毕业设计（论文）-氯碱装置氯气、氢气处理工序初步设计.doc

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
专业无机化工班
指导教师
接受任务日期年2月24日
完成任务日期年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: 年2月24日至年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,,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,。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,%(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