氯碱装置氯气氢气处理工序的初步设计.doc

氯碱装置氯气、氢气处理工序的初步设计
四川理工学院
毕业设计论文说明书
题目 200 kta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991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
学生姓名专业无机化工班级 991 班
指导教师签名
题目 200 kta烧碱装置氯气氢气处理工序的初步设计
原始数据
200 kta烧碱装置Cl2H2处理年工作日330天其余数据以工厂实际收集数据为准
说明书内容
进行工序工艺流程设计绘制带控制点的工艺流程图
进行工序物料热量衡算并编制物热平衡数据表
进行工序设备设计或选型编制设备一览表
绘制主要设备的设备图
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Ⅰ填料塔 10
四硫酸干燥塔Ⅱ泡罩塔 11
第三章主要设备设计及选型 13
一第一钛冷却器 13
二第二钛冷却器 20
三硫酸干燥塔Ⅰ填料塔 25
四硫酸干燥塔Ⅱ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及选型 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 氯气
氯气Cl2分子量70906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25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及制浆冶炼金属制造无机氯化物制造有机氯化物及有机物
2 氯碱工业在国民经济中的地位
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及相关产品几乎涉及到国民经济及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及盐雾等杂质这种湿氯气对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用只有某些金属材料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陶瓷玻璃橡胶聚酯玻璃钢等因而使得生产及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及管道进行输送或处理要求氯气的含水量小于005如果用透平压缩机输送氯气则要求含水量小于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