目 录
第1章 烧碱的制备工艺简介 ............................................ 4
1.1整流 ................................................................ 5 1.2盐水精制 ............................................................ 5 1.3电解 ................................................................ 6 1.4氯氢处理 ............................................................ 7 1.5液碱蒸发 ............................................................ 8 1.6固碱产生 ............................................................ 8
第2章 烧碱生产概述 ................................................... 9
2.1烧碱生产的主要方法 .................................................. 9 2.2氢气的性质及其用途 ................................................ 9 2.2.1物理性质 ........................................................ 9 2.2.2化学性质 ........................................................ 9 2.2.3氢气的用途 ...................................................... 9 2.3烧碱氢气处理的目的 ................................................. 10 2.4烧碱氢气处理的工艺流程 ............................................. 10 2.5烧碱烧碱氢气处理工艺流程简图 ....................................... 11 2.6烧碱氢气处理中的工艺指标 ........................................... 11 第3章 工艺计算 ....................................................... 12 3.1一段洗涤塔的物料衡算 ............................................... 12 3.1.1一段洗涤塔的物料衡算基准 ...................................... 12 3.1.2一段洗涤塔的储存槽氢气（80）中水冷含量 ......................... 12 3.1.3一段洗涤塔的物料衡算计算 ....................................... 13 3.2一段洗涤塔热量衡算 ................................................. 14 3.2.1入塔气体带入热量 ............................................... 15
3.2.2冷却水带热量 ................................................... 15 3.2.3出塔气体带出热量 ............................................... 15 3.2.4一段洗涤塔的热量守恒的计算 ..................................... 16 3.2.5一段洗涤塔热量衡算 ............................................. 16 3.3二段洗涤塔的物料衡算 ............................................... 17 3.3.1物料衡算的计算依据 ............................................. 17 3.3.2物料衡算的计算 ................................................. 17 3.4二段洗涤塔的热量衡算 ............................................... 18 3.4.1二段进塔气体热量的计算 ......................................... 18 3.4.2冷却水带出热量的计算 ........................................... 18 3.4.3二段出塔气体热量的计算 ......................................... 19 3.4.4二段洗涤塔的热量守恒的计算 ..................................... 19 3.4.5二段洗涤塔热量衡算表 ........................................... 24 3.5气体中氢气含量的计算 ............................................... 20 3.5.1气体中氢气含量的计算 ........................................... 20 3.5.2干气体中氢气的百分数 ........................................... 20 第4章 主要设备的工艺计算 ........................................... 21 4.1一段洗涤塔的相关计算 ............................................... 21 4.1.1一段洗涤塔的气体流量的计算 ..................................... 21 4.1.2一段洗涤塔的冷却水喷淋量及管经的计算 ........................... 22 4.1.3一段洗涤塔塔经的计算 ........................................... 23 4.1.4一段洗涤塔塔高度的确定 ......................................... 26 4.1.5喷嘴输送的确定 ................................................. 26 4.1.6一段洗涤塔管经的计算 ........................................... 26 4.2二段洗涤塔的相关计算 ............................................... 27 4.2.1二段洗涤塔进塔气体和出塔气体流量的计算 ......................... 27 4.2,2二段洗涤塔冷却水喷淋量及管经的计算 ............................. 27 4.2.3二段洗涤塔塔经的计算 ........................................... 28 4.2.4二段洗涤塔高度的确定 ........................................... 31
4.2.5二段洗涤塔的喷嘴数的确定 ...................................... 31 4.2.6二段洗涤塔气体进口管经和出口管经的计算 ........................ 31 4.3氢气缓冲罐的计算 .................................................. 32
附录 .................................................................... 33 参考文献 ............................................................... 34 致谢 .................................................................... 35
北京化工大学毕业设计（论文）
第1章 烧碱的制备工艺简介
现代工业主要通过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱。电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法，我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法，这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂，而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前我国主要采取隔膜电解法和离子膜电解法。在这次年产五万吨烧碱工艺流程序初步设计中我采取的是隔膜法制烧碱的氢气处理方法，并简要讨论工艺中的能耗情况。原料为粗盐（含大量杂质的氯化钠），根据生产工艺中的耗能情况，将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
据测算，电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序的分布如下: 整流2.0%；盐水精制3.9% ; 电解53.2%；氯氢处理1.2%；液碱蒸发25.1%；固碱生产14.6%。从上述可知,电解和液碱蒸发是主要耗能工序。电解工序中的电耗约为吨碱电耗的90%，碱蒸发中的蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗的74%以上。
1-整流
2-盐水精制 3-电解
4-氯氢处理
5-液碱蒸发
6-固碱生产
图1 烧碱工艺总流程示意图
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北京化工大学毕业设计（论文）
1.1整流
整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序，其能耗主要是变压、整流时造成的电损，它以整流效率来衡量。整流效率主要取决于采用的整流装置，整流工序节能途径是提高整流效率。当然减少整流器输出到电解槽之间的电损也是不容忽略的。
1.2盐水精制
将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、M g2+、S 02-4等有害离子和固体杂质)获得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序的功能。 一次盐水精制：
采用膜过滤器（不预涂）
图2 盐水一次精制流程图
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