1、 學 號：xingtai polytechnic college課程設計題目：氯堿化鹽工藝設計（8萬噸）學生姓名：* 專業班級：* 院 系：*系指導教師：* *年*月*日31邢臺職業技術學院課程設計（論文）引言 目錄目錄2摘要41 引言51.1氯堿工業發展簡史51.2 氯堿工業的特點51.2.1能源消耗大61.2.2氯與堿的平衡61.2.3腐蝕和污染62.化鹽工段生產流程簡述72.1 原鹽的性質及組成72.1.1原鹽的性質72.1.2原鹽的品種及組成72.1.3 選擇原鹽的主要標準72.2 鹽水的精制82.2.1鹽水精制原理82.2.2鹽水精制過程82.3粗鹽水的精制9表一混鹽水質量指標92.

2、4混鹽水的澄清和過濾9表二精鹽水質量指標102.5鹽泥的洗滌103工藝流程說明113.1工藝參數113.1.1主要原輔材料的性質、標準及消耗定額113.2工藝流程簡圖124 物料與能量計算134.1 物料衡算134.1.1原料及產品成份：13表三成分含量13表四回收鹽水組成14表五精鹽水組成144.1.2 物料衡算154.2 蒸汽消耗量175 主要設備選型205.1 溶鹽設備205.1.1化鹽桶的內部結構205.1.2 操作流程205.1.3 化鹽桶主要尺寸的確定215.2 澄清設備225.2.1設備原理225.2.2 設備結構225.2.3道爾型澄清桶主要尺寸的確定235.3 過濾設備255

3、.3.1主要尺寸的確定25表六粒度與高度關系276.結 論287.致 謝298.參 考 文 獻30摘要電解聯產的燒堿、氯氣，在國民經濟的所有部門均很需要，除應用與化學工業本身外，有輕工業、紡織、石油化工、有色金屬冶煉和公用事業等方面均有很大用途，作為基本化工原料的“三酸兩堿”中鹽酸燒堿就占了其中兩種，而且氯氣和氫氣還可進一步加工成許多化工產品：燒堿工業的特點除原料易得、生產流程短外，主要還有三個突出問題：能量消耗大；氯與堿的平衡；腐蝕和污染。關鍵字：工藝設計 工藝計算 設備及選型1 引言氯堿工業是基本化學工業之一，它的產品燒堿和氯氣在國民經濟中占有重要地位，廣泛用于紡織工業、輕工業、冶金和有色

4、冶金工業、化學工業和石油化學工業等部門。1.1氯堿工業發展簡史生產燒堿和氯氣有著悠久的歷史。早在中世紀就發現了存在于湖鹽中的純堿，后來就發明了以純堿和石灰為原料制取naoh的方法即苛化法： na2co3+ca(oh)2=2naoh+caco3 因為苛化過程需要加熱，因此就將naoh稱為燒堿，以別于天然堿，直到19世紀末世界上一直以苛化法生產燒堿。采用電解法制燒堿始于1890年，隔膜法和水銀法幾乎同時發明，隔膜法于1890年在德國首先出現，第一臺水銀法電解槽是在1892年取得專利。食鹽電解工業發展中的困難，首先是如何將陽極產生的氯氣與陰極產生的氫氣和氫氧化鈉分開，不致發生爆炸和產生氯化鈉，以上兩

5、種方法都成功地解決了這個難題，前者以多孔隔膜將陰陽兩極隔開，后者則以鈉汞齊的方法使氯氣分開，這樣就奠定了兩種不同的生產工藝基礎，并一直沿用到現在。我國氯堿工業是在本世紀二十年代才開始創建的，第一家氯堿廠是在上海天原電化廠（現在上海天原化工廠前身）1930年正式投產，采用愛論-摩爾電解槽，開工電流1500a，日產燒堿2噸，到1949年全國解放為止，全國僅有氯堿9家，年產量僅1.5噸。解放后，我國氯堿工業和其他工業一樣，發展速度很快，燒堿年產量在50年代末為37.2萬噸，平均年增長率為36.1%；60年代末為70.4萬噸，平均年增長率為60.28%；70年代末為182萬噸，平均年增長率8.29%；

6、80年代末燒堿的年產量為320.8萬噸，平均年增長率為5.82%。現在除臺灣外，全國共有200余家企業生產氯堿，1990年全國燒堿產量為331.2萬噸，1991年345.1萬噸，1992年373.5萬噸，1993年達390萬噸，均列第三位，燒堿由原來的進口國轉為出口國。1.2 氯堿工業的特點氯堿工業的特點除原料易得、生產流程較短外，主要還有三個突出問題。1.2.1能源消耗大 氯堿生產的耗電量僅次于電解法生產鋁，按照目前國內生產水平氯堿工業用電量占全國總發電量的1.5%。因此，電力供應情況和電價對氯堿產品的生產成本影響很大。重視選用先進工藝，提高電解槽的電能效率和堿液蒸發熱能的利用率，以降低燒堿

7、的電耗和蒸汽消耗，始終是氯堿生產企業的一項核心工作。1.2.2氯與堿的平衡 電解食鹽水溶液時，按固定質量比例（1：0.85）同時產出燒堿和氯氣兩種產品。在一個國家和地區，對燒堿和氯氣的需求量不一定符合這一比例。因此就出現了燒堿和氯氣的供需平衡問題。在一般情況下，發展中國家在工業發展初期用氯量較少，由于氯氣不宜長途運輸，所以總是以氯氣的需求量來決定燒堿的產量，因此往往會出現燒堿短缺現象。在石油化工和基本有機原料發展較快的國家和地區，氯的用量就較大，因此就出現燒堿過剩。總之燒堿和氯氣的平衡始終是氯堿工業發展中的一個恒定的矛盾。1.2.3腐蝕和污染 氯堿產品如燒堿、鹽酸等均有強腐蝕性，在生產過程中使

8、用的原料如石棉、汞和所產生的含氯廢氣都可能對環境造成污染，因此防止腐蝕和三廢處理也一直是氯堿工業的努力方向。工藝流程圖： 邢臺職業技術學院課程設計（論文） 2.化鹽工段生產流程簡述采用熱法化鹽，用燒堿、純堿、氯化鋇、次氯酸鈉等精制劑進行反應，聚丙烯酸鈉等助沉劑進行絮凝，鹽酸進行中和，通過溶鹽、反應、澄清、砂濾及中和等過程制得合格的精鹽水。2.1 原鹽的性質及組成2.1.1原鹽的性質原鹽的主要成分為氯化鈉，化學式nacl,分子量58.5，溶解熱為-5.28千卡/摩爾。純凈的氯化鈉很少潮解，工業原鹽中因含有cacl2、mgcl2及na2so4等雜質，極易吸收空氣中水分而潮解結塊。原鹽的潮解對運輸、

9、貯存及使用會帶來一定困難。2.1.2原鹽的品種及組成原鹽在自然界中蘊藏量甚大，分布面亦極廣。根據來源不同，原鹽主要可以分為海鹽、井鹽、湖鹽、礦（巖）鹽四大類。就nacl含量而言，湖鹽質量最佳，nacl含量達96%99%；井鹽、礦鹽次之，nacl含量在93%98%；海鹽的nacl含量在91%95%左右，海鹽的鈣、鎂含量最高。2.1.3 選擇原鹽的主要標準（1）氯化鈉含量要高，一般要求大于90%；（2）化學雜質要少。ca2+、mg2+總量要小于1%，so42-小于0.5%；（3）不溶于水的機械雜質要少；（4）鹽的顆粒要粗，否則容易結成塊狀，給運輸和使用帶來困難。此外，鹽的顆粒太細時，鹽粒容易從化鹽

10、桶中泛出，使化鹽和澄清操作難以進行。每小時1噸100%naoh約需1.5-1.8噸nacl（理論值為1.462噸）。因此原鹽的質量特別是雜質中ca2+、mg2+的含量和比值，會直接影響鹽水的質量、精制劑的消耗量和設備的生產能力。2.2 鹽水的精制原鹽溶解后所得的粗鹽水中，含有鈣、鎂、硫酸根等雜質，不能直接用于電槽，需要加以精制。在工業上一般采用化學精制方法即加入精制劑，使鹽水中的可溶性雜質轉變為溶解度很小的沉淀物而分離除去。2.2.1鹽水精制原理鹽水中的可溶性雜質，一般采用加入化學精制劑生成幾乎不溶解的化學沉淀物，然后通過澄清、過濾等手段達到精制目的。在澄清過濾的同時也達到去除泥砂及機械雜質的

11、目的。 a 鈣離子的去除 鈣離子一般以氯化鈣或硫酸鈣的形式存在于原鹽中，精制時向粗鹽水中加入碳酸鈉溶液，其化學反應式為： cacl2+na2co3=caco3+2nacl caso4+na2co3=caco3+na2so4使用理論量的碳酸鈉，需要攪拌數小時才能使上述反應趨于完全，如果加入超過理論用量0.8g/l時，反應在15分鐘內即可完成90%，在不到一小時內就能完成。 b 鎂離子和鐵離子的去除 鎂和鐵一般以氯化物存在于原鹽中，精制時加入燒堿溶液即可生成難溶于水的氫氧化鎂和氫氧化鐵，其化學反應式為： mgcl2+2naoh=mg(oh)2+2nacl fecl3+3naoh=fe(oh)3+3

12、naclc 硫酸根的去除 如果鹽水中的硫酸根含量大于5g/l，則可用化學方法除去 na2so4+bacl2=baso4+2nacl但bacl2不能過多，會生成氫氧化鋇沉淀。2.2.2鹽水精制過程 一、原鹽的溶化原鹽從立式鹽倉皮帶輸送機和計量稱連續加入化鹽桶。為確保鹽水濃度，化鹽桶內鹽層高度保持3m以上。化鹽用水來自洗泥桶的淡鹽水和蒸發工段用過的蒸發水，加以回收利用，并用6個配水塔進行儲槽。加熱過的化鹽用水，從化鹽桶底部經設有均勻分布的菌狀折流帽流出，與鹽層呈逆向流動狀態溶解原鹽并成為飽和的粗鹽水。原鹽中夾帶的草屑等雜質由化鹽桶上方的鐵柵除去；沉積于桶底的泥砂則定期從化鹽桶底部用泵抽出。為加快溶

13、鹽速度，化鹽用水應加熱到50-60，在化鹽桶內除原鹽溶解外，原鹽中的鎂離子其他重金屬離子還與熟鹽水中的氫氧化鈉反應，生成不溶性氫氧化物，粗鹽水中氫氧化鈉通過熟鹽水用量來控制。生產飽和粗鹽水約45-50m3/(m2·h)，為確保鹽水的濃度，鹽水在桶內停留時間不小于30min。2.3粗鹽水的精制從反應桶中出來含有碳酸鈣、氫氧化鎂等懸浮物的混濁溶液，必須分離出沉淀顆粒才能得到合格的精鹽水。加快懸浮物沉降速度，必須加入助沉劑。本工段采用聚丙烯酸鈉溶劑。從澄清桶出來的飽和鹽水中，還有少量細微懸浮物，需要經過砂濾進一步凈化。本工段采用虹吸式過濾器，能夠節省勞動力和投資少等優點。從砂濾出來的精鹽水

14、再通過中和檢測站，將多余的na2co3、naoh用hcl中和，使其ph值為7-8左右，基本方程式： naoh+hcl=nacl+h2o na2co3+2hcl=2nacl+co2+h2o這樣經檢測達標合格后，就可以儲至精鹽水塔供電解工段使用。若鹽水中硫酸根含量大于5g/l時，還需要加入氯化鋇，制得的混鹽水應符合如下質量指標：表一混鹽水質量指標氯化鈉含量315g/l碳酸鈉過堿量0.250.6 g/l氫氧化鈉過堿量0.070.6 g/l鹽水溫度50602.4混鹽水的澄清和過濾經過濾后的粗鹽水就可以成為電解用的精鹽水，其質量要求應達到下列標準：表二精鹽水質量指標氯化鈉含量315g/l鈣鎂離子總量7m

15、g/l硫酸根5g/l溫度5060氫氧化鈉過堿量0.070.6 g/l碳酸鈉過堿量0.250.6 g/lph值10.5112.5鹽泥的洗滌經檢測，鹽泥中含nacl有多于5%，從鹽水澄清設備底部定期用泵抽出，為了節約原鹽的消耗，將其中的nacl回收。洗泥時，鹽泥與洗水的比例控制在1：35之間，為了洗滌干凈，洗鹽水溫度保持在4050。 3工藝流程說明3.1工藝參數3.1.1主要原輔材料的性質、標準及消耗定額1.主要原輔材料執行標準a 工業鹽 符合標準：gb5462-92 其中：nacl89.0%、ca2+0.15%、mg2+0.30%、so42-1.0%、h2o5.6%b 鹽酸 符合標準：gb320

16、-93的合格品，其中hcl(m/m)31c 碳酸鈉 符合標準：gb210-92的合格品，其中總堿量%（以碳酸鈉計）98.0%d 鐵 鐵含量0.10%e 次氯酸鈉符合標準：hg/t2498-93中型，本廠自產，其中有效氯（cl）含量10.0%，游離堿（naoh）含量：0.11.0%，鐵含量0.010%3.2工藝流程簡圖4 物料與能量計算4.1 物料衡算以1噸100%naoh作基準，一年8000小時計算，年產8萬噸30%燒堿相當于每小時生產3噸100%naoh，理論每小時需要純鹽4387.5（kg），理論上說每小時需生產出13.93m3精鹽水。4.1.1原料及產品成份：1 原鹽組成本工段每小時用鹽

17、2534（kg） 其中成分 表三成分含量nacl94.67%2398.9（kg）ca2+0.1%2.5（kg）mg2+0.2%5.1（kg）so42-0.54%13.7（kg）不溶雜質0.04%1.0（kg）水分4%101.4（kg）2 回收鹽水組成本工段每小時共用14.4（m3/噸100%naoh ） 其中 表四回收鹽水組成naoh1.7（g/l）24.48（kg）nacl150（kg/m3）2160（kg）h2o900（g/l）12960（kg）3 精鹽水成分本工段每小時能產出14.4（m3/噸100%naoh ） 其中 表五精鹽水組成nacl315（g/l）4536（kg）mg2+、ca

18、2+6（mg/l）0.0864（kg）so42-5（g/l）72（kg）h2o880（g/l）12672（kg）ph784 純堿本工段每小時共需加入13.4（kg ）98% 純堿5 鹽酸 本工段每小時共需加入40（kg）鹽酸 濃度為30%6 廢泥 每小時產出廢泥533.1（kg） 可回收5% nacl 4.1.2 物料衡算 (一）化鹽過程 1、 mgso4+2naoh=mg(oh)2+na2so4 120 80 58 142 mg2+2naohmg(oh)2 則上述反應需： mnaoh=80×5.1/24=17（kg） 生成 mmg(oh)2=58×5.1/24=12.32

19、5（kg） 2、 ca2+co32-=caco3 ca2+na2co3caco32nacl 40 106 100 117 則上述反應需： mna2co3=106×2.5/40=6.625（kg）生成： mnacl=117×2.5/40=7.313（kg） mcaco3=100×2.5/40=6.25（kg）3、 bacl2+na2so4=baso4+2nacl 208 142 233 117 bacl2so42-baso42nacl 208 96 233 117則上述反應需：mbacl2=13.7×208/96=29.7（kg）生成： mbaso4=13

20、.7×233/96=33.3（kg） mnacl=13.7×117/96=16.7（kg）(二)精制過程生成：mnacl=24（kg） mcaco3=6.3（kg） mmg(oh)2=12.3（kg） mbaso4=33.3（kg）消耗： mna2co3=6.6（kg） mnaoh=17（kg） mbacl2=29.7（kg）則多余： mna2co3=50×98%-954=6.5（kg） mnaoh=91.8-63.3=7.5（kg）(三)鹽水配水中和過程在除去沉淀后，在澄清的精鹽水加hcl進行中和多余的na2co3及naoh1、naoh+hcl=nacl+h2o

21、 40 36.5 58.5則消耗鹽酸濃度30% mhcl=7.5×36.5/30%/40=22.8（kg） 生成： mnacl=7.5×58.5/40=11.0（kg）2、na2co3+2hcl=2nacl+co2+h2o則上述反應需：mhcl=6.5×73/30%/106=14.9（kg）生成： mnacl=6.5×117/106=7.2（kg）以上兩處生成h2o的質量為：（7.5/40+6.5/106）×18=4.5（kg）根據以上總結：共需消耗鹽酸37.7（kg），生成nacl18.2（kg）這與每小時供應40（kg）,濃度為30%的鹽酸

22、相吻合。（四）從鹽泥中回收的nacl 本工段每小時加入助沉劑量為5.4（kg） 廢泥中的固體物質=原鹽不溶物+助沉劑+生成不溶物 mbaso4+mg(oh)2+caco3=33.3+12.3+6.3=51.9（kg） 原鹽中的不溶物的質量為2534×0.04%=1.0（kg） 所以廢泥中固體含量為51.9+1.0+5.4=58.3（kg） 又知廢泥中含有nacl，可回收5%則可回收nacl=58.3×5%=2.9（kg）(五)守恒衡算檢驗： 1、nacl守恒 輸入的nacl的質量為=2398.9+2160+18.2+24=4601.1（kg）輸出的nacl質量為=4536+

23、2.9=4538.9（kg） 綜上所得輸出與輸入基本平衡 2、h2o平衡輸入水量：原鹽帶入水=2534×4%=101.4（kg）鹽酸帶入水=40×（1-30%）=28（kg）回收鹽水帶入水=14.4×900=12960（kg）輸出水量：精鹽水帶出=14.4×880=12672 （kg）廢泥帶走水量=533.1-58.3=474.8（kg）補充水量=輸出水量-輸入水量 =12672+474.8-（101.4+28+12960） =57.4（kg） 水消耗量與支出基本平衡4.2 蒸汽消耗量在本設計的過程中能量的消耗即為在化鹽過程中需要的蒸汽量。化鹽過程中需要

24、的蒸汽量主要有如下兩種計算方法：一是蒸汽直接加入化鹽桶內需蒸汽量的計算；二是用蒸汽直接加熱回收鹽水和清水再送化鹽桶所需蒸汽量的計算。上述兩種的計算公式分別如下所示： 1 蒸汽直接加入化鹽桶內所需蒸汽量（w）w=式中：w蒸汽消耗量公斤/噸 100%naohg粗粗鹽水重量gp粗粗鹽水比熱千卡/公斤t=t1-t2t1粗鹽水加熱后的溫度t2粗鹽水最初的溫度qnacl溶nacl總溶解熱公斤/噸 100%naoht冷蒸汽冷凝溫度ti冷凝水溫度，（同粗鹽水加熱的溫度）i1加熱蒸汽在溫度t時的熱焓千卡/公斤i2加熱蒸汽在溫度t冷時的熱焓千卡/公斤cph2o冷凝水比熱千卡/公斤q損設備熱損失，一般情況q損等于0

25、.1w（i1-i2）+ cph2o (t冷-ti)2用蒸汽直接加熱回收鹽水和清水再送化鹽桶，所需蒸汽量（w）的計算公式為：w= 式中：g水清水量噸/噸100%naohcph2o清水比熱千卡/公斤cph2o冷凝水比熱千卡/公斤g1回收鹽水量噸/噸100%naohcp回回收鹽水比熱千卡/公斤t1=t1-t2回收鹽水溫升t1回收鹽水被加熱后的溫度（同清水加熱后的溫度）t2回收鹽水最初溫度t2=t1-t水工業水溫升t水工業水溫度t冷蒸汽冷凝水溫度i1加熱蒸汽在溫度t時的熱焓千卡/公斤i2加熱蒸汽在溫度t冷時的熱焓千卡/公斤q損設備熱損失，一般情況q損等于0.1w（i1-i2）+ cph2o (t冷-t

26、i) 本設計中每噸100%naoh所用鹽水耗用的化鹽蒸汽量計算如下： 在生產中使用4公斤/cm2蒸汽直接加入化鹽桶，用工業水來化鹽 （1）蒸汽壓力為4（公斤/cm2 ） t=143（） i1=654（千卡/公斤 ） i2=143.8（千卡/公斤） （2）粗鹽水量g粗=294（公斤/噸100%naoh） （3）粗鹽水溫度為60，工業水為30 所以t=60-30=30 （4）粗鹽水比熱gp粗=0.92（千卡/公斤） （5）nacl溶解熱為-5.28（千卡/摩爾） qnacl溶= (-5.28)=-216.4（千卡/噸 100%naoh）（6）q損=0.1w（i1-i2）+ cph2o (t冷-ti

27、) w=294×0.92×30+0.1w（i1-i2）+ cph2o (t冷-ti)/654-143.8+1×（143-60） =294×0.92×30+0.1w（654-143.8）+ 1×(143-60)/（654-143.8+83） w=15.2（公斤/噸100%naoh）5 主要設備選型5.1 溶鹽設備原鹽溶解是在化鹽桶內進行的。化鹽桶為立式襯膠的鋼制圓桶形設備，是常溫反應容器材質為q235a。內部結構見圖5-1。在桶的底部有菌狀折帽流，其硬化鹽水進入桶內分布均勻；中間有折流圈，以防止鹽水流動時發生短路；上部有鹽水溢流槽及鐵柵

28、。 圖5-1 化鹽桶1鐵柵 2 溢流槽 3 粗鹽水出口 4桶體 5折流圈6折流帽 7溶鹽水進口 8入口5.1.1化鹽桶的內部結構化鹽桶是銅制的立式圓桶，底部有溶鹽水分布裝置，中間有折流圈，上部有鹽水溢流槽及鐵柵。5.1.2 操作流程原鹽自鹽倉庫由皮帶運輸機從上部連續加入化鹽桶，使其保持鹽層高度在3米以上。鹽溶液用回收鹽水洗泥水，蒸發工段的蒸發水，經化鹽桶底部加壓配水管進入，于鹽層逆流接觸上升，食鹽溶解成飽和的粗鹽水，從上部溢流槽溢出繩、草等雜質，經化鹽桶上部的鐵柵欄除去，較重的雜質如砂、石或鹽泥等沉淀于化鹽桶底部，定期管理。5.1.3 化鹽桶主要尺寸的確定（1） 直徑 d= 式中 d-鹽桶直徑

29、（m） q-鹽水的流量（m3/h） q-生產強度，一般取812（m3/m2h） 本工段化鹽桶平均流量q為2.7×10-2（m3/s）,即98（m3/h） 本裝置q取10（m3/m2h） 則d=3.533（m）4（m） 化鹽桶直徑為4（m）（2）高度化鹽水的高度決定于鹽水達到飽和所需的鹽層高度，并考慮到化鹽桶在清理周期內底部積存的鹽泥高度，一般約取5m，如采用鹽水自流流程則適當提高，本化鹽桶高度為7m。（3）折流圈化鹽水自下而上經過鹽層，為了防止鹽水流動發生短路而影響鹽水飽和，在化鹽桶中部沒有折流圈。折流圈與桶體一般成45°角，折流圈底部應開設停車時放凈用的小孔，折流圈的內徑

30、不能過小，以免局部截面流速過大或造成上部食鹽產生塔橋現象。折流圈寬度約為150250mm。（4）化鹽水進入裝置化鹽水由總管通過分布管進入化鹽桶，分布管出口，采用菌帽結構能防止雜物流入管道造成堵塞，本設備共用5個在化鹽桶截面均勻分布。（5）加溫裝置在化鹽桶中部設置加熱蒸汽分配管，使蒸汽從小孔噴出，小孔開設方向向下，避免鹽水翻泡或鹽粒堵塞孔眼。5.2 澄清設備5.2.1設備原理澄清操作一般使 根據重力作用原理，即使是溶于鹽水中的固體顆粒雜質比鹽水重，即重力作用而自由沉降，使雜質與澄清液分開。依照斯托克斯定律，沉降的等速運動可用公式表示為：w= d2（r1-r2 ）/10µ 式中： d-固

31、體顆粒直徑； r1 -固體顆粒重度； r2- 澄清重度； µ-懸浮液粘度。沉降速度與懸浮顆粒的直徑平方，懸浮物的重度與清液重度之差成正比，與懸浮液的粘度成反比。在生產中，我們用加凝聚劑的方法以增加固體顆粒的直徑和重度，用提高溫度的方法降低懸浮液的粘度，就是為了加速懸浮物的沉降，提高澄清設備的生產能力。本工段采用設備式以連續操作的改良道爾型澄清桶。5.2.2 設備結構道爾型澄清桶一般為鋼制或混凝土制，桶底由約8°9°的傾角呈倒錐型，桶的中央有一個中心桶，桶中有一根長軸攪拌器；桶底有泥耙，每隔68分鐘轉動泥耙一周；桶上部邊緣有一個旋流式反應室，在泵的攪拌下呈旋轉運動，

32、進口管埋在液面以下約0.50.7米處，中心桶下部可裝設整流板，以減輕水的旋轉作用。中心筒下部出口處有擴大口，以減慢鹽水流速，避免破壞泥層。改良道爾澄清桶是在道爾澄清桶的基礎上，將其圓柱型的桶體和中心桶改為兩個倒置的圓錐體，結構如圖： 圖5-2改良道爾澄清桶1 沉渣出口 2 攪拌 3 外筒 4 攪拌槳 5 內筒6 集液收集裝置 7 蝸輪行星減速器 8 進料管粗鹽水由中心筒擴大后，經過泥漿沉淀層，懸浮顆粒被截留并漸漸到桶底，緩緩轉動的泥巴集中在排泥口，泥漿定時用泵排入泥槽，清液則不斷上升，經過泥漿層、混濁層、清液層從上部經溢流槽匯集后流出。澄清桶生產能力的大小，主要決定于清液上升速度，顆粒沉降速度

33、和澄清桶的截面積，即桶的直徑。高度對澄清桶的生產能力也有一定的影響。5.2.3道爾型澄清桶主要尺寸的確定（1）直徑 d=式中：d澄清桶直徑（m） q鹽水流量（m3/h） v清液上升速度（m/h）（2）高度按照澄清原理，澄清桶能力主要與澄清面積有關，而與高度關系不大。但是生產實踐表明，為了穩定澄清操作，保持適當得泥封層，澄清桶應有一定的高度，國內一般采用57m，本工段設備為7m。 （3）中心筒直徑及高度應根據鹽水在其中進行的凝聚反應時間計算，凝聚反應時間一般為1015分鐘。 t=式中：t凝聚反應時間（min） f中心筒截面積（m2） h0中心筒高度（m） q流量（m3/min）中心筒直徑d= （

34、m）中心筒高度一般取h0=（0.80.9）hh道爾型澄清桶直桶部分高度（m）經過實踐q為（98m3/h，v取0.6 （m/h）a d=14.42415（m）倒錐型澄清桶可得上徑d上=24（m）倒錐型澄清桶可得下徑d下=6（m）b 高度取h=7（m） h0=0.9*7=6.3（m）c 中心筒凝聚反應停留時間取15（min） f=3.89（m2） d=2.3（m）5.3 過濾設備圖3-5-3 虹吸過濾器工作原理示意圖a、虹吸上升管 b、過濾器本體 c、水封槽 d、虹吸系統1、虹吸上升管 2、虹吸下降管 3、虹吸輔助管 4、輔助擴大管5、抽氣管 6、虹吸破壞管 7、沖洗強度調節器 8、集水管 鹽水的

35、過濾設備本工段采用虹吸式過濾器，這種過濾器具有無人操作、投資少、不需消耗動力等優點。 虹吸式過濾器由過濾器本體、進水分配箱、水封槽及虹吸系統組成。虹吸系統是過濾自動進行的主要部件，過濾器的內部用中間隔板將過濾器分為濾料層及洗水貯槽部分。 過濾開始時,會有少量懸浮物的清鹽水經過進水分配箱進入過濾器,自上而下通過濾層。鹽水中懸浮物被濾層截留。鹽水則通過集水管進入上部洗水貯槽，再由出口管流出。5.3.1主要尺寸的確定（1）反沖水貯槽容積的計算 過濾器反沖水量：q=式中：q反沖水量（m3） p沖洗強度（l/s·m2）一般取15（ l/s·m2） t沖洗時間（s） 一般取240（s） f過濾器橫截面積（m2）本工段采用兩個過濾池共用一個反沖水槽，一個反沖洗，另一個進行過濾，當沖洗完時，在交換操作，清鹽水只供一個沖洗用。 則過濾器橫截面積為；f=（2）過濾器直徑的計算 d= 式中：p過濾器直徑（m） v濾速（m/h） 石英砂濾料v取（10m/h） g鹽水過濾量（m3/h）（3）石英砂濾料粒徑為ø0.51.0mm ,沖洗