发布时间 : 星期六 文章年产20万吨烧碱电解工段的初步工艺设计更新完毕开始阅读
湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
目 录
前 言 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1 第一章 综 述 ------------------------------------------------------------------------------- 2
1.1 烧碱的性质 --------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2 其他副产物的性质 ----------------------------------------------------------------------------------- 3 1.3 氯碱工业的发展状况 -------------------------------------------------------------------------------- 3 1.3.1 我国氯碱工业的发展状况 ---------------------------------------------------------------------- 3 1.3.2 世界氯碱工业的发展现状 -------------------------------------------------------------------- 5 1.4 氯碱工业的生产工艺现状 -------------------------------------------------------------------------- 5
第二章 隔膜法电解制烧碱 --------------------------------------------------------------- 7
2.1 隔膜法制烧碱的基本原理 -------------------------------------------------------------------------- 7 2.1.1 基本原理 -------------------------------------------------------------------------------------------- 7 2.1.2 电压效率及槽电压 -------------------------------------------------------------------------------- 8 2.2 电极和隔膜材料的选择 ----------------------------------------------------------------------------- 9 2.2.1 阳极材料 -------------------------------------------------------------------------------------------- 9 2.2.2 阴极材料 ------------------------------------------------------------------------------------------ 10 2.2.3 隔膜材料 ------------------------------------------------------------------------------------------ 10 2.3 隔膜电解槽的选择 --------------------------------------------------------------------------------- 10 2.4 隔膜法电解工艺流程及操作条件 -------------------------------------------------------------- 11 2.4.1 工艺流程 ------------------------------------------------------------------------------------------ 11 2.4.2 操作条件及主要技术经济指标 ------------------------------------------------------------- 13 2.4.3 电解操作指标与生产控制点分析 ---------------------------------------------------------- 14
第三章 工艺计算 -----------------------------------------------------------------------------16
3.1 物料衡算 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 16 3.1.1 对电解槽做物料衡算 -------------------------------------------------------------------------- 16
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3.1.2 对氢盐换热器进行物料衡算 ----------------------------------------------------------------- 17 3.2 能量衡算 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 18 3.2.1 对氢盐换热器进行热量衡算 ----------------------------------------------------------------- 18 3.2.2 对电解槽进行热量衡算 ----------------------------------------------------------------------- 20
第四章 主要设备的工艺计算与选型 -------------------------------------------------22
4.1 电解槽数量的估算 --------------------------------------------------------------------------------- 22 4.2 氢盐换热器的选型 --------------------------------------------------------------------------------- 22 4.3 盐水预热器的选型 --------------------------------------------------------------------------------- 23 4.4 其他设备的选型 ------------------------------------------------------------------------------------- 24
第五章 主要工艺管道的计算与选择 -------------------------------------------------26
5.1 主要工艺管道的计算与选择 -------------------------------------------------------------------- 26 5.1.1 水蒸气管道的选型 ------------------------------------------------------------------------------ 26 5.1.2 电解槽氢气出口总管道的选型 ------------------------------------------------------------- 26 5.1.3 电解槽氯气出口总管道的选型 ------------------------------------------------------------- 26 5.1.4 氢盐换热器排水管道的选型 ----------------------------------------------------------------- 26 5.1.5 盐水预热器排水管道的选型 ----------------------------------------------------------------- 27 5.1.6 精盐水管道的选型 ------------------------------------------------------------------------------ 27 5.1.7 电解碱液出口总管道的选型 ----------------------------------------------------------------- 27 5.2 主要管道选择结果汇总 --------------------------------------------------------------------------- 27
第六章 经济核算 -----------------------------------------------------------------------------28
6.1 经济核算 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 28 6.1.1 生产消耗核算 ------------------------------------------------------------------------------------ 28 6.1.2 生产成果核算 ------------------------------------------------------------------------------------ 28 6.1.2核算结果分析 ------------------------------------------------------------------------------------- 29
第七章 厂址选择和车间布置 -----------------------------------------------------------30
7.1 化工厂选址的重要性 ------------------------------------------------------------------------------ 30
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7.1.1化工厂厂址选择的影响因素 ----------------------------------------------------------------- 30 7.1.2厂址的选择 ---------------------------------------------------------------------------------------- 31 7.2 车间设备布置 --------------------------------------------------------------------------------------- 31 7.2.1化工厂总平面布置的原则 --------------------------------------------------------------------- 31 7.2.2车间布置的具体要求 --------------------------------------------------------------------------- 32
第八章 氯碱生产中的防腐及三废处理 -----------------------------------------------34
8.1 氯气的腐蚀原因和防护措施 -------------------------------------------------------------------- 34 8.2 盐酸的腐蚀成因与防护措施 -------------------------------------------------------------------- 34 8.3 烧碱产生的腐蚀及防护措施 -------------------------------------------------------------------- 35 8.4 氯碱生产中三废的处理 --------------------------------------------------------------------------- 36 8.4.1 “废渣”治理与综合利用------------------------------------------------------------------------- 36 8.4.2 “废气”治理及综合利用------------------------------------------------------------------------- 36 8.4.3 “废水”的治理 ------------------------------------------------------------------------------------- 37
第九章 设计小结 ---------------------------------------------------------------------------38 参 考 文 献 -----------------------------------------------------------------------------------39 致 谢 ----------------------------------------------------------------------------------------40
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前 言
氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和NaCl溶液制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业，即工业上电解法生产烧碱也称氯碱工业。
氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
电解法生产烧碱，根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同可分为水银法、隔膜法和离子交换膜法。
电解法生产烧碱除原料易得、生产流程较短外，主要有以下三个特点：
第一、能耗高，电解法生产烧碱的主要能耗是电能，其耗电量仅次于电解法生产铝； 第二、氯与碱的平衡，电解法制烧碱所得到的烧碱与氯气的产品的质量比恒定为1:0.88，但一个国家或地区对烧碱和氯气的需求量，是随着化工产品生产的变化而变化的；
第三、腐蚀和污染严重。
目前国内主要采用隔膜电解法制烧碱，而电解工段是电解食盐水生产氯气、氢气、烧碱的主要工段，因此电解工段的工艺设计至关重要。
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