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氯碱的生产技术和处理方法氯碱是重要的化工原料，在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
本文将从氯碱的生产技术和处理方法两方面详细介绍。
一、氯碱的生产技术氯碱的生产主要包括氯气、氢气和氢氧化钠（或氯化钠）的制备过程。
1. 氯气的制备氯气的制备有电解氯化钠法、氯化氢和氯化亚铁法等。
（1）电解氯化钠法电解氯化钠法是最常用的氯气制备工艺，利用盐水(氯化钠溶液)进行电解。
该法广泛应用于氯碱工业中。
反应方程式为：2NaCl + 2H2O -> 2NaOH + H2 + Cl2（2）氯化氢和氯化亚铁法氯化氢和氯化亚铁法利用氯化亚铁和氯化氢的反应制备氯气。
反应方程式为：FeCl2 + 2HCl -> H2 + Cl2 + FeCl32. 氢气的制备氢气的制备主要有氢氧化钠法和盐酸铁法两种方式。
（1）氢氧化钠法氢氧化钠法是最常用的制备氢气的方法。
通过氢氧化钠与铝的反应，生成氢气。
反应方程式为：2NaOH + 2Al -> 3H2 + 2NaAlO2（2）盐酸铁法盐酸铁法通过盐酸与铁的反应制备氢气。
反应方程式为：2HCl + Fe -> H2 + FeCl23. 氢氧化钠（或氯化钠）的制备氢氧化钠的制备有水合锰矿石法和电解氯化钠法两种方式。
（1）水合锰矿石法水合锰矿石法是最常用的制备氢氧化钠的方法，通过水合锰矿石与氢氧化钠的反应制备。
反应方程式为：2NaOH + MnO2 -> Na2MnO4 + H2O（2）电解氯化钠法氯化钠经过电解处理后，可以得到氢氧化钠和氯气。
反应方程式为：2NaCl + 2H2O -> 2NaOH + H2 + Cl2二、氯碱的处理方法在氯碱的生产过程中，产生的废水和废气需要进行处理，以减少对环境的影响。
1. 废水的处理氯碱废水中主要含有氯化物、氢氧化钠和其他杂质，需要经过中和、沉淀、脱水等步骤进行处理。
常用的废水处理方法包括重金属沉淀法、离子交换法、等温蒸馏法等。
![化工毕业设计---年产5万吨烧碱氯气冷却工序设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/2ae5a2ff76c66137ef061903.png)
年产5万吨烧碱氯气冷却工序设计指导老师：何爱江化工专业学号姓名摘要氯气冷却可以降低氯气中的含水率，对氯气的输送和使用有重要意义，本设计主要对氯气冷却的工艺流程选择说明，对进行了冷却的物料衡算以及设备的初步计算和选型，得到了基本合理的设计结果。
关键词：氯气冷却工艺设计An annual output of 50,000 tons caustic soda, chlorine gas cooling process designInstructor: He ai-jiangName text： Wen xue-meiAbstractChlorine gas cooling can reduce the chlorine in the water rate, the transmission and use of chlorine has an important significance, this design the main choices of chlorine cooling process shows that the conduct of the cooling equipment, material balance, as well as the initial calculation and selection, to be the basic sound design results.Key words: chlorine coolingprocess design目录1 概述 (5)氯气的性质 (5)氯气用途 (5)消毒及净水剂 (5)漂白剂 (5)工业溶剂 (5)橡胶 (5)其它 (6)氯气冷却意义 (6)2 工艺设计 (6)氯气冷却方法 (6)直接冷却流程 (6)间接冷却流程 (7)氯气循环冷却流程 (7)氯气处理方式的简述 (7)直接冷却+填料干燥 (7)+泡沫干燥流程 (8)间接冷却+泡沫、填料塔干燥流程 (8) (9)3工艺计算 (10) (10)物料衡算 (10)气相进口的物料衡算 (10)冷却器的出口物料衡算 (11)物料衡算表 (12)热量衡算 (13)气体带入热量 (13)气体带出热量 (13)冷却水用量 (13)冷却器热量衡算表 (14)4 冷却器的设计及选型 (14)确定设计方案 (14)确定物性数据 (15)流体平均温度 (15)平均温度下的物性数据 (15)设计计算 (15)计算依据 (15)热负荷 (15)传热面积 (15)管数 (16)折流板 (17)拉杆 (17)接管 (17)封头 (18)材料选择 (18) (19)总结 (19)参考文献 (21)致谢 (22)1 概述氯气的性质氯气的分子式是Cl2，。
75kt/a烧碱装置氯气处理工序工艺设计毕业论文目录1 前言 (3)1.1 概述 (3)1.2 氯气处理方法 (3)1.3 氯气处理工艺流程简介 (4)2 氯气工艺计算 (5)2.1.氯气处理工艺流程简图 (5)2.2 计算依据 (5)2.3 工艺计算 (6)3 主要设备设计及选型 (15)3.1 第一钛冷却器 (15)3.1.1 确定方案 (15)3.1.2 确定物性参数 (15)3.2 第二钛冷却器 (23)3.4 硫酸干燥塔Ⅰ(填料塔) (28)3.4.1 填料的选择 (28)3.4.2 塔径的确 (29)3.4.3压降计算 (30)3.4.4塔高确定 (31)3.5 硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔) (31)3.5.1 塔径的确定 (31)3.5.2 塔高的确定 (32)3.6 除沫器 (32)3.6.1 计算依据 (32)3.6.2 计算 (32)设备一览表 (33)设计评述 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附图 (37)1 前言1.1 概述氯气，化学式为Cl₂，分子量70.906。
常温常压下为黄绿色有毒气体，易压缩可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作强氧化剂。
氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。
氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。
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2.5倍。
氯气能溶于水，但溶解度不大。
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。
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。
1.2 氯气处理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。
浅析氯碱项目氯气处理采用工艺方案氯碱项目作为基础化工的重要组成部分，其氯气处理工艺的合理性直接关系到生产效率和安全环保。
下面我就结合自己多年的方案写作经验，为大家详细解析一下氯碱项目氯气处理采用的工艺方案。
一、项目背景近年来，随着我国经济的快速发展，对氯碱产品的需求逐年增加。
氯碱行业作为重要的基础化工产业，其生产工艺的优化和改进成为行业关注的焦点。
氯气作为氯碱项目的主要产品之一，其处理工艺的合理性对整个项目具有举足轻重的影响。
二、氯气处理工艺方案1.氯气吸收氯气吸收是氯碱项目中氯气处理的第一道工序。
我们采用的是湿法吸收工艺，通过将氯气与水混合，使其溶解于水中，氯化氢气体。
具体步骤如下：（1）将氯气从炉内抽出，经过冷却、除尘处理后，送入吸收塔。
（2）在吸收塔内，氯气与来自循环水池的水充分混合，形成氯化氢气体。
（3）氯化氢气体经过冷却、脱水、压缩等步骤，最终得到氯化氢产品。
2.氯气干燥氯气在吸收过程中会带入一定量的水分，为了确保后续工艺的顺利进行，我们需要对氯气进行干燥处理。
我们采用的是分子筛干燥工艺，具体步骤如下：（1）将氯气送入分子筛干燥塔，利用分子筛的吸附性能将水分去除。
（2）干燥后的氯气送入下一个工艺环节。
3.氯气压缩氯气在经过干燥处理后，需要对其进行压缩，以满足后续工艺的需求。
我们采用的是多级压缩工艺，具体步骤如下：（1）将干燥后的氯气送入压缩机，进行一级压缩。
（2）经过一级压缩的氯气，送入二级压缩机进行二级压缩。
（3）依次类推，将氯气压缩至所需压力。
4.氯气输送压缩后的氯气需要输送到各个用氯工序。
我们采用的是管道输送工艺，具体步骤如下：（1）将压缩后的氯气送入输送管道。
（2）通过管道将氯气输送到各个用氯工序。
（3）在输送过程中，设置相应的监控设备，确保输送安全。
三、工艺优势1.生产效率高：采用湿法吸收工艺，氯气吸收效率较高，有利于提高整个项目的生产效率。
2.安全环保：分子筛干燥工艺和管道输送工艺，有效降低了氯气在处理过程中的泄漏风险，确保了生产安全。
浅析氯碱项目氯气处理所采用工艺方案氯碱项目组韦其兴135********网内摘要：通过对高温湿氯气处理（除水分、除杂和压缩）所采取的不同工艺方案作比较分析，阐明了我公司氯碱项目氯气处理采用的是优化的工艺方案。
关建词：氯气冷却干燥压缩前言：氯气处理在氯碱生产中是承上启下的工序，是电解槽稳定操作，安全生产的重要环节。
从电解槽出来的湿氯气，有较高的温度（约90℃），并伴有大量的水汽及夹带盐雾等杂质。
这种湿氯气对钢材及大多数金属有强烈的腐蚀作用，因而使得生产及输送极不方便，但干燥氯气对钢材等常用材料的腐蚀在通常条件下是较小的。
因此氯气处理工序的主要任务是将高温湿氯气进行冷却、干燥，并进行加压输送。
一、湿氯气处理的基本原理从电解槽出来的湿氯气一般温度在90℃左右，所夹带的水蒸汽量见下表：从上表可以看出，饱和湿氯气中水蒸汽含量与温度有密切联系，温度下降10℃湿氯气含水蒸汽量降低近一半，例如：90℃时水蒸汽含量为571g/kg湿氯气，80℃时则为219g/kg湿氯气，到10℃时水蒸汽含量仅为3.1g/kg湿氯气，只相当为90℃时的1/184。
由此可见湿氯气首先需进行冷却，这不仅可除去湿氯气中99.5%左右的水蒸汽，而且可大大降低后面硫酸干燥的负荷，减少硫酸与水反应生成的热量，大幅度降低硫酸的单耗。
干燥氯气的干燥剂是浓硫酸，因为浓硫酸具有较高的脱水效率、不与氯气反应、氯气在硫酸中的溶解度低、浓硫酸对钢铁设备和管道腐蚀小、稀硫酸可回收利用，以及硫酸具有价廉易得等优点。
氯气的干燥,是以硫酸与湿氯气接触后，氯气中的水分被硫酸吸收而实现的。
这个过程是物质（水分）以扩散作用从一相（气相）转移到另一相（液相硫酸）的过程，简称传质过程。
这个过程的推动力决定于气膜扩散的速率，而被处理气体—氯气中的水含量决定于硫酸水溶液面上方的蒸汽分压。
当温度一定时，硫酸浓度愈高，水蒸汽分压愈低；而硫酸浓度一定时，温度降低则水蒸汽分压随之降，从而加大了传质过程的推动力。
毕业设计 (论文) 说明书200 kt/a烧碱装置氯气、氢气处理工序的初步设计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70.906，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2.5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。
氯碱工艺流程设计方案一、氯碱工艺的基础。
1.1 氯碱工艺是啥。
氯碱工艺啊，就是以食盐（氯化钠）为原料，生产烧碱（氢氧化钠）、氯气和氢气的这么一个化工过程。
这就像是一个魔法工厂，把平平无奇的盐变成三种非常有用的东西。
这三种产品在化工领域那可是相当重要的，就像三根顶梁柱一样。
1.2 原料准备。
咱先说这原料。
这盐啊，可不是随便抓一把就行的。
得是精制盐，要把里面的杂质去除得干干净净的。
这就好比是盖房子打地基，地基不牢，房子肯定盖不好。
盐要是不纯，后面的生产就会出问题，那可就“竹篮打水一场空”了。
二、工艺流程详述。
2.1 电解环节。
这个电解过程可是氯碱工艺的核心，就像人的心脏一样重要。
把精制盐制成饱和食盐水，然后通上电。
这时候就像变戏法一样，在电极上就会产生氯气和氢气，溶液里就有了氢氧化钠。
这个过程得小心伺候着，就像照顾刚出生的小婴儿一样。
各种条件得控制得恰到好处，比如说温度、电流密度啥的。
要是电流不稳，就像人走路一脚深一脚浅的，产品的质量和产量都会受影响。
2.2 氯气处理。
产生的氯气可不能就这么直接用。
它得经过一系列的处理，就像一个调皮捣蛋的孩子得经过教育才能成才一样。
要先冷却、干燥，把里面的水分除掉。
要是氯气里有水，那就像在一锅好汤里放了沙子一样，会对后续的使用产生很大的麻烦。
2.3 氢气处理。
氢气呢，也是要处理的。
氢气这东西，就像个调皮的小精灵，很容易跑掉。
得把它收集起来，净化一下。
要是氢气不纯，那在使用的时候就可能会“捅娄子”，甚至会发生危险。
三、产品的储存与运输。
3.1 烧碱储存。
烧碱是个厉害的家伙，腐蚀性很强。
储存的时候得用特殊的容器，就像把一个危险的猛兽关在坚固的笼子里一样。
容器的材质要能扛得住烧碱的腐蚀，不然的话，那容器就会被烧碱慢慢“吃掉”。
3.2 氯气和氢气运输。
氯气和氢气的运输更是得小心谨慎。
氯气有毒，氢气易燃易爆，这就像在运输两个定时炸弹一样。
得用专门的管道或者容器，还要符合各种安全规定。
氯碱装置氯气、氢气处理工序初步设计——毕业设计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99.1班指导教师接受任务日期完成任务日期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：1．进行工序工艺流程设计，绘制带控制点的工艺流程图；2．进行工序物料、热量衡算，并编制物、热平衡数据表；3．进行工序设备设计或选型，编制设备一览表；4．绘制主要设备的设备图；5．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Cl，分子量70.906，常温下，氯是黄绿色，具有使人窒息气味的气体，2有毒。
0121摘要在生产十万吨PVC产品的烧碱工段中要采取相关的方法对氯气进行处理。
此次设计的主要目的是掌握烧碱脱氯的原理，设计脱氯设备的计算。
在水银法和离子膜法烧碱生产过程中，自由解槽阳极室流出的淡盐水中溶解有少量的氯气[1]。
氯气是一种具有异臭和强烈刺激性气味的黄绿色气体，毒性很大。
这部分氯气若不除去将在淡盐水的输送和再利用过程中产生很多的问题，如腐蚀管路和设备，影响盐水的精制和沉降，腐蚀碳素烧结管，使蟹合树脂中毒，污染和恶化生产操作环境等[2]。
因此，淡盐水在重饱和前必须进行脱氯处理。
本次设计的主要设备有冷却器、干燥塔、除沫器等，是为了提高自己的理论联系实际的能力，分析问题的能力，让自己在实践运用中巩固所学知识。
本设计从初步设计的角度对年产10万吨PVC化工厂进行了全面设计，设计结果达到了设计课题的基本要求，完成了PVC的生产工厂的初步设计，进行了可行性论证，完成了物料、热量、设备等的相关计算。
关键词：PVC；烧碱；氯气；工艺设计；工艺计算AbstractAbstract in the production of one hundred thousand tons of caustic soda, PVC products to take the relevant section in the method to remove chlorine. The main purpose of this design is to master the principles of caustic soda dechlorinated, dechlorination equipment design calculations. In mercury and ion-exchange membrane caustic soda production process, the free solution tank of salt water out of the anode chamber with a small amount of dissolved chlorine. Chlorine is a strong pungent odor with smell and yellow-green gas, very toxic. If this part of the chlorine in salt water to remove the transmission and re-use process produces a lot of problems, such as corrosion of piping and equipment, the impact of refined salt and subsidence, erosion carbon sintered tube, the crab combined resin poisoning, pollution and deterioration of the production operations environment. Therefore, in light salt water must be dechlorinated before re-saturation process.The design of the main equipment coolers, drying tower, demister, etc., in order to improve their ability to integrate theory with practice, the ability to analyze problems,make their use in practice to consolidate the knowledge. The design from the perspective of the preliminary design of chemical plants produce 100,000 tons of PVC a comprehensive design, the design results to the design issues of the basic requirements ,completion of a PVC production plant preliminary design, feasibility study carried out to complete the material , heat, equipment and other related calculations.Keywords: PVC; Caustic soda; Chlorine; Process design; Process calculation目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................................................................... I II 第1章综述.............................................................................................................................. - 1 -1.1 PVC ............................................................................................................................... - 1 -1.1.1 PVC的物理化学性质 ........................................................................................ - 1 -1.1.2 PVC生产工艺 .................................................................................................... - 1 -1.2 氯碱工业...................................................................................................................... - 2 -1.2.1 氯碱工业的发展现状........................................................................................ - 2 -1.2.2 氯碱工业的未来发展目标................................................................................ - 3 -1.3 烧碱.............................................................................................................................. - 3 -1.3.1氢氧化钠的性质................................................................................................. - 3 -1.3.2氢氧化钠的用途................................................................................................. - 3 -1.3.3烧碱生产工艺..................................................................................................... - 4 -1.4 氯气处理...................................................................................................................... - 5 -1.4.1 氯气的性质........................................................................................................ - 5 -1.4.2氯气处理的任务和方法..................................................................................... - 5 -1.4.3工艺流程简介..................................................................................................... - 6 -1.5工艺流程的确定........................................................................................................... - 7 - 第2章氯气工艺计算.............................................................................................................. - 9 -2.1氯气处理工艺流程....................................................................................................... - 9 -2.2计算依据....................................................................................................................... - 9 -2.3.工艺计算..................................................................................................................... - 10 -2.3.1第一钛冷却器................................................................................................... - 10 -2.3.2第二钛冷却器................................................................................................... - 13 -2.3.3硫酸干燥塔Ⅰ（填料塔）............................................................................... - 15 -2.3.4硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔）............................................................................... - 17 - 第3章主要设备设计及选型................................................................................................ - 19 -3.1 第一钛冷却器............................................................................................................ - 19 -3.1.1确定设计方案................................................................................................... - 19 -3.1.2相关物性数据................................................................................................... - 19 -3.1.3确定物性数据................................................................................................... - 20 -3.1.4估算传热面积................................................................................................... - 21 -3.1.5第一钛冷却器的核算....................................................................................... - 23 -3.2 第二钛冷却器............................................................................................................ - 27 -3.2.1第二钛冷却器核算........................................................................................... - 27 -3.3.硫酸干燥塔Ⅰ(填料塔) .............................................................................................. - 30 -3.3.1填料的选择....................................................................................................... - 30 -3.3.2塔径的确定....................................................................................................... - 30 -3.3.3压降计算........................................................................................................... - 31 -3.3.4塔高确定........................................................................................................... - 31 -3.4. 硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔）....................................................................................... - 31 -3.4.1塔径的确定....................................................................................................... - 32 -3.4.2 塔高的确定...................................................................................................... - 32 - 参考文献.................................................................................................................................. - 33 - 结束语...................................................................................................................................... - 34 - 致谢.......................................................................................................................................... - 35 -第1章 综述1.1 PVC1.1.1 PVC 的物理化学性质聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。
河南工业大学化学工业职业学院毕业（设计）论文75kt/a烧碱装置氯气处理工序工艺设计学生：宋宏志学号：20093803719专业：应用化工技术班级：应化097指导教师：付大永目录1 前言 (3)1.1 概述 (3)1.2 氯气处理方法 (3)1．3氯气处理工艺流程简介 (4)2 氯气工艺计算 (5)2.1.氯气处理工艺流程简图 (5)2 .2计算依据 (5)2.3 工艺计算 (6)3 主要设备设计及选型 (15)3.1 第一钛冷却器 (15)3.1.1确定方案 (15)3.1.2 确定物性参数 (15)3.2 第二钛冷却器 (23)3.4硫酸干燥塔Ⅰ(填料塔) (28)3.4.1填料的选择 (29)3.4.2塔径的确定 (29)3.4.3压降计算 (30)3.4.4塔高确定 (31)3.5 硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔） (31)3.5.1塔径的确定 (31)3.5.2塔高的确定 (32)3.6除沫器 (32)3.6.1计算依据 (32)3.6.2计算 (32)设备一览表 (33)设计评述 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附图 (37)75Kt/a烧碱装置氯气处理工序工艺设计摘要烧碱装置氯气处理中主要有三个步骤，分别是冷却、干燥和输送储存。
冷却这个过程主要用的是工业用水和冷冻水和钛冷却器，干燥过程用的是浓硫酸以及填料塔、泡罩塔。
设计过程主要有物料衡算、能量衡算、设备选型的计算关键词：冷却，填料塔，泡罩塔，钛冷却器.Process dsign of 75kt / a caustic soda plant chlorinationAbstractChlorine caustic soda treatment plant there are three main steps, namely, cooling, drying and transport storage. This process is mainly used for cooling industrial water and chilled water and titanium coolers, drying process using a concentrated sulfuric acid, and packed tower, bubble cap tower. The design process are material balance, energy balance, calculation of equipment selectionKey words: cooling, packed tower, bubble cap tower, titanium chillers1 前言1.1 概述氯气Cl2，分子量70.906，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2.5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搞不赢。
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。
1.2 氯气处理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0.05%（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话，则硫酸与水能形成结晶水合物而析出。
因此原料硫酸与用后的稀硫酸在储运过程中，尤其在冬季必须注意控制温度和浓度，以防止管道堵塞。
硫酸浓度在84%时，它的结晶温度为+8℃，所以在操作中一般将H2SO4温度控制在不低于10℃。
此外，硫酸与湿氯气的接触面积和接触时间也是影响干燥效果的重要因素。
故用硫酸干燥湿氯气时，应掌握以下几点：（1）硫酸的浓度，（2）硫酸温度，（3）硫酸与氯气的接触面积和接触时间。
生产中使用的氯气还需要有一定的压力以克服输送系统的阻力，并满足用户对氯气压力的要求。
因此在氯气干燥后还需用气体压缩机对氯气进行压缩。
综上所述，氯气处理系统的主要任务是：1．氯气干燥；2. 将干燥后的氯气压缩输送给用户；3. 稳定和调节电解槽阳极室内的压力，保证电解工序的劳动条件和干燥后的氯气纯度。
1．3氯气处理工艺流程简介根据氯处理的任务氯处理的工艺流程包括氯气的冷却、干燥脱水、净化和压缩、输送几个部分。
⑴氯气的冷却氯气的冷却因方式的不同，可分为直接冷却、间接冷却和氯水循环冷却三种流程。
直接冷却流程：工艺设备投资少，操作简单，冷却效率高，但是，此流程排出的污水含有氯气，腐蚀管路，污染环境，同时使氯损失增大，且耗费大量蒸汽。
间接冷却流程：操作简单，易于控制，操作费用低，氯水量小，氯损失少，并能节约脱氯用蒸汽。
冷却后氯气的含水量可低于0.5％。
氯水循环冷却流程：冷却效率高，操作费用低于直接冷却法，高于间接冷却法，投资比前者告而低于后者。
缺点是热交换器所用冷却水温度要求低于15℃，因此需要消耗冷冻量并需增设氯水泵、氯水循环槽使流程复杂化。
⑵氯气的干燥氯气干燥时均以浓硫酸为干燥剂，分为填料塔串联硫酸循环流程和泡沫塔干燥流程。
填料塔串联硫酸循环流程：该流程对氯气负荷波动的适应性好，且干燥氯气的质量稳定，硫酸单耗低，系统阻力小,动力消耗省。
但设备大，管道复杂，投资及操作费用较高。
泡沫塔干燥流程：此流程设备体积小，台数少，流程简单，投资及操作费用低。
其缺点时压力降较大，适应氯气负荷波动范围小，塔板易结垢，同时由于塔酸未能循环冷却，塔温高，因此出塔氯气含水量高，出塔酸浓度高故酸耗较大。
⑶氯气的净化氯气离开冷却塔，干燥塔或压缩机时，往往夹带有液相及固相杂质。
管式、丝网式填充过滤器是借助具有多细孔通道的物质作为过滤介质，能有效地去除水雾或酸雾，净化率可达94％－99％，而且压力降较小，可用于高质量的氯气处理。
根据以上各流程的优缺点最后确定氯气处理工艺流程如下：两段列管间接冷却，硫酸干燥塔（填料塔），硫酸干燥塔（泡罩塔）串联干燥流程。
此工艺效果好，氯气输送压力大，设备少，系统阻力小，操作稳定，经济性能优越。
2 氯气工艺计算2.1.氯气处理工艺流程简图氯气处理工艺流程见下，据此进行物料衡算和热量衡算。
一钛冷却器二钛冷却器硫酸干燥塔Ⅰ硫酸干燥塔Ⅱ氯水冷却水冷却水干氯气硫酸80%60%75%硫酸浓硫酸硫酸图2-1 氯气处理工艺流程图湿氯气由电解到氯处理室外管道，温度由85℃降至80℃后进入氯处理系统，有部分水蒸气冷凝下来，并溶解氯气。
进入第一钛冷却器冷却至46℃，再经过二钛冷却器冷却至18℃。
然后进入一段硫酸干燥塔，用80％硫酸干燥脱水，出塔硫酸浓度降到60％，出塔气体最后进入二段硫酸干燥塔，用98％硫酸干燥脱水，出塔硫酸浓度降到75%,此时出塔的气体含水量以完全满足输送要求，经除沫器进入透平式氯压机，经压缩后送至用户。
2 .2计算依据1．生产规模：75kt/a100%NaOH；2．年生产时间（按年工作日330天计算）：330×24=7920小时；3．计算基准：以生产1t100%NaOH为基准；4．来自电解工序湿氯气的工艺数据见下表：表2-1 来自电解工序湿氯气的温度、压力和组成项目氯气备注项目氯气备注温度，℃85 ——氯气，kg/t100%NaOH885 12.50mol总压（表），Pa -10 ——不凝性气体（假设为空气，下同）kg/t100%NaOH 15 0.52kmol水蒸汽，kg/t100%NaOH306 ——成分，%（干基）（v/v）96 ——气体总量，kg/t100%NaOH1187 ——2.3 工艺计算2.3.1第一钛冷却器计算依据⑴假设湿氯气经电解到氯处理室，温度由90℃降至80℃，进入氯处理系统。
⑵电解氯气经一段洗涤塔冷却，温度从80℃降至40℃。
⑶由资料查知相关热力学数据：氯气在水中溶解度：80℃: 0.002227 kg/kgH2O50℃: 0.00393 kg/kgH2O水蒸汽分压： 80℃: 0.4829x98.1kPa40℃: 0.0752x98.1kPa水的比热： 50℃: 4.1868J/(g·℃)25℃: 4.1796 J/(g·℃)表2-2 相关热力学数据物料与项目单位温度℃80 46氯气比热容K J/(K m o l·℃)34.96 34.59水蒸气热焓kJ/kg 2638 2569不凝气比热kJ/(kg·℃) 1.007 1.0282.3.2第一钛冷却器物料衡算⑴设管路中冷凝下来的水量为W 1kg ，因氯气在水中的溶解度很小，其溶液可视为理想溶液。
由于系统总压为－98.07pa ，所以计算时可视为98.1kpa 。
由道尔顿分压定律得：P 水/P 总=n 水/n 总1.981.984829.018W130********.002227W1-88518W1306⨯=-++- 解得W 1=87.07kg故溶解的氯气量：0.002227×87.07=0.194kg氯水总重量：87.07+0.194=87.264kg⑵由上述计算得知，进入第一钛冷却器的气体组分为： 氯气 885－0.194=884.806kg 水蒸气 306－87.07=218.93kg 不凝气体 15kg氯气在一段钛冷却器中温度从80℃降至40℃ 设在第一钛冷却器中冷凝的水量为W 2kg ，其阻力降为35×9.81pa （35mmH 2O ），则出口氯气的总压为-40×9.81PaP 总=101.227－35×9.81×10-3=100.933 kpa 根据道尔顿定律有：4010336103360752.018W293.2182915710.00393W2-884.80618W2218.93-⨯=-++- 解得：W 2=198.23kg溶解氯气的量为：198.23×0.00393=0.78kg氯水总重量为：198.23+0.78=199.01kg因此出第一钛冷却器的气体组分为：氯气 884.806－0.78=884.026kg水蒸气 218.93－198.23=20.7kg不凝气体 15kg⑶物料衡算表a.以生产1t100%NaOH为基准表2-3 第一钛冷却器物料衡算表名称一钛冷却器kg/t 100％NaOH 出第二钛冷却器kg/t 100％NaOH氯气水蒸气不凝气氯水总计884.806218.9315——1118.736884.02620.715199.011118.736b.总物料衡算表2-4 第一钛冷却器总物料衡算表名称进第一钛冷却器kg/t 100％NaOH 出第二钛冷却器kg/t 100％NaOH氯气水蒸气不凝气体氯水总计66360450164197501125000——83905200663019501552500112500014925750839052002.3.3第一钛冷却器热量衡算⑴气体带入热量a.氯气带入热量：Q1=884.806/71×34.96×80=34853.9kJb.水蒸气带入热量：Q2=218.93×2638=577537kJc.不凝气体带入热量：Q3＝15×1.007×80＝1208.4kJd.氯气溶解热：Q4＝0.78/71×22090＝242.679kJ ΣQ=34853.9+577537+1208.4+242.679=613842kJ⑵气体带出热量a.氯气带热量：q1＝884.026/71×46×34.59＝17227.3kJb.水蒸气带热量：q2＝20.7×2569＝53178.3kJc.不凝气体带出热量：q3＝15×1.028×40＝616.8kJd.氯水带出热量：q4＝199.01×4.18×50＝41593.1kJ Σq＝17227.3＋53178.3＋616.8+41593.1＝112615kJ ⑶冷却水用量冷却水采用工业上水，设进口温度t1＝20℃，出口温度t2＝30℃。
