè)備笨重，占地面積大,操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，熱利用率低，不便于機(jī)械化，自動(dòng)化。連續(xù)法膜式蒸發(fā)固堿，生產(chǎn)上采用薄膜蒸發(fā)原理，45%〔wt〕的堿液先在升膜蒸發(fā)器內(nèi)預(yù)濃縮，再經(jīng)降膜蒸發(fā)器濃，制成熔融堿，再以桶堿或片堿、粒堿包裝即為固堿成品。膜式法蒸發(fā)工藝，給熱系數(shù)大，傳熱效率高，物料在傳熱導(dǎo)管內(nèi)蒸發(fā)速度快，停留時(shí)間短，堿液一次通過(guò)升膜、降膜管，既能到達(dá)要求的濃度。升。降膜蒸發(fā)器及加熱系統(tǒng)便于大型化、生產(chǎn)連續(xù)化，控制自動(dòng)化，故在世界上廣泛應(yīng)用。膜式蒸發(fā)固堿的生產(chǎn)，是根據(jù)薄膜蒸發(fā)的原理，采用升、降膜蒸發(fā)器，降44%〔wt〕液堿濃縮為熔融堿，經(jīng)冷卻制得固堿。片堿機(jī)是氯堿行業(yè)生產(chǎn)燒堿的設(shè)備，設(shè)計(jì)和加工單位往往壓迫根據(jù)生產(chǎn)廠家的要求和實(shí)際情況進(jìn)行專門(mén)的設(shè)計(jì)和加工。片堿主要由滾筒機(jī)構(gòu)，刀架機(jī)構(gòu)，冷卻機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，和卸料機(jī)構(gòu)組成、如圖：熔融堿自高位槽經(jīng)調(diào)節(jié)流量參加片堿機(jī)下的弧形堿槽。采用膜式蒸發(fā)工藝生產(chǎn)的合格熔融堿，通過(guò)成品別離器的液封裝置,自流進(jìn)入弧形堿槽，片堿機(jī)的冷卻滾筒外表開(kāi)有燕尾槽，滾堿下部侵入弧形堿槽20~50mm，弧形堿槽靠提升裝置保持在所需的位置上或倒盡槽內(nèi)熔融堿，滾筒以1.5-3轉(zhuǎn)/分的速度緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。冷卻水由滾筒軸承一端進(jìn)入；從水管上的噴嘴噴出噴淋冷卻滾筒的內(nèi)外表。用過(guò)的冷卻水從另一端引出。冷卻水的出管口與水噴射泵連接，形成一定的真空，使冷卻水能及時(shí)排出，保證充分利用冷卻滾筒的換熱面積。片堿的厚度通?？刂圃?.8-1.5mm，通過(guò)調(diào)整滾筒的轉(zhuǎn)化速與滾筒侵入弧形槽的深度來(lái)調(diào)節(jié)，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)、滾筒的外表冷卻凝結(jié)的堿層不斷地被刮刀鏟下，即為堿片由于片堿冷卻效率低，出料溫度高，經(jīng)常燙壞塑料袋，使生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行。要對(duì)片堿新系統(tǒng)進(jìn)行改造，降低出料溫度，使片堿生產(chǎn)順利進(jìn)行。3固堿的主要用途固堿與液堿都是根本化工原料，廣泛用于造紙、合成洗滌及肥皂、粘膠纖維、人造絲及棉織品等輕紡工業(yè)方面，農(nóng)藥，染料、橡膠和化肥等化學(xué)工業(yè)方面，石油鉆探，精煉石油油脂和提煉焦油產(chǎn)物的石油工業(yè)，以及國(guó)防工業(yè)，機(jī)械工業(yè)、木材加工，冶金工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)及城市建設(shè)等方面，但對(duì)某些產(chǎn)品的生產(chǎn)如：乙炔氣體枯燥，苯酚和塞洛路等，必須使用固堿。2.4生產(chǎn)原理2.4.1離子膜燒堿片堿工段概述膜式方法生產(chǎn)片狀固體燒堿是使燒堿溶液與加熱源的傳熱發(fā)熱過(guò)程在薄膜傳熱狀態(tài)下進(jìn)行。這種過(guò)程可在升膜或降膜情況下進(jìn)行，一般采用熔鹽進(jìn)行加熱。2.5膜式方法生產(chǎn)燒堿可以分為兩個(gè)階段燒堿溶液從30%濃度縮至56%，這個(gè)階段可以在降膜蒸發(fā)器中進(jìn)行。加熱源采取中生蒸氣在真空下進(jìn)行蒸發(fā)；56%燒堿溶液再通過(guò)上升膜濃縮器，以熔鹽為加熱載體，在常壓下將燒堿濃縮成熔鹽燒堿。2.5.1下降的沸騰傳熱過(guò)程當(dāng)液體進(jìn)入降膜蒸發(fā)器中垂直的加熱管道內(nèi)，液體被管外的加熱源〔蒸發(fā)或者熱載體〕所加熱，而到達(dá)沸騰。在沸騰的流體中，液體和蒸汽是二相混合流動(dòng)的，故它是二相流動(dòng)的給熱的過(guò)程。對(duì)于該過(guò)程，但凡影響單相對(duì)流給熱的各種因數(shù)如液體的粘度、密度、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、體積膨脹系數(shù)和加熱面的集合形狀都對(duì)二相對(duì)流有影響，由于液體沸騰產(chǎn)生的相變時(shí)吸收大量的熱，故它的給熱系數(shù)要比單相對(duì)流大很多，另外、其他如加熱面的材料、液體的便面張力、蒸發(fā)壓力、蒸發(fā)密度等都對(duì)傳熱起重要的作用。同時(shí)，由于降溫蒸發(fā)在傳熱過(guò)程中，在管子的加熱面要產(chǎn)生氣泡，因此，在傳熱過(guò)程中，任何氣泡的生成、長(zhǎng)大和別離有關(guān)的因數(shù)，都和降膜的沸騰傳熱有著密切的關(guān)系，在降膜蒸發(fā)的過(guò)程中，當(dāng)液體的加熱面上有足夠的加熱流強(qiáng)度或壁面溫度超過(guò)液體的溫度一定時(shí)，在液體加熱面之間會(huì)產(chǎn)生一層極薄的液層〔滯留熱界面層〕，從而形成溫度差。此極薄的液層受熱發(fā)生相變，吸收潛熱而蒸發(fā)，這樣，管內(nèi)液體不必去底部到達(dá)飽和溫度，就能在加熱面上產(chǎn)生氣泡而沸騰。這時(shí)氣泡的過(guò)熱程度超過(guò)從膜內(nèi)傳熱的溫度，所以蒸發(fā)完全是在膜外表進(jìn)行的。這種沸騰叫做外表沸騰或過(guò)冷沸騰。對(duì)于外表沸騰的蒸發(fā)應(yīng)具備以下兩個(gè)要素〔1〕液體必須過(guò)熱，即到達(dá)氣泡形成的過(guò)熱度?！?〕有氣化核心、氣化核心的生產(chǎn)是由于加熱面上有細(xì)小凹坑形成的孔穴中所密封的氣體或蒸汽。當(dāng)液體被加熱面加熱時(shí)孔穴中液體氣化形成蒸汽泡。一定的過(guò)熱度對(duì)應(yīng)一定的直徑。隨著過(guò)熱度的增加，氣化核心所需要的臨界直徑變小、更大的孔穴上也能形成氣化核心，使沸騰變得更加劇烈。隨著避面熱流強(qiáng)度的增加，過(guò)熱度加大，氣泡粘度、外表張力和慣性的作用變?nèi)?，氣泡迅速增大，這時(shí)氣泡的傳熱因素起主要作用。漲大后的氣泡，受它周圍液體傳熱強(qiáng)度支配，加劇了氣液界面上的蒸汽和傳熱程度。如果周圍液體到達(dá)了飽和溫度，這時(shí)的沸騰就轉(zhuǎn)為飽和沸騰。然而，在降膜蒸發(fā)過(guò)程中，由于形成二次蒸汽流速很高，將液體拉拽成一層薄膜，流動(dòng)速度很快，故環(huán)狀流中有一個(gè)高速的蒸汽中心和一個(gè)流體環(huán)，氣液界面上受到高速的蒸汽的干擾劇烈，使壁面的傳熱機(jī)理由泡狀流的飽和沸騰給熱轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)液膜的強(qiáng)制對(duì)流給熱。這時(shí)，通常在液膜內(nèi)不再有氣泡產(chǎn)生，熱量主要是通過(guò)液膜的導(dǎo)熱和液膜外表的蒸發(fā)進(jìn)行傳熱，因此又稱為薄蒸發(fā)。同時(shí)，在降膜蒸發(fā)過(guò)程中，要防止出現(xiàn)壁面液膜的斷裂變趕現(xiàn)象。否那么將使給熱系數(shù)大大降低，另一方面也要防止出現(xiàn)流量太大而致使液體過(guò)熱度缺乏，不能形成薄膜蒸發(fā)現(xiàn)象，因此，控制好進(jìn)入蒸發(fā)器中液體的流量及加熱載體的溫度，在膜式癥發(fā)中至關(guān)重要。此外，在實(shí)際生產(chǎn)中，為了降低液體的沸點(diǎn)、提高溫度，加速二次蒸汽的溢出，常有降膜蒸發(fā)器在負(fù)壓下進(jìn)行。工業(yè)上蒸發(fā)過(guò)程是典型的傳熱過(guò)程。這個(gè)過(guò)程可由傳熱方程式來(lái)表示；Q=k×F×△t式中Q——傳熱速率，kJ/hF——傳熱面積，m２△t——傳熱系數(shù)，KJ/(m2×h×℃)由傳熱根本方程式可知，提高傳熱速率分別與傳熱面積、傳熱溫差及傳熱系數(shù)有關(guān)。也就是說(shuō)上述三要素是提高傳熱速率，提高蒸發(fā)能力的根本條件。2.6工藝流程及其簡(jiǎn)述由離子膜電解工序來(lái)的30%原料燒堿溶液送入堿貯槽，經(jīng)泵自頂部進(jìn)入如1號(hào)預(yù)濃縮器，在100BAR操作壓力下沿列管內(nèi)壁形成均勻完整的液膜向下流動(dòng)，同時(shí)與最終濃縮路及2號(hào)預(yù)濃縮器的二次蒸汽換熱。經(jīng)濃縮后，濃度44%的燒堿流出管來(lái)，進(jìn)入濃縮器下部的二次蒸汽別離器進(jìn)行氣液別離，之后由泵并參加一定濃度的蔗糖熔鹽后送入產(chǎn)生的二次蒸汽，由蒸汽噴射真空泵抽出。混合冷凝器的含堿冷凝水流回循環(huán)水池子，經(jīng)冷卻后循環(huán)使用溢出的含堿冷凝水進(jìn)入燒堿凝水槽進(jìn)行收集。預(yù)濃縮器與常壓下操作，44%燒堿溶液由殼程內(nèi)的0.7BAR生蒸汽，經(jīng)進(jìn)一步濃縮為56%燒堿溶液后流出管來(lái)，進(jìn)入二次別離器別離。經(jīng)泵到最終濃縮器56%燒堿溶液經(jīng)最終濃縮器頂部參加，均勻分布到14個(gè)下降膜單元，每一個(gè)單元均有單獨(dú)的加熱夾套，溫度為395~430℃的熔融鹽于其中與燒堿溶液逆向流動(dòng)換熱。最終，濃縮為濃度約為99%的燒堿溶液到別離器，經(jīng)氣液別離后能均勻流到有熔鹽伴熱的熔融燒堿管進(jìn)入片堿機(jī)浸槽。經(jīng)冷卻破碎制成厚約為0.9~0.2mm，溫度約為60℃的成品。殼程的二次蒸汽冷凝水流入含有燒堿凝水槽。熔融鹽由熔鹽泵打入熔鹽爐，通過(guò)加熱器管使燃燒爐產(chǎn)生的熱傳遞給循環(huán)熔鹽，熔鹽經(jīng)循環(huán)，連續(xù)不斷地向提供外部熱源與以濃縮燒堿液，并未裝置提供版熱源。2.6.1除水及附屬設(shè)備說(shuō)明除水路線由以下兩個(gè)步驟組成：〔1〕兩效預(yù)濃縮器〔2〕最終濃縮器2.6.2預(yù)濃縮進(jìn)料堿液〔CSF30%〕由泵自貯槽打入預(yù)濃縮器，用來(lái)最終濃縮器及預(yù)濃縮器的二次蒸汽加熱?？紤]到開(kāi)車時(shí)未產(chǎn)生二次蒸汽，設(shè)計(jì)引入局部蒸汽進(jìn)入加熱，而濃度未到達(dá)時(shí)采取了使堿液循環(huán)被漸熱的措施使?jié)舛鹊竭_(dá)要求。預(yù)濃縮器產(chǎn)品側(cè)工作壓力為真空100mbar，其真空度由混合冷凝器和真氣噴射真空泵產(chǎn)生。預(yù)濃縮后濃度為44%堿液流出管束，進(jìn)入下部的二次蒸汽別離器。預(yù)濃縮器與常壓下操作，由0.7mkPa生蒸汽加熱，經(jīng)進(jìn)一步濃縮，濃度為56%的堿液流出管束進(jìn)入二次蒸汽別離器別離，之后由堿液泵送入最終濃縮器。2.6.3最終濃縮器最終濃縮器主要由單獨(dú)管道組件〔濃縮器管〕和二次蒸汽別離器組成。進(jìn)料堿液在降膜濃縮器中于常壓下由外部熱源加熱蒸發(fā)，進(jìn)料堿液56%由泵打入最終濃縮器堿液集料器，進(jìn)入最終濃縮單元，濃度約為99%的熔融堿液膜流出濃縮器單元，經(jīng)匯流槽進(jìn)入別離器，經(jīng)別離器流入分配器，并分配至片堿機(jī)。第3章物料衡算及能量衡算3.1物料衡算3.1.1電解工段電解槽內(nèi)的物料衡算計(jì)算依據(jù)1、供應(yīng)鹽水規(guī)格：NaCl=310g/L重度d=1.192(常溫〕精鹽水中雜質(zhì)忽略不計(jì)2、陰極液：NaOH濃度32%重度d=1.310〔80℃〕3、陽(yáng)極液:NaCl=210g/L重度d=1.120〔常溫〕電解槽中進(jìn)行的各種副反響所產(chǎn)生的雜質(zhì)忽略不計(jì)4、以80KA電流負(fù)荷為計(jì)算基準(zhǔn):2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl280KA電流負(fù)荷時(shí)，每小時(shí)每臺(tái)電解槽理論產(chǎn)量堿量。需消耗NaCl量：生成NaOH量：同時(shí)生成H2量：生成Cl2量：需消耗H2O量：5、物料衡算1〕、濕氯氣的計(jì)算濕氯氣中含水量的計(jì)算：根據(jù)道爾頓氣體分壓定侓，濕氯氣中氯氣和水蒸氣的分壓與它們摩爾數(shù)成正比。80℃時(shí)含NaCl=210g/L的陽(yáng)極液上方的水蒸氣分壓為290mmHg。那么因此，離開(kāi)電解槽的濕氯氣總量G1=105.84+16.56=122.4kg2〕、進(jìn)入電解槽的供應(yīng)鹽水量的計(jì)算：一、離子膜的水遷移到陰極的H2O量為：二、設(shè)每小時(shí)需向電解槽供應(yīng)的鹽水量為XL，從電解槽流出的淡鹽水量為YL，那么陽(yáng)極液中的NaCl存在以下平衡：0.31X=174.56+0.21Y(1)對(duì)水存在以下平衡：(1.19-0.31)X=(1.12-0.21)Y+182.7+1656(2)解〔1〕、〔2〕組成的二元一次方程得X=1202Y=944故每小時(shí)向電解槽供應(yīng)的鹽水1202L供應(yīng)鹽水重量G2=1202×1.19=1430.38kg三、流出電解槽的淡鹽量的計(jì)算：從電解槽流出的淡鹽水的體積為944L，淡鹽水比重為1.12。那么淡鹽水的總量：G3=944×1.12=1057.2kg其中NaCl=944×0.21=198.24kgH2O=1057.28-198.24=859.04kg四、濕氫氣量的計(jì)算濕氫氣中含水量計(jì)算：80℃含NaOH32%的陰極液上方的水蒸氣分壓為170mmHg。那么因此，離開(kāi)電解槽的濕氫氣總量G4=2.98+7.74=10.72kg五、流出電解槽堿液量的計(jì)算：其中：NaOH=97.74kgG5=97.74+202.64=300.38kg六、供應(yīng)純水量的計(jì)算：G6=202.64+7.74-182.7=27.68kg七、物料衡算表表3-1電解槽物料平衡表輸入輸出供應(yīng)鹽水G21430.37㎏淡鹽水G31057.28kgNACl372.62㎏NaCl198.24kgH2O1057.75㎏H2O859.04kg供應(yīng)純水G627.68㎏堿液G5300.38kg————NaOH97.74kg————H2O202.64kg————濕氯氣G1122.40kg————Cl2105.84kg————H2O16.56kg————濕氫氣G410.72kg————H22.98kg————H2O7.74kg共計(jì)〔G2+G6)1458.05kg共計(jì)(G1+G3+G4+G5)1490.78kg3.1.2CL2處理崗位物料衡算1、計(jì)算依據(jù)1、生產(chǎn)規(guī)模30萬(wàn)噸100%氫氧化鈉/年2、年生產(chǎn)時(shí)間300天3、計(jì)算基準(zhǔn)以生產(chǎn)1噸100%氫氧化鈉為基準(zhǔn)4、原始數(shù)據(jù)電解廠房來(lái)的濕Cl2的濕度、壓力及組成入下表3-2表3-2濕CL2的濕度、壓力及組成項(xiàng)目數(shù)量備注〔以……為基準(zhǔn)〕溫度85℃——總壓〔表〕-98Pa——水蒸氣213kg100%NaOH氯氣885kg12.46kmol、100%NaOH不凝氣體9kg0.31kmol、100%NaOH氣體總量1107kg100%NaOH成分98%——2、計(jì)算采用的流程示意圖如下所示：圖3.1氯氣處理崗位流程示意圖由于電解槽廠房到HE-301冷卻器這一段管路比擬短，而且管子采取保溫措施，所以可以忽略氯氣經(jīng)過(guò)這一段管路所產(chǎn)生的溫度下降，冷凝下來(lái)的水蒸汽量也忽略不計(jì)。3、HE-301冷卻器的物料衡算由原始數(shù)據(jù)得知進(jìn)入HE-301鈦冷卻器的氣體組成為:氯氣885kg水蒸氣213kg不凝氣體9kg在HE-301中，氯氣和過(guò)濾鹽水進(jìn)行換熱，溫度由85℃冷卻至65℃。查表得65℃時(shí)的水蒸氣分壓為0.2550×98.1Kpa〔0.255kg/cm2〕。冷凝下來(lái)的氯水溫度為70℃，此時(shí)氯在水中的溶解度為0.0027kg/kgH2O。設(shè)在HE-301冷卻器中冷凝下來(lái)的水蒸氣量為-100×9.8pa〔90mmH2O〕，那么出口氣體的總壓力為-100×9.8pa〔-100mmH2O〕。根據(jù)道爾頓分壓定律，那么有下式：由上式可得W1=133.29kg被溶解的氯氣量：133.29×0.00279=0.372kg氯水總量：133.29+0.372=133.66kg可見(jiàn)出HE-301冷卻器的氣體組成為：氯氣：885-0.372=884.628kg水蒸氣：213-133.29=79.71kg不凝性氣體：9kgTW-310氯氣洗滌塔的物料衡算在氯氣洗滌塔中，用飽和氯水對(duì)氯氣進(jìn)行洗滌，氯氣溫度由65℃降至45℃，同時(shí)向洗滌塔補(bǔ)充少量新鮮水〔500kg/Hr〕。從洗滌塔出來(lái)的氯氣溫度為40℃。查表可得45℃時(shí)水蒸氣分壓為0.0977×98.1Kpa〔0.0977kg/cm2〕，40℃時(shí)氯水在水中溶解度為0.00459kg/kgH2O。滿負(fù)荷時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)堿約20噸，每噸NaOH為基準(zhǔn)，那么補(bǔ)充的新鮮水量為25kg/t100%NaOH。假設(shè)在TW-310中冷凝下來(lái)的水蒸氣量為W2kg，塔的阻力降為100×9.8pa〔-200mmH2O〕。根據(jù)道爾頓分壓定律，那么有下式：由上式可求得：W2=54.29kg被溶解的氯氣量：0.00459×(25+54.29)=0.364kg氯水總量：25+54.29+0.364=79.65kg可見(jiàn)出TW-310的氣體組成：氯氣：884.628-0.364=884.264kg水蒸氣-54.29=25.42kg不凝性氣體：9kg氯氣出TW-310后，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓至1200×9.8Pa進(jìn)入HE-501、HE-502冷卻至15℃后再進(jìn)入枯燥塔。HE-501的物料衡算氯氣在HE-501中用工業(yè)水冷卻至30℃，查表得30℃時(shí)水蒸氣分壓為0.0433×98.1Kpa〔0.0433kg/cm2〕。冷凝下來(lái)的氯水溫度為30℃，此時(shí)氯在水中的溶解度為0.00572kg/kgH2O。設(shè)在HE-501中冷凝下來(lái)的水量為W3kg，HE-501的阻力降為100×9.8Pa〔100mmH2O〕。那么出口氣體的總壓為1100×9.8Pa〔1100mmH2O)。根據(jù)道爾頓分壓定侓，那么有下式：由上式可求得W3=16.07kg被溶解的氯氣量：0.00572×16.07=0.091kg氯水總量：16.07+0.0919=16.16kg可見(jiàn)出HE-501的氣體組成為：氯氣：884.264-0.0919=884.172kg水蒸氣：5.42-16.07=9.35kg不凝性氣體：9kg5、HE-502、FT-501的物料衡算氯水在HE-502中用低溫水冷卻至15℃，此時(shí)水蒸氣分壓為0.0174×98.1Kpa。冷凝下來(lái)的氯水溫度為15℃，此時(shí)氯水在水中的溶解度為0.00850kg/kgH2O。HE-502出來(lái)的氯氣經(jīng)除霧器FT-501除去其中夾帶的水霧后進(jìn)入枯燥塔。設(shè)冷凝下來(lái)的水蒸氣量為W4kg，氯氣經(jīng)過(guò)HE-502、FT-501后的降為200×9.8pa〔200mmH2O〕根據(jù)道爾頓分壓定律，那么有下式：由上式可得W4=5.61kg被溶解的氯氣量：0.00850×5.61=0.0477kg氯水總量：5.61+0.0477=5.658kg可見(jiàn)出HE-501的氣體組成為：氯氣：884.172-0.0477=884.124kg水蒸氣：35-5.61=3.74kg不凝性氣體：9kg枯燥塔的物料衡算進(jìn)枯燥塔的硫酸濃度為98%，溫度為20℃，出枯燥塔的硫酸濃度為75%，溫度為20℃，氯氣在硫酸中的溶解度忽略不計(jì)。設(shè)每公斤98%硫酸吸收水分為kg。那么設(shè)枯燥所需98%硫酸的量為Wkg，枯燥后氯氣含水量為15PPM.那么解得W=12.15kg枯燥后氯氣含水量為：×12.15=0.0316kg出枯燥塔的氣體組成為：氯氣：884.124kg水蒸氣：0.316kg氯氣純度為：7、物料衡算表〔1〕、HE-301物料衡算表表3-2物料衡算表項(xiàng)目進(jìn)冷卻器量出冷卻器量氯氣885kg(100%NaOH)884.628kg(100%NaOH)水蒸氣213kg(100%NaOH)79.71kg(100%NaOH)不凝性氣體9kg(100%NaOH)9kg(100%NaOH)氯水——33.66kg(100%NaOH)總計(jì)1107kg1107kg、TW-310物料衡算表表3-3物料衡算表項(xiàng)目進(jìn)洗滌塔量出洗滌塔量氯氣884.528kg(100%NaOH)884.264kg(100%NaOH)水蒸氣79.71kg(100%NaOH)25.42kg(100%NaOH)不凝性氣體9kg(100%NaOH)9kg(100%NaOH)氯水——79.65kg(100%NaOH)新鮮水25kg(100%NaOH)——總計(jì)998.34kg998.33kg〔3〕、HE-501的物料衡算表表3-4物料衡算表項(xiàng)目進(jìn)冷卻器量出冷卻器量氯氣884.264kg(100%NaOH)884.172kg(100%NaOH)水蒸氣25.42kg(100%NaOH)9.35kg(100%NaOH)不凝性氣體9kg(100%NaOH)9kg(100%NaOH)氯水——16.16kg(100%NaOH)總計(jì)918.68kg918.68kg〔4〕、HE-502、FE-501物料衡算表表3-5物料衡算表項(xiàng)目進(jìn)枯燥器量出除霧器量氯氣884.126kg(100%NaOH)884.126kg〔100%NaOH〕水蒸氣3.74kg(100%NaOH)0.0316kg〔100%NaOH)不凝性氣體9kg(100%NaOH)9kg(100%NaOH)硫酸12.15kg〔98%硫酸〕15.88kg〔75%硫酸〕總計(jì)909.129kg909.02kg〔5〕、枯燥塔的物料衡算表表3-6枯燥塔的物料衡算表項(xiàng)目進(jìn)枯燥塔量出枯燥塔量氯氣884.126kg〔100%NaOH〕884.126kg〔100%NaOH〕水蒸氣3.74kg(100%NaOH〕0.0316kg〔100%NaOH)不凝性氣體9kg〔100%NaOH)9kg〔100%NaOH)硫酸12.15kg〔98%硫酸〕15.88kg〔75%硫酸〕總計(jì)909.129kg909.02kg3.1.3淡鹽水脫氧崗位物料衡算計(jì)算依據(jù)NaCL210g/L游離基〔ClO_)400PPM(Wt〕流量117m3/h比重1.12進(jìn)塔氯水流量3.5m3/h(比重1.0〕氯氣的溶解度4g/L出塔淡鹽水游離基〔ClO_)32PPM(Wt〕脫氧塔真空度為250Toor，其中水蒸氣分壓P=220Toor物料衡算圖3.2、進(jìn)入脫氧塔淡鹽水量的計(jì)算=117m3/h=117×1120kg/m3=131040kg/h=3.5m3/h=3500kg/h=131040+3500=134540kg/h其中：NaCl=117×210=24570kg/hH2O=117×(1120-210)+3.5×(1000-4)-117×0.4×=109891.48kg/hCl2=117×0.4×+3.5×4=78.52kg/h、每小時(shí)從脫氯塔出的氯氣量為Xkg,塔內(nèi)消耗淡鹽G2kg。濕氯氣中含水量為:所以，對(duì)氯氣存在以下平衡：×10-6解得：X=73.08kg=73.08×0.103=7.527mol=135.5kgG2=73.08+135.5=208.58kg/h(3)、出脫氧塔的淡鹽水的量G3G3=G1-G2=134540-208.58=134331.42kg/h其中：NaCL=24570kg/hH2O=109891.48-135.5=109755.98kg/hCL2=78.52-73.08=5.44kg/h物料衡算表表3-7物料衡算表輸入輸出進(jìn)塔淡鹽水G134540kg出塔淡鹽水G3134331.42kgNaCl24570kgNaCl24570kgH2O109891.48kgH2O109755.98kgCl278.52kgCl273.08kg————脫出的濕氮?dú)釭2208.58kg————H2O73.08kg————Cl2135.5kg共計(jì)(G1)134540kg共計(jì)(G2+G3)134466.92kg3.2能量衡算3.2.1HE-301的能量衡算1、氯氣冷卻熱884.628kg氯氣65℃latm△H884.628kg氯氣85℃latm∵△H=nCp△T査《化工工藝手冊(cè)》[1]得，氯氣在1atm，65℃--85℃下的Cp=0.127kcal/kg·℃∴△H=882.628×0.127×(65-85)=-2246.96kcal又∵1kcal/kmol=4186.8J/kmol∴△H=-2246.96×4186.8=-9407.57KJ2、水的冷凝熱133.29kg水〔g〕133.29kg水〔g〕85℃latm133.29kg水〔l〕70℃latm133.29kg水〔g〕70℃latm△H△H1△H2假設(shè)該過(guò)程中的水蒸氣均為飽和水蒸氣査《江蘇氯堿·氯堿生產(chǎn)手冊(cè)》[2]得，70℃，1atm下的飽和水蒸氣的蒸發(fā)熱=557.3kcal，85℃，1atm下的飽和水蒸汽的蒸發(fā)熱H2=548.3kcal/kg所以，將水蒸氣從85℃冷凝到70℃的冷凝熱為H=〔548.3-557.3〕×133.29=-1199.61kcal∵1kcal/kmol=4186.8J/kmol∴△H1=-1199.61×4186.8=-5022.53KJ査《江蘇氯堿·氯堿生產(chǎn)手冊(cè)》得，70℃，1atm下的飽和水蒸氣的蒸發(fā)焓H〔g〕=627.3kcal/kg，飽和水蒸氣液體的焓H(l)=70.0kcal/kg所以,△H2=〔70-627.3〕×133.29×4186.8=-311006.04KJH=△H1+△H2=-1199.61-311006.04=-312205.65KJ3、氯氣溶解在水中與水反響生成的反響熱CL2(g)+H2O(L)=HCL(L)+HCL(g)由于反響在85℃時(shí)進(jìn)行，反響后物料溫度為70℃，所有設(shè)計(jì)過(guò)程如下：氯氣〔g〕+水〔l〕氯氣〔g〕+水〔l〕85℃latm氯氣〔g〕+水〔l〕25℃latm氯化氫〔g〕+次氯酸〔l〕25℃latm△H△H1△H2△H3氯化氫〔g〕+次氯酸〔l〕70℃latm由于氯氣在水中溶解度的量非常的少，所以可以把過(guò)程1、3中的溶液看作全部是由水溶液組成，根據(jù)△H=nCp△T,可得H1=×75.291×〔25-85〕=-33544.65KJH3=×75.291×〔70-25〕=25158.49KJ査《物理化學(xué)》[3]得，該反響在25℃，1atm下，各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱為：(△H(298k))CL2(g)=-23.4KJ/mol(△H(298k))H20(L)=-285.83KJ/mol(△H(298k))HCLO(L)=-120.9KJ/mol(△H(298k))HCL(g)=-92.307KJ/mol所以，25℃，1atm下，該反響的摩爾反響熱為Hf=-120.9-92.307-〔-23.4-285.83〕=96.023kJ/mol因?yàn)槁葰馊芙獾昧繛?.372kg，即0.372×1000/71=5.24mol所以，△H2=5.24×96.023=503.16KJ∴△H=△H1+△H2+△H3=-33544.65+25158.49+503.16=-7883KJ3.2.2HE-501的能量衡算1、氯氣冷卻884.172kg氯氣〔g〕884.172kg氯氣〔g〕45℃latm884.172kg氯氣〔g〕30℃latm△H∵△H=nCp△T査《化工工藝手冊(cè)》得，氯氣在latm，30℃-40℃下的Cp=0.120kcal/kg·℃∴△H=884.172×0.120×〔30-45〕=-159.51kcal又∵1kcal/kmol=4186.8J/kmol∴△H=-1591.51×4186.8=6663.33KJ2、水的冷凝熱16.07kg水〔g〕16.07kg水〔g〕45℃latm16.07kg水〔l〕30℃latm16.07kg水〔g〕30℃latm△H△H1△H2假設(shè)該過(guò)程中的水蒸氣均為飽和水蒸汽。査《江蘇氯堿·氯堿生產(chǎn)手冊(cè)》得，30℃，latm下的飽和水蒸汽的焓H(g〕=611.4kcal/kg，飽和水蒸汽液體的焓H(l〕=30.0kcal/kg所以，△H2=(30-610.4)×16.07×4186.8=-39050.40KJ△H=△H1+△H2=-578.62-399050.40=-39629.02KJ査《江蘇氯堿·氯堿生產(chǎn)手冊(cè)》得，45℃，latm下的飽和水蒸汽的蒸發(fā)熱H1=571.8kcal/kg，30℃，latm下的飽和水蒸氣的蒸發(fā)熱H2=580.4kcal/kg所以，將水蒸氣從65℃冷凝到40℃的冷凝熱為△H=(571.8-580.4)×16.07=-138.202kcal∵1kcal/kmol=4186.8J/kmol∴△H1=-138.202×4186.8=-578.62KJ3、氯氣溶解在水中與水反響生成的反響熱Cl2〔g〕+H2O(l)→HClO(l)+HCl(g)由于反響在45℃時(shí)進(jìn)行，反響后物料溫度為30℃，所有設(shè)計(jì)過(guò)程如下：氯化氫〔氯化氫〔g〕+次氯酸〔l〕30℃latm氯氣〔g〕+水〔l〕45℃latm氯化氫〔g〕+次氯氣〔l〕25℃latm氯氣〔g〕+水〔l)25℃latm△H△H1△H3△H2由于氯氣在水中溶解的量非常的少，所以可以把過(guò)程1、3中的溶解看作全部是由水溶液組成，根據(jù)△H=nCp△T,可得：査《物理化學(xué)》得，該反響在25℃，latm下，各種物質(zhì)得標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱為：(△H298K)Cl2(g)=-23.4KJ/mol(△H298K)H2O(l)=-285.83KJ/mol(△H298K)HClO(l〕=-120.9KJ/mol(△H298K)HCl〔g〕=-92.307KJ/mol所以，25℃，latm下，該反響的摩爾反響熱為△Hf=-120.9-92.307-〔-23.4-285.83〕=96.023KJ/mol因?yàn)槁葰馊芙獾昧繛?.0919kg，即所以：△H=△H1+△H2+△H3=-1351.89+337.97+124.29=-889.63KJ3.2.3HE-502、FT-501的能量衡算1、氯氣冷卻熱∵△H=nCp△T査《化工工藝手冊(cè)》得，氯氣在latm，15℃-30℃，884.126kg氯氣〔g〕15℃latm884.126kg氯氣〔g〕15℃latm△H884.126kg氯氣〔g〕30℃latm∴△H=884.126×0.110×(15-30)=-1458.81kcal又∵1kcal/kmol=4186.8J/kmol∴△H=-1458.81×4186.8=-6107.74KJ2、水的冷凝熱5.61kg水〔g〕5.61kg水〔g〕30℃latm5.61kg水〔l〕15℃latm5.61kg水〔g〕30℃latm△H△H1△H2假設(shè)該過(guò)程中的水蒸氣均為飽和水蒸汽。査《江蘇氯堿·氯堿生產(chǎn)手冊(cè)》得，30℃，latm下的水蒸氣的蒸發(fā)熱H1=580.4kcal/kg，15℃，latm下的飽和水蒸汽的蒸發(fā)熱H2=588.9kcal/kg所以，將水蒸氣從30℃冷凝到15℃的冷凝熱為△H=(580.4-588.9)×5.61=-47.685kcal∵1kcal/kmol=4186.8J/kmol∴△H1=-47.685×4186.8=-199.65KJ査《江蘇氯堿·氯堿生產(chǎn)手冊(cè)》得，15℃，latm下的飽和水蒸汽的焓H(g)=603.9kcal/kg，飽和水蒸汽液體的焓好H(1)=15.0kcal/kg所以，△H2=(15.0-603.9)×5.61×4168.8=-13832.05KJ△H=△H1+△H2=-199.65-13832.05=-13632.40KJ3、氯氣溶解在水中與水反響生成的反響熱Cl2〔g〕+H2O(l〕→HClO(l〕+HCl〔g〕由于反響在30℃時(shí)進(jìn)行，反響后物料溫度為15℃，所有設(shè)計(jì)過(guò)程如下：氯氣〔g〕+水〔l〕氯氣〔g〕+水〔l〕30℃latm氯化氫〔g)+次氯酸〔l〕15℃latm氯氣〔g〕+水〔l〕25℃latm氯化氫〔g〕+次氯酸〔l〕25℃latm△H△H1△H2△△H3由于氯氣在水中溶解的量非常的少，所以可以把過(guò)程1、3中的溶解液看作全部是由水溶液組成，根據(jù)△H=nCp△T，可得：査《物理化學(xué)》得，該反響在25℃，latm下，各種物質(zhì)得標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱為：(△H298K)Cl2(g)=-23.4KJ/mol(△H298K)H2O(l〕=-285.83KJ/mol〔△H298K)HClO(l〕=-120.9KJ/mol〔△H=)HCl〔g〕=-92.307KJ/mol所以，25℃，latm下，該反響的摩爾反響熱為△Hf=-120.9-92.307-〔-23.4-285.83〕=96.023KJ/mol因?yàn)槁葰馊芙獾昧繛?.0477kg，即：所以，△H==0.672×96.023=64.51KJ∴△H=△H1+△H2+△H3=-290.48KJ3.2.4枯燥塔的能量衡算98%濃H2SO4→75%的H2SO4，20℃，吸收水蒸氣3.74kg硫酸的原始組成：稀釋后的組成：由于X1=0.11molH2O/molH2SO4，査得積分溶解熱為△H1=-1500cal/molH2SO4,X2=1.81molH2O/molH2SO4,査得積分溶解熱為△H2=-8500cal/molH2SO4?！摺鱄2-△H1=-8500+1500=-7000cal/molH2SO4∵消耗硫酸得量為12.15×98%-11.907=0.1215mol∴△H=-29307.6×0.1215=-3560.87KJ為了設(shè)計(jì)需要，假設(shè)在各個(gè)反響器中放出的熱量全部用冷卻水作為冷卻介質(zhì)，經(jīng)過(guò)換熱器將熱量移走，使得各個(gè)反響器中放出的熱量全部被冷卻水吸收。3.2.5能量衡算表表3-8氯氣處理崗位能量衡算表放出的熱量〔KJ)吸收的熱量〔KJ)氯氣的冷卻熱HE-3019407.57冷卻水吸收的熱量HE-301329496.22TW-3109033.46TW-310148287.23HE-5016663.33HE-50147181.98HE-502、FT-5016107.74HE-502、FT-50120030.62水蒸氣的冷凝熱HE-301312205.65干燥塔——3560.87TW-310131417.30——————HE-50139629.02——————HE-502、FT-50113632.40——————氯氣與水的反響生成熱HE-3017883.00——————TW-3107836.47——————HE-501889.63——————HE-502、FT-501290.48——————氯氣枯燥過(guò)程硫酸的稀釋熱——3560.87——————總計(jì)——548556.92總計(jì)——548556.923.3一段洗滌塔的物料衡算3.3.1一段洗滌塔的物料衡算基準(zhǔn)(1)以生產(chǎn)30萬(wàn)噸100%氫氧化鈉為基準(zhǔn)有化學(xué)方程式：2NaOH+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑計(jì)算可得：M=2×30×107÷〔2×40〕=7.5×106㎏M——生產(chǎn)30萬(wàn)噸燒堿的氫氣的質(zhì)量(