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离子膜烧碱_毕业设计

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离子膜烧碱前言毕业设计是国家高等工科学校极其重要且必不可少的教学工作之一，是提高和检验学生学习质量的重要手段。

其主要目的是全面巩固已学过的基本理论知识，提高实践及创新能力。

本文在简要介绍烧碱生产的方法基础上，重点对二次盐水精制和脱氯进行了介绍，并在此基础上进行物料衡算和能量横算，进而确定出主要工艺设备的型号、尺寸及数量，最后绘制出带控制点的工艺流程图、设备平面布置图、管路布置图及主要设备一览表等。

通过此次设计，全面培养和检查了我们综合运用所学知识提高理论联系实际的能力和素质，巩固和加深了基础知识和基本技能训练。

通过进行化工专业知识的初步设计的学习和训练，从而将所学的知识由感性认识提高到理性认识，为以后工作奠定基础．由于自身能力所限，设计中的疏漏在所难免，敬请各位老师能给予批评和指正！第一章概述1.1氯碱工业简述氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及此衍生系列产品的基本化学工业，其产品广泛用于国民经济各个部门，对国民经济和国防建设具有重要的作用。

随着国民经济的快速发展，氯碱工业及其相关产品涉及国民经济和人民生活的诸多领域，除应用于化学工业本身外，在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用途。

氯碱工业的主要产品如烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国防、军工、建材和食品加工等工业部门，耗碱和耗氯产品，已达数千种。

为此，拟在呼和浩特市新建40Kt /a烧碱的氯碱厂，以满足周边市场的需求。

1.2设计项目概况本次设计是年产40kt/a离子膜制碱项目。

建厂地址选在呼和浩特市，年平均气温t=6.2℃。

在生产过程中产生的液碱可以直接销售，也可浓缩为片碱产品；副产品氯气和氢气主要合成氯化氢气体供PVC生产聚氯乙稀及产高纯酸，剩余的氯气生产液氯。

1.2.1烧碱的物化性质1、化学式：NaOH2、分子量：39.9993、比重：2.13（20℃）。

在熔融状态下，当温度为340～500℃时其重度为1.8～1.9g/cm3。

烧碱溶液的比重随浓度的提高而增加。

4、外观：纯净的烧碱为白色，呈羽毛状，为不透明固体结晶。

一般工业品含有少量氯化钠和碳酸钠，呈白色稍带浅色光泽固体结晶。

5、溶解度：易溶于水，15℃时为26.4克分子/升。

在水中的溶解度随溶液的温度升高而增加，亦能溶于醇类、乙醚中。

6、溶解热：10.10千卡/克分子（溶于200克分子水中）。

烧碱溶于水时释放热量，浓度越高释放的热量越大，这种热量称为溶解热。

如果把浓度的的烧碱浓缩、脱水需要吸收热量，这个热量称为脱水热。

不同浓度时的脱水热也不同。

7、生成热：101.99千卡/克分子8、熔点（凝固点）：318.4℃时能制得熔融的几乎不含水的烧碱，不同浓度的烧碱溶液具有不同的凝固点。

在工业生产中，由于固碱中含有少量氯化钠和少量水，因此其凝固点在320℃左右[1]。

9、沸点：1390不同浓度的烧碱溶液具有不同的沸点。

同时溶液的沸点随着溶液面上的蒸汽压的降低而下降。

10、比热：0.378千卡/千克℃（19～100℃时的平均值）。

烧碱溶液的比热随着溶液浓度的提高而下降，同时升高溶液温度，比热也有所下降。

11、熔融热：0.495千卡/千克℃（熔融319℃）12、汽化热：31.6千卡/克分子13、导热系数：0.87千卡/米·小时℃（熔融400℃）14、固体烧碱吸湿性很强，放置空气中能吸收大气中的水分变成液碱，这种现象成为潮解。

15、烧碱及其水溶液对动物和植物组织（如皮肤、织物、纸张等）有机物质有强烈的腐蚀作用。

因之易潮解故固体烧碱必须贮于密闭的铁罐或塑料的包装袋中。

1.2.2烧碱的主要用途烧碱是国民经济各部门用途极广的基本化工原料。

使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。

另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。

1.3原盐及盐水溶液的性质1.3.1原盐概述①原盐的来源世界上的盐大部分存在于海水中，海洋中氯化钠的浓度平均为33-36 g/L。

由于地壳变化，海洋的一部分分离内陆海，经过亿万年的自然蒸发，形成盐湖(如大盐湖和死海)和盐池。

其沉积在地下的就成为岩盐(矿盐)。

因此原盐有海盐；湖盐；井盐和矿盐四种。

②各国的原盐组成原盐的质量因产地和生产方法的不同，质量不一。

就NaCl而言，湖盐质量最佳，NaCl含量96-99%；井矿盐次之，NaCl含量93-98%；我国原盐的组成见表1-1：表1-1中国原盐组成[2]品种产地NaCl Ca2+Mg2+H2O 水不溶物海盐河北长芦94.47 0.17 0.13 0.38 2.40 0.14 辽宁复州湾93.31 0.22 0.14 0.65 3.83 0.96 山东青岛94.21 0.21 0.11 0.62 3.70 0.15 江苏淮北93.03 0.12 0.20 0.75 4.07 0.04 浙江梅山93.27 0.14 0.0.16 0.29 4.0福建莆田90.88 0.12 0.27 0.55海南莺歌93.95 0.17 0.07 0.36 4.0 0.97 湛江马留84.66 0.17 0.68 9.40湖盐内蒙雅布赖99.05 0.07 0.02 0.21 0.105 0.43 内蒙古兰泰96.85 0.36 0.03 1.27 0.53 0.60 青海茶卡97.56 0.27 0.05 0.67 0.48 0.41 新疆盐湖96.38 0.11 0.04 0.99 0.64 0.65井矿盐四川自贡97.94 0.18 0.04 0.35 0.79 0.14 四川五通桥96.82 0.27 0.01 0.31安徽宣城92.70 0.37 0.16 0.4 0.28 5.4 湖北应城94.60 0.10 0.03③原盐的物理性质纯盐为氯化钠，分子式：NaCl分子量：58.44，为无色透明的正六面体结晶。

相对密度2.161(25℃)；假比重：0.7-1.5。

熔点800.8℃；沸点1465℃；硬度2.5；折射率20D1.544；比热容0.853J/(g·℃)；熔解热517J/g；临界湿度(20℃)75.3%；在1㎏纯水中的熔解热为3.757kJ/mol。

1.3.2盐水的物理性质氯化钠溶液的溶解度NaCl易溶于水，随温度升高，NaCl在水中的溶解度略有增加，不同温度下氯化钠在水中的溶解度见表1-2。

表1-2 氯化钠在水中的溶解度[3]温度(℃) 溶解度(%) g/l-6 25.48 305.40 26.34 316.210 2635 316.720 26.43 317.230 26.56 317.640 26.71 318.150 26.89 319.260 27.09 320.570 27.30 321.880 27.53 323.390 27.80 325.3100 28.12 328.0 氯化钠水溶液的密度盐水溶液的密度随着所溶盐量的增多而加大。

在不同温度下，不同浓度的盐水溶液的密度见表1-3。

表1-3 不同浓度的盐水溶液的密度[3]浓度(％) 0 10 20 温30度40 50 60 80 1001 1.00747 1.00707 1.00534 1.00261 0.9908 0.99482 0.9900 0.9785 0.96512 1.01509 1.01442 1.01246 1.00261 0.9908 0.99482 0.9900 0.9785 0.96514 1.03038 1.02920 1.02680 1.02361 1.01977 1.01531 1.0103 0.9988 0.98556 1.04575 1.04408 1.04127 1.03781 1.03378 1.02919 1.0241 1,0125 0.99948 1.06122 1.05907 1.05589 1.05219 1.04798 1.04326 1.0381 1.0264 1.013410 1.07677 1.07419 1.07068 1.06676 1.06238 1.05753 1.0523 1.0405 1.027612 1.09244 1.00946 1.08566 1.08153 1.07699 1.07202 1.0667 1.0459 1.042014 1.10824 1.10491 1.10085 1.09651 1.09182 1.08674 1.0813 1.0694 1.056516 1.12419 1.12056 1.11621 1.11171 1.10688 1.10170 1.0962 1.0842 1.071318 1.14033 1.13643 1.13190 1.12715 1.12218 1.11691 1.1113 1.0993 1.086420 1.15663 1.15254 1.14779 1.14285 1.13774 1.13238 1.1268 1.11146 1.101722 1.17318 1.16891 1.16395 1.15883 1.15358 1.14812 1.1425 1.1302 1.117224 1.18999 1.18557 1.18040 1.17511 1.16971 1.16414 1.1584 1.1463 1.133126 1.20709 1.20254 1.19717 1.19710 1.18614 1.18045 1.1747 1.1626 1.1492 1.4氯碱工业生产的特点氯碱工业的生产特点，除原料易得、生产流程较短外，除此之外还有三个突出特征[4]。

1.4.1 能源消耗大主要是用电量大。

氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝，电能是氯碱工业的重要原料之一。

在美国，氯碱工业用电量占总发电量的2%，中国氯碱工业生产的耗电量占年总发电量的1.5%。

因此，电力供应状况和电价对氯碱产品的生产成本影响极大，各国始终的把降低能耗作为电解法的核心问题。

通过运用先进设备，提高电解槽的电能效率和碱液蒸发热能的利用率，来降低烧碱的电耗和蒸汽消耗。

因此，开辟节约能源新途径，具有重要意义。

1.4.2 氯与碱的平衡电解食盐水溶液时，按固定质量比例(1：0.85)同时产出烧碱(氢氧化钠)和氯气两种联产品。

在一个国家和地区，对烧碱和氯气的需求结构不一定符合烧碱和氯气的供给结构，因此出现了烧碱和氯气的供需平衡问题。

一般情况下，发展中国家工业发展的初期用氯量较少，由于氯气又不宜长途运输，所以总是以氯气需用量来决定烧碱产量，往往出现烧碱短缺。

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【完整版】年产5万吨烧碱工艺流程初步设计毕业论文设计(论文)

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毕业设计（论文）年产5万吨烧碱洗涤工艺设计诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业设计《年产5万吨烧碱洗涤工艺设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

承诺人签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：年产5万吨烧碱洗涤工艺设计函授站：甘肃函授站专业：化工工艺班级： 11化工工艺高级版学生姓名：毛宏秀指导教师（含职称）：王广菊 ( 老师 )1．设计（论文）的主要任务及目标（1）现代工业主要通过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱，主要采取隔膜电解法和离子膜电解法。

（2）主要通过对隔膜法制烧碱的介绍以及烧碱工艺洗涤段作出细的致的计算，得出结论。

（3）明确生产的步骤，注意事项，更深层次的了解烧碱的生产过程。

2．设计（论文）的基本要求和内容(1)摘要（200－300字）；(2)目录；(3)文献综述（2000－3000字）；(4)性质及用途（2000－3000字）；(5)生产原理（500－800字）；(6)工艺计算（4000－5000字）；(7)总结（500－1000字）；(8)参考文献（10篇以上）；(9)致谢；3．主要参考文献(1) 李相彪，俞慧玲主编《烧碱生产技术》（下册）[M].2005年7月(2)张浩勤、陆美娟主编《化工原理》新版（上、下册），[M].化学工业出版社，2008 年4月(3)王振中编《化工原理》（上册）[M].1986年6月第1版(4)汤善甫、朱思明主编《化工设备机械基础》，[M].华东理工大学出版社，2004年12月(5)邹安丽、张怀安主编《化工机器与设备》，[M].化学工业出版社，1991年6月第1版(6)化工设备设计全书编辑委员会，《塔设备设计》，[M].上海科学技术出版社，1988(7)陈声宗主编，《化工设计》，[M].化学工业出版社，2001(8)王德祥，新式氯气处理工艺简介，《氯碱工业》[M].2000年1月第一期4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期图书馆查阅，上网搜集资料2012年12月10日~2012年12月30 1日2 资料整理2013年1月1 日~2013年2月10日3 相关的物料计算、能量计算2013年2月11日~2013年3月5日4 设计说明书初稿的设计2013年3月6日~2013年3月9日5 导师审阅，指导，定稿2013年3月10日~2013年5月5日摘要NaOH是一种常见的重要强碱。

离子膜制烧碱.

离子膜制烧碱.

大型离子膜烧碱装置的工艺设计一、一次盐水一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段，精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。

传统性的一次盐水精制工艺，采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤，然后再经炭素烧结管过滤器过滤。

近几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水，该工艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。

经生产实践证明，经膜过滤分离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。

所以一次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。

二、二次盐水精制离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于20wtppb，普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到10wtppb左右。

若使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平，必须用螯合树脂处理。

二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔，分二塔式和三塔式流程。

塔的运行与再生处理及其周期性切换程序控制，可由程序控制器PLC实现，PLC与集散控制系统DCS可以实现数据通讯；也可以直接由DCS实现控制。

伍迪公司采用的就是二塔式，其他公司采用三塔式流程。

建议采用三塔式流程。

三、电解工艺现在能够提供离子膜电解槽的专利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化机等厂家，这几家公司的技术都是成熟的。

槽型为复极式自然循环离子膜电解槽。

四、淡盐水脱氯淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低，无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序，只能由烧碱液循环吸收，制成次氯酸钠溶液。

另一种采用真空脱氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。

建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。

五、氯氢处理（含废氯气处理）1、氯气处理由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。

氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。

离子膜法制烧碱节能技术分析论文

离子膜法制烧碱节能技术分析论文

离子膜法制烧碱节能技术分析论文离子膜法制烧碱节能技术分析论文1离子膜法制烧碱节电技术分析1.1节约动力电在当下烧碱生产设计过程中，经常会出现动力电消耗现象，尤其是氯碱生产中电解槽装置的电能消耗量，尤其明显，且大部分都是来自于回流电路。

因此，只有控制好电解槽的电压，使其各项指标达到基准范围才能实现生产节约目标。

可以利用离子膜法制烧碱节电技术来完成，具体做法可以从以下几方面进行分析。

其一，更换电解槽中氯气输送水环泵，可以选用节能型氯气压缩机来替代。

其二，利用中、高压法来进行液氯生产，最大化保证节能生产效果。

其三，对电解槽所释放的热量进行有效回收，进而满足氯气和氢气排放需求。

其四，针对一些大型氯碱生产电器，应采用变频调速技术，来进行节电控制，并严格检测进槽盐水的各项指标，防止电压过高产生大量的电能消耗，可以采用零极距电解槽来控制电压流动状态。

其五，当条件允许时，可直接将氢气输送出临界面，从而减少动力消耗，提高电流效率。

最后，在适当条件下，可通过降低氯压机和氢压机出口的压力，来实现动态节能生产[1]。

1.2节约照明用电通常，工业照明用电，主要包括：室内照明，户外装置照明，站、场照明，地下照明，道路照明等。

按照国家相应的建筑照明设计标准来看，现下，氯碱工业照明用电值要远远高于基准用电参数，因此，为了实现节电生产，应将其照明系统控制在40W范围内，就可完成基本生产。

2离子膜法制烧碱节水技术分析氯碱工业生产属于用水量较大的生产行业，据相关数据证明，普通中小型企业年用水量就可高达数百万吨以上，而大型生产企业则要用到近千万吨用水量。

除此之外，氯碱工业所产生的污废水排放量也要高于其它化工生产企业，随着其企业规模的不断扩大，生产用水及水环境污染情况也在日益加剧，因此，相关企业应大力实行节水环保的生产原则，全面提升企业水资源的合理利用。

首先，可以循环利用设备冷却水，使其达到跨车间、跨工段、跨岗位的利用效率，并对一些用水量较大的生产车间，实行安装冷却用水闭路循环系统，这样就可在一定程度上，达到节水目的，控制水资源浪费情况。

（完整版）离子膜法烧碱工艺毕业论文

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（完整版）离子膜法烧碱工艺毕业论文扬州工业职业技术学院2014 — 2015 学年第二学期毕业设计（论文）（课程设计）课题名称：离子膜法烧碱生产工艺设计时间： 2015.3系部：化学工程学院班级：姓名：学号：指导教师：前言 (5)1 氯碱相关介绍 (5)1.1 氯碱行业简介 (5)1.2 主要产品及名称 (5)1.3 主要产品的用途 (5)1.2 我国氯碱行业的现状及发展趋势 (6)1.2.1 目前氯碱产量 (6)1.2.2 氯碱行业在技术和规模上的现状 (6)1.2.3 国内氯碱未来发展趋势 (6)2 离子膜法电解工艺研究 (7)2.1 离子膜法工艺原理及设备 (7)2.1.1 离子膜法制碱原理 (7)2.1.2 离子膜的性能和种类 (9)2.1.3 离子膜电解槽 (10)2.2 离子膜法制碱工艺流程 (12)2.2.1 一次盐水 (12)2.2.2 二次盐水 (14)2.2.3 电解工艺 (15)2.2.4 淡盐水脱氯 (17)2.2.5 氯氢处理 (18)2.2.6 废氯气处理 (22)2.2.7 氯气液化 (22)3. 结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)离子膜法烧碱生产工艺摘要：随着科技的迅猛发展，我国的氯碱工业行业也得到了迅速的发展和扩大，很多氯碱化工企业也都扩大了生产，加大了生产力度。

然而随着社会高速的发展，提高氯碱的生产规模和更有效、更经济的发展氯碱行业的发展也催生了很多新的企业加入到行业中来，氯碱行业已经开始向规模化、技术化、经济化这种良好的态势发展，特别是离子膜法工艺的出现，将会更加有利于此行业的发展和提高壮大。

本论文主要论述了离子膜法烧碱生产工艺规程。

关键词：氯碱生产工艺离子膜法abstract：Along with the rapid development of science and technology,China's chlor-alkali industry rapid development and expansion, a lot ofchlor-alkali chemical enterprises are also enlarged the production, weintensified the efforts on the production. However, with the development ofthe society of and the development of more effective and more economical development of chlor-alkali industry also rise to a lot of new companies to join the industry, Chlor-alkali industry to scale, technology, economize the good state of development, especially the emergence of ion membrane process, will be more conducive to the development of the industry and improve.This thesis mainly discusses the method of ionic membrane caustic soda production process procedures.Keywords：chlor-alkali production process Ionic membrane law前言随着世界氯碱工业生产和进出口格局的转变，我国已成为世界上氯碱化工的重要生产基地。