年產(chǎn)5萬(wàn)噸鉀堿一次鹽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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1、年產(chǎn)5萬(wàn)噸鉀堿一次鹽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄內(nèi)容摘要1關(guān)鍵詞1Abstract1Keywords11前言22一次鹽水系統(tǒng)簡(jiǎn)介32.1鹽水精制的目的和任務(wù)32.2一次鹽水精制技術(shù)33工藝控制及運(yùn)行63.1工藝裝置組成與簡(jiǎn)述63.2工藝控制指標(biāo)63.3主要設(shè)備及注意事項(xiàng)93.4工藝控制及運(yùn)行情況114鹽水制備工藝計(jì)算124.1物料平衡公式推導(dǎo)134.2實(shí)例計(jì)算185設(shè)備計(jì)算235.1化鹽桶235.2澄清桶29參考文獻(xiàn)32致謝33321前言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)PVC的需求量日益劇增。PVC的供

2、求兩旺帶動(dòng)了為其生產(chǎn)提供原料的鉀堿行業(yè)的飛速發(fā)展，20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，中國(guó)加入WTO后，鉀堿行業(yè)同其它行業(yè)一樣，逐漸與國(guó)際接軌，形成隔膜法鉀堿與離子膜法鉀堿并存的局面，目前我國(guó)鉀堿裝置總體規(guī)模已達(dá)年產(chǎn)60萬(wàn)噸,已經(jīng)超過(guò)美國(guó)，居世界第一，鹽水精制技術(shù)自然也隨之變化發(fā)展。本課題重點(diǎn)研究一次鹽水制備工藝過(guò)程，通過(guò)計(jì)算選擇合理的工藝和裝置，確保一次鹽水的產(chǎn)能和質(zhì)量更為重要。眾所周知,鹽水是鉀堿生產(chǎn)的龍頭鹽水質(zhì)量、供應(yīng)出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)影響一系列下游工序的穩(wěn)定生產(chǎn),因此企業(yè)對(duì)鹽水工藝流程、控制點(diǎn)、控制條件等參

3、數(shù)是不會(huì)輕易改動(dòng)的。但從2000年精制新工藝在梅蘭、濱州、揚(yáng)農(nóng)工業(yè)化運(yùn)行以來(lái),目前全國(guó)已有150余家企業(yè)采用新工藝。鉀堿行業(yè)蓬勃發(fā)展,全國(guó)鉀堿產(chǎn)能達(dá)到60萬(wàn)t/a,居世界第一位,其中離子膜法生產(chǎn)裝置占90%。由于離子膜法具有節(jié)能、低耗、清潔無(wú)污染、安全可靠、投資省、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),該生產(chǎn)工藝在鉀堿行業(yè)得到迅速推廣。離子膜電槽對(duì)進(jìn)槽鹽水的質(zhì)量要求非常高,鹽水質(zhì)量及指標(biāo)的穩(wěn)定對(duì)離子膜的運(yùn)行壽命有著至關(guān)重要的影響。近年來(lái),鉀堿行業(yè)的鹽水精制技術(shù)得到不斷改進(jìn)和創(chuàng)新,生產(chǎn)工藝也向流程簡(jiǎn)化、控制穩(wěn)定、投資

4、及運(yùn)行費(fèi)用省的方向發(fā)展。近年來(lái)“預(yù)處理+膜分離”的鹽水精制新工藝替代“道爾澄清桶+砂濾器+碳素管精密過(guò)濾器”的傳統(tǒng)鹽水精制工藝為中國(guó)鉀堿行業(yè)改變鹽水質(zhì)量差、離子膜壽命短的狀況做出了卓越的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為是中國(guó)鉀堿鹽水精制的一次革命。HVM?管式膜過(guò)濾技術(shù)在原膜法鹽水精制技術(shù)基礎(chǔ)上，從膜材料升級(jí)換代、設(shè)備結(jié)構(gòu)改造、工藝流程優(yōu)化等方面做了大量的技術(shù)創(chuàng)新工作，取得了顯著的成績(jī)。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，至2011年已有約1000多萬(wàn)t/a制堿裝置鹽水精制采用HVM?管式膜過(guò)濾技術(shù)（我廠年產(chǎn)能力10噸），該技術(shù)在鹽水精制

5、領(lǐng)域中的成功應(yīng)用被譽(yù)為是中國(guó)鉀堿鹽水精制的第二次革命。322一次鹽水系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.1鹽水精制的目的和任務(wù)由于工業(yè)鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，細(xì)菌、藻類殘?bào)w、腐殖酸等天然有機(jī)物和機(jī)械雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在化鹽時(shí)會(huì)被帶入鹽水中，如不徹底去除會(huì)造成樹(shù)脂塔樹(shù)脂結(jié)塊，交換能力下降，導(dǎo)致離子膜效率降低,導(dǎo)致電流效率降低,嚴(yán)重破壞電解槽的正常生產(chǎn)，因此必須除去大量雜質(zhì)，滿足樹(shù)脂塔的要求。鹽水精制是鉀堿生產(chǎn)的第一道工序,其主要任務(wù)是溶解固體鹽,并除去其中的鈣離子、鎂離子、硫酸根、有機(jī)物、水不溶物及

6、其他懸浮物等雜質(zhì),制成飽和的精鹽水,供電解工序使用。一旦鹽水中含有的上述有害雜質(zhì)超標(biāo),雜質(zhì)就會(huì)在電解槽里堵塞隔膜或離子膜,導(dǎo)致電流效率下降、槽電壓升高、膜壽命縮短,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成停車。因此,精鹽水的質(zhì)量直接關(guān)系后序工段的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行,自然也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。絕大多數(shù)鉀堿企業(yè)采用化學(xué)法和物理法相結(jié)合以去除粗鹽水中的有害雜質(zhì)。2.2一次鹽水精制技術(shù)2.2.1一次鹽水精制技術(shù)原理一次鹽水精制的基本原理是:將原鹽加水溶解制成粗飽和鹽水,向其中加入碳酸鉀、氫氧化鉀、氯化鋇,與鹽水中的鈣離子、鎂離子及硫

7、酸根離子反應(yīng)生成沉淀,并加入三氯化鐵作為助沉劑,其沉淀物及機(jī)械雜質(zhì)借重力的作用自然沉降分離,使鹽水中的懸浮物通過(guò)膜過(guò)濾去除,再用鹽酸中和達(dá)到規(guī)定的pH值,從而得到供電解使用的合格精鹽水。離子膜法電解原料為二次鹽水，是在一次精制鹽水的基礎(chǔ)上，再用螯合樹(shù)脂塔進(jìn)行離子交換得到的，二次鹽水質(zhì)量得以保證的前提是一次鹽水精制后質(zhì)量達(dá)標(biāo)。我國(guó)的離子膜法制堿生產(chǎn)所用的一次鹽水，多是以鉀鹽及離子膜裝置返回的脫氯淡鹽水進(jìn)行配比制得。一次鹽水精制反應(yīng)主要除去以下幾種雜質(zhì)離子。(l)除Ca2+粗鹽水中所含鈣離子雜質(zhì)形式

8、一般是CaC12、CaSO4，在處理時(shí)向粗鹽水中加入K2CO3。其反應(yīng)如下:Ca2++K2CO3=CaCO3↓+2K+32為了將Ca2+除凈，精制劑碳酸鉀的加入量必須稍超過(guò)反應(yīng)式的理論需要量，碳酸鉀過(guò)堿量為300～500mg/L。(2)除Mg2+在粗鹽水中所含鎂離子的形式一般是MgCl2、MgSO4，在處理時(shí)向粗鹽水中加入KOH。KOH含量在30%左右，其中的KOH與鹽水中Mg2+反應(yīng)，生成Mg(OH)2沉淀，其反應(yīng)如下:Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓為了將Mg2+除凈，精制劑KOH的加入