1、畢業設計說明書GRADUATE DESIGN 設計題目：年產120萬噸純堿鹽水工段設計學生姓名： 張 生 專業班級： 02接化2班 學 院： 化工與生物技術學院指導教師： 設計提交日期：2006年06月15日河北理工大學本科生畢業設計任務書由指導教師填寫學院化工與生物技術學院學生姓名專業班級02級接化2班設計題目年產120萬噸純堿鹽水工段設計主要研究目標加深對所學化工根本理論、根本技能和專業知識的掌握，使之系統化、綜合化。培養學生初步掌握工程設計的根本方法和能力。包括：調查研究、文獻檢索與資料收集、制定方案、選擇先進合理的流程工藝和設備、設計計算、非工藝設計條件、工程繪圖、技術經濟分析、文件編

2、輯、文字表達、計算機應用、工具書使用等工程設計的根本實踐能力和根本工作方法。主要研究內容查閱純堿生產鹽水技術方面的資料、闡述鹽水工段設計的目的、意義、以及應到達的技術要求；鹽水工段在國內外得開展狀況及存在的問題；本設計的研究指導思想；本設計應解決的主要問題，確立工藝方案。物料衡算、熱量衡算、鹽水工段工藝計算、設備選型、車間布置設計、提供非工藝設計條件。繪制鹽水工段的工藝流程圖、主要設備總圖、車間平立面圖共四張。撰寫設計說明書。研究方法設計方案論證、工程計算和CAD制圖。說明書的要求畢業設計說明書字數不應低于2萬字，應中心突出，內容充實，論據充分，論證有力，數據可靠，結構緊湊，層次清楚，格式標準

3、，文字流暢，結論正確。鼓勵采用計算機編輯、打印，正文用宋體小四號字、A4紙打印。使用的度量單位一律采用國際標準單位。參考文獻標注格式要符合國際標準。圖紙的要求要求圖面整潔、比例適當，圖例標題欄齊全。應符合工程設計圖紙的要求，在有條件的前提下，盡量采用AutoCAD主要參考文獻1 中國純堿工業協會純堿工學M 北京：化學工業出版社，1988年，55602 陳五平純堿與燒堿M 北京：化學工業出版社，1999年1620.3 王楚純堿生產工藝與設備計算M 北京：化學工業出版社，1995年72149起止時間自2006 年2 月20日至6月 17 日指導教師簽字： 年 月 日系主任意見 簽字： 年 月 日院

4、長意見簽字： 年 月 日河北理工大學化工與生物技術學院本科生畢業設計開題評議書學生姓名張 生專 業化學工程與工藝班級02級接化2班開 題 時 間2006年3月8 日地 點河北理工大學是否合格畢業設計題目年產120萬噸純堿鹽水工段設計畢業設計的主要內容、方案等主要內容： 查閱純堿生產鹽水技術方面的資料、闡述鹽水工段設計的目的、意義、以及應到達的技術要求；鹽水工段在國內外得開展狀況及存在的問題；本設計的研究指導思想；本設計應解決的主要問題，確立工藝方案。物料衡算、熱量衡算、鹽水工段工藝計算、設備選型、車間布置設計、提供非工藝設計條件。繪制鹽水工段的工藝流程圖、主要設備總圖、車間平立面圖共四張。撰寫

5、設計說明書。方案：根據其石灰純堿法的優點，本設計將采用石灰-純堿法精制鹽水做工藝設計。石灰純堿法鹽水精制技術有很多優點:如工藝流程簡單、操作簡便、鹽水精制度高、工人勞動強度低以及在鹽水中鈣、鎂雜質含量較低的情況下生產本錢甚至優于傳統的石灰碳酸銨法等。 對開題情況的評 語本欄由評議組組長手寫，主要按照?河北理工大學畢業設計論文指導手冊?第35頁調研及設計方案等要求，重點考查學生對設計內容、方案把握的先進性、合理性、可行性及工作量是否飽滿等。本欄由評議組組長手寫，主要按照?河北理工大學畢業設計論文指導手冊?第35頁調研及設計方案等要求，重點考查學生對設計內容、方案把握的先進性、合理性、可行性及工作

6、量是否飽滿等。不用此框時刪除由開題評議小組人員手簽，小組成員同辯論小組成員，由各系確定，人數在3-5人。不用此框時刪除由開題評議小組人員手簽，小組成員同辯論小組成員，由各系確定，人數在3-5人。不用此框時刪除河北理工大學本科生畢業設計方案進程表學院化工與生物技術學院姓 名張 生合作者無設計題目年產120萬噸純堿鹽水工段設計時 間工 作 內 容完 成 情 況第2 3周查閱純堿鹽水精制技術開展現狀方面的資料、明確本課題的設計內容，完成開題報告；查閱了純堿鹽水精制技術開展現狀方面的資料15篇，參考書2本。第46周物料衡算、熱量衡算完成了物料衡算、熱量衡算。第711周鹽水工段工藝計算完成了鹽水工段工藝

7、計算。第1213周設備選型；車間布置設計，提供非工藝設計條件；完成了設備選型；車間布置設計，提供非工藝設計條件；第1416周繪制鹽水工段的工藝流程圖、主要設備總圖、車間平立面布置圖共四張。完成了繪制鹽水工段的工藝流程圖、主要設備總圖、車間平立面布置圖共四張。第 17 周撰寫整理排版打印設計說明書，準備辯論。完成了撰寫整理排版打印設計說明書，準備辯論。本人完成局部說明書2.4萬字圖紙 4 張， 折合1號圖共 4 張英譯漢共 1.03 萬單詞指導教師簽字：河北理工大學化工與生物技術學院本科生畢業設計中期檢查評議書學生姓名張 生專業化學工程與工藝班級02級接化2班中期檢查時間2006年5月8日地點化

8、工系辦公室是否合格畢業設計題目年產120萬噸純堿鹽水工段設計已經完成畢業設計局部內 容查閱了純堿生產鹽水技術方面的資料、闡述了鹽水工段設計的目的、意義以及應到達的技術要求，鹽水精制的原理，鹽水精制方法的概述，提出了鹽水工段在國內外得開展狀況及存在的問題，工藝方案的選擇，設計方案確實定，完成了開題報告。進行了鹽水工段的物料衡算、熱量衡算、鹽水工段工藝計算、化鹽桶設備、澄清桶、洗泥桶等標準設備進行了選型，完成了車間布置設計。待完成內 容下一步首先將具體問題請教一下老師，然后接著往下做，提供非工藝設計條件，有土建設計條件、自動控制設計條件、電氣設備條件、供電條件、采暖通風條件、熱工設計條件、供排水條

9、件、平安與環保、防腐保溫等。繪制鹽水工段的工藝流程圖、主要設備總圖、車間平面布置圖、立面布置圖共四張。翻譯英文資料。撰寫整理排版打印設計說明書，準備辯論。評議組對已完成局部的質量和進度的評價本欄由評議組組長手寫。本欄由評議組組長手寫。不用此框時刪除由評議小組人員手簽，小組成員同辯論小組成員，由各系確定，人數在3-5人。不用此框時刪除由評議小組人員手簽，小組成員同辯論小組成員，由各系確定，人數在3-5人。不用此框時刪除 河北理工大學化工與生物技術學院 本科生畢業設計成績評分表 指導教師用表班級 學生姓名 1評價內容具 體 要 求分值評 分ABCDE調查論證能獨立查閱文獻和從事其他調研；能正確翻譯

10、外文資料；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。10109876設計方案、計算能正確設計設計方案，獨立進行設計工作，如流程、主要設備的選擇及計算。202018161412分析與解決問題的能力能運用所學知識和技能去發現與解決實際問題；能正確處理實驗數據；能對課題進行理論分析，得出有價值的結論。202018161412工作量、工作態度按期圓滿完成規定的任務，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀律；工作作風嚴謹務實。202018161412設計質量綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學；文字通順，技術用語準確，符號統一，編

11、號齊全，書寫工整標準，圖表完備、整潔、正確；論文結果有應用價值。202018161412創 新工作中有創新意識； 對前人工作有改良或突破，或有獨特見解。10109876總 分總分30%指導教師評語：指導教師簽字： 年 月 日注：不同的專業對畢業設計論文有不同的側重點，本表僅供參考，各系可依據實際情況自行制定相應的指標體系。河北理工大學化工與生物技術學院本科生畢業論設計書面成績評分表評閱人用表班級 學生姓名 1 評價內容具 體 要 求分值評 分ABCDE翻譯資料綜述材料查閱文獻有一定廣泛性；翻譯外文資料質量較好；有綜合歸納資料的能力和自己見解。1515131197設計質量綜述簡練完整，有見解；立

12、論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學；文字通順，技術用語準確，符號統一，編號齊全，書寫工整標準，圖表完備、整潔、正確；論文結果有應用價值。505045403530工作量、難度工作量飽滿，難度較大。252523211917創 新對前人工作有改良或突破，或有獨特見解。10109876總 分總分30%評閱人評語：評閱人簽字： 年 月 日注：不同的專業對畢業設計論文有不同的側重點，本表僅供參考，各系可依據實際情況自行制定相應的指標體系。河北理工大學化工與生物技術學院本科生畢業設計辯論成績評分表辯論小組用表班級 學生姓名 評價內容具 體 要 求分值評 分ABCDE報告內容思路清晰；語言

13、表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學，分析歸納合理；結論嚴謹；論文結果有應用價值。505045403530創 新對前人工作有改良或突破，或有獨特見解。10109876答 辯答復以下問題有理論根據，根本概念清楚。主要問題答復準確、有深度。303027242118報告時間符合要求。10109876總 分總分40%答辯小組評語辯論小組簽字：年 月 日河北理工大學本科生畢業設計成績總評表學院： 班級： 學生姓名張 生設計總成績設計題目年產120萬噸純堿鹽水工段設計指導教師評定成績評閱人評定成績辯論成績答 辯 委 員 會 評 語辯論委員會主任簽字： 年 月 日注：設計論文總成績=指導教師評定成績3

14、0%評閱人評定成績30%辯論成績40%目錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc137728052 摘 要 PAGEREF _Toc137728052 h 12 HYPERLINK l _Toc137728053 ABSTRACT PAGEREF _Toc137728053 h 13 HYPERLINK l _Toc137728054 引言 PAGEREF _Toc137728054 h 14 HYPERLINK l _Toc137728055 1 文獻綜述 PAGEREF _Toc137728055 h 15 HYPERLINK l _Toc137728056 1.1

15、 純堿工業開展現狀 PAGEREF _Toc137728056 h 15 HYPERLINK l _Toc137728057 1.1.1 國內外純堿生產的生產能力圖表 PAGEREF _Toc137728057 h 15 HYPERLINK l _Toc137728058 1.2 鹽水精制的目的及意義 PAGEREF _Toc137728058 h 16 HYPERLINK l _Toc137728059 1.2.1 鹽水精制的目的 PAGEREF _Toc137728059 h 16 HYPERLINK l _Toc137728060 1.2.2 鹽水精制的意義 PAGEREF _Toc13

16、7728060 h 錯誤！未定義書簽。 HYPERLINK l _Toc137728061 1.3 鹽水工段在國內外的開展狀況及存在的問題 PAGEREF _Toc137728061 h 16 HYPERLINK l _Toc137728062 1.3.1 國內開展狀況 PAGEREF _Toc137728062 h 17 HYPERLINK l _Toc137728063 1.3.2 鹽水精制存在的問題 PAGEREF _Toc137728063 h 20 HYPERLINK l _Toc137728064 1.4 鹽水精制方法概述 PAGEREF _Toc137728064 h 16 HY

17、PERLINK l _Toc137728065 1.5 本設計應解決的主要問題 PAGEREF _Toc137728065 h 錯誤！未定義書簽。 HYPERLINK l _Toc137728066 2 設計方案的論證 PAGEREF _Toc137728066 h 21 HYPERLINK l _Toc137728067 2.1 工藝方案的選擇 PAGEREF _Toc137728067 h 21 HYPERLINK l _Toc137728068 2.1.1 石灰-純堿法精制鹽水 PAGEREF _Toc137728068 h 21 HYPERLINK l _Toc137728069 2.

18、1.1 石灰-碳酸氨法精制鹽水 PAGEREF _Toc137728069 h 22 HYPERLINK l _Toc137728070 2.2 設計方案確實定 PAGEREF _Toc137728070 h 24 HYPERLINK l _Toc137728071 3 計算局部 PAGEREF _Toc137728071 h 25 HYPERLINK l _Toc137728072 3.1 物料與熱料衡算 PAGEREF _Toc137728072 h 25 HYPERLINK l _Toc137728073 3.1.1 物料衡算 PAGEREF _Toc137728073 h 25 HYP

19、ERLINK l _Toc137728074 3.1.2 熱量衡算 PAGEREF _Toc137728074 h 29 HYPERLINK l _Toc137728075 4鹽水工段主要設備計算與選型 PAGEREF _Toc137728075 h 32 HYPERLINK l _Toc137728076 41 化鹽桶計算與選型 PAGEREF _Toc137728076 h 32 HYPERLINK l _Toc137728077 化鹽桶的功能 PAGEREF _Toc137728077 h 32 HYPERLINK l _Toc137728078 4.1.2 化鹽桶幾何尺寸確實定 PAG

20、EREF _Toc137728078 h 33 HYPERLINK l _Toc137728079 4.2 一次、二次鹽水澄清桶 PAGEREF _Toc137728079 h 40 HYPERLINK l _Toc137728080 4.2.1 沉降(澄清)的幾種類型 PAGEREF _Toc137728080 h 40 HYPERLINK l _Toc137728081 4.2.2 一次澄清桶的計算方法 PAGEREF _Toc137728081 h 43 HYPERLINK l _Toc137728082 4.2.3 一次澄清桶所需面積的計算 PAGEREF _Toc137728082

21、h 46 HYPERLINK l _Toc137728083 4.2.4 一次澄清桶所需深度的計算 PAGEREF _Toc137728083 h 47 HYPERLINK l _Toc137728084 4.2.5 二次澄清桶計算 PAGEREF _Toc137728084 h 49 HYPERLINK l _Toc137728085 4.3 洗泥桶 PAGEREF _Toc137728085 h 51 HYPERLINK l _Toc137728086 洗泥捅所需層數的計算 PAGEREF _Toc137728086 h 51 HYPERLINK l _Toc137728087 4.4 化

22、鹽水(談鹽水)澄清桶 PAGEREF _Toc137728087 h 55 HYPERLINK l _Toc137728088 4.5 除鎂鈣反響設 PAGEREF _Toc137728088 h 55 HYPERLINK l _Toc137728089 4.6 粗鹽水桶 PAGEREF _Toc137728089 h 55 HYPERLINK l _Toc137728090 5 非工藝條件 PAGEREF _Toc137728090 h 55 HYPERLINK l _Toc137728091 5.1 土建設計條件 PAGEREF _Toc137728091 h 55 HYPERLINK l

23、 _Toc137728092 5.1.1 工藝流圖 PAGEREF _Toc137728092 h 55 HYPERLINK l _Toc137728093 5.1.2 平立面圖 PAGEREF _Toc137728093 h 55 HYPERLINK l _Toc137728094 5.1.3 鹽水工序人員情況定員表 PAGEREF _Toc137728094 h 55 HYPERLINK l _Toc137728095 設備一覽表 PAGEREF _Toc137728095 h 55 HYPERLINK l _Toc137728096 5.2 自動控制設計條件 PAGEREF _Toc13

24、7728096 h 55 HYPERLINK l _Toc137728097 工藝流程 PAGEREF _Toc137728097 h 55 HYPERLINK l _Toc137728098 平立面圖 PAGEREF _Toc137728098 h 55 HYPERLINK l _Toc137728099 儀表及自控制 PAGEREF _Toc137728099 h 55 HYPERLINK l _Toc137728100 5.3電氣設備條件 PAGEREF _Toc137728100 h 55 HYPERLINK l _Toc137728101 動力 PAGEREF _Toc1377281

25、01 h 55 HYPERLINK l _Toc137728102 5.4 采暖通風條件 PAGEREF _Toc137728102 h 55 HYPERLINK l _Toc137728103 5.5 熱工設計條件 PAGEREF _Toc137728103 h 55 HYPERLINK l _Toc137728104 5.6 供排水條件 PAGEREF _Toc137728104 h 55 HYPERLINK l _Toc137728105 5.7 平安與環保 PAGEREF _Toc137728105 h 55 HYPERLINK l _Toc137728106 5.8 防腐保溫 PAG

26、EREF _Toc137728106 h 55 HYPERLINK l _Toc137728107 6 對現有工藝的建議 PAGEREF _Toc137728107 h 55 HYPERLINK l _Toc137728108 謝 辭 PAGEREF _Toc137728108 h 55 HYPERLINK l _Toc137728109 參考文獻 PAGEREF _Toc137728109 h 55 HYPERLINK l _Toc137728110 注 釋 PAGEREF _Toc137728110 h 55 摘 要本文主要對120萬噸/年純堿鹽水精制工藝進行了設計，本設計采用了石灰-純堿

27、法精制鹽水工藝方案。在分析鹽水精制的工藝原理與流程的根底上，對鹽水工段進行了物料衡算、熱量衡算，鹽水工段工藝計算和設備選型，包括化鹽桶，一、二次澄清桶，洗泥桶等的計算，車間布置設計，提供了非工藝設計條件，撰寫了設計說明書。繪制了鹽水工段的工藝流程圖、主要設備總圖、車間平立面布置圖。本設計的特點是：工藝流程簡單、操作簡便、鹽水精制度高、工人勞動強度低以及在鹽水中鈣、鎂雜質含量較低的情況下生產本錢甚至優于傳統的石灰碳酸銨法等, 既降低了生產本錢，又減少了廢泥的排放，沒有除鈣塔，因為除鈣塔及其管道結疤嚴重，使用期短，清理工作量大，所以設備簡單，數量少，建設投資經濟；缺點為消耗產品純堿。關鍵詞: 純堿

28、，鹽水，石灰純堿法，精制，設計ABSTRACTThe main output of 1.2 million toe in the water pure alkali refined techniques for the study of the design will be used lime-water so pure alkali refined law crafts design. Refined techniques in the analysis of water flow and the principles on the basis of established processe

29、s。 Do materials accounting for saline construction section， the heat of accounting，saline construction section calculation processes，equipment models；There are barrels of salt， one or two clarifications barrels，barrels，washing mud calculation，workshop layout design，the provision of non-technical des

30、ign conditions。Mapping of the processes of water construction section, the total figure of major equipment, workshop ping to face up maps。 Writing design specifications。 Lime-pure alkali of the main features of the law is： If given a simple， user-friendly，high-salt resin system， workers and low labo

31、ur intensity in the water，calcium，magnesium impurities content of the lower production costs and even better than traditional lime-carbonic acid ammonium law， which lowered the cost of production and reducing the waste soil emissions， Have no in addition to the calcium tower, the calcium tower and i

32、ts piping become scarred severity，besides which， usage the period is short，tidying up a work to have great capacity， the equipments is simple, the quantity is little， the construction investment economy；Weakness for consume pure alkali of product。Keywords: Pure alkali, Brine, Lime pure alkali method

33、, Refine，Design引言目前純堿廠鹽水精制方法有：石灰-純堿法、石灰-碳酸氨法、碳酸氨法和石灰-芒硝法等。采用石灰碳酸銨法還很廣泛 ，該法優點為不消耗純堿。缺點有：1.二次鹽水中含有與Mg、Ca之和等當量固定氨、影響碳酸化轉化率的提高；2.除鎂除鈣分別進行，流程復雜、設備多；3.除鈣塔及其管道結疤嚴重，使用期短，清理工作量大；4.氨損失大、污染操作環境。國外廣泛采用的精制鹽水方法為石灰-純堿法，其優點：1.除鎂除鈣同時進行，一次澄清，流程簡單，操作方便；2.沒有二次澄清桶、除鈣塔等，設備簡單，數量少，建設投資經濟；3.鹽水精制系統沒有含氨雜水混入，沒有氨損失；4.沒有除鈣塔及附屬管道

34、，使設備及管道清理工作量大為減少、勞動強度小；5.生成的固定氨量少，有利于提高碳酸化的轉化率；6.改善了鹽水精制系統的操作環境；7.石灰一純堿法的精制度高于石灰一碳酸銨法。缺點為消耗產品純堿。20世紀80年代我國新建的兩家大型純堿廠第一次成功地采用了石灰-純堿法。本文以唐山地區的自然條件，原料條件為根底，進行石灰一純堿法鹽水精制工藝的初步設計，設計題目由指導教師給定。1 文獻綜述1.1 純堿工業開展現狀純堿是一種具有多年生產和使用歷史的傳統產品，是根本無機化學工業原料之一，在國民經濟中占有重要的地位。純堿的用途很廣，用量也很大，純堿廣泛應用于玻璃、洗滌劑、造紙、冶金等行業中，可以說，純堿的生產

35、工藝水平和需求量，是一個國家無機化學工業水平的標志之一。在國外，美國走上天然堿工業化道路之后，不斷改良采礦技術和加工工藝，使天然堿生產以以工藝簡單，產品質量好，本錢低，無環境污染的優勢與合成法展開競爭。1985年不到7700kt,到1999年就到達了1200kt。歐洲是索爾維制堿技術的發源地，索爾維公司，卜內門公司在第二次世界大戰前夕，曾一度控制了中歐，南歐一直美國及亞洲的堿類產品的技術生產和市場，進入20世紀80年代，由于受美國天然堿的沖擊，加上歐洲總需求量減少，歐洲堿業總體能力增長緩慢，產量趨于平穩，2000年總生產能力為14230kt。我國現具有1000多萬噸的純堿生產能力，居世界第一位

36、，有聯堿廠30多家，其中有大連化工，唐山三友堿廠，濰坊海化集團等大型企業。其中氨堿法的產量占總產量58%，聯堿法占38%，天然堿法占4%。20世紀末至21世紀初，由于參加WTO等重要事件的發生，中國的純堿行業同其它行業一樣，逐漸與國際接軌，形成石灰-碳酸氨法與石灰-純堿法并存的局面，鹽水精制技術自然也隨之變化開展。 1。20世紀末國內外純堿生產能力如表1-1和1-2所示。表1-1 20世紀末主要純堿生產國的生產能力國家生產能力/(kt/a)所占比例/%國家生產能力/(kt/a)所占比例/%美國1345030.1英國10502.4中國1042523.9意大利40302.4俄羅斯40559.3波蘭

37、8501.9印度23714.7保加利亞80001.8烏克蘭14703.4澳大利亞5001.1羅馬尼亞13003.0其他469910.7德國11202.6總計44170100西班牙10502.6表1-2中國十大純堿生產企業及產量1序號企業名稱2001年產量/kt序號企業名稱2001年產量/kt123456連云港堿廠山東海化集團唐山三友堿業內蒙古伊化集團大化集團天津堿廠881.0880.4874.4767.0764.8753.278910青島堿業湖北雙環科技股份自貢鴻鶴股份廣東南方制堿584.7551.6348.7254.7合計6651.51.2 鹽水精制的目的鹽水精制工藝是純堿生產過程中的主要工

38、序之一， 只有鹽水質量到達要求，才能保證下一步鹽水吸氨及氨鹽水的碳酸化工序的正常運行。才能為純堿的穩定生產打下良好的根底，并使純堿的生產更符合經濟效益，使產品純堿純度到達國際標準，有利于產品的競爭。1 提高純堿產品的質量堿產品中的水不溶物MgCO3和CaCO3等，主要來源于鹽水中的鎂、鈣鹽類，鹽水精制除去鎂、鈣雜質，有利于純堿產品質量的提高，增強產品競爭力。2. 減少吸氨過程中塔氣和管道結疤鹽水中的鎂、鈣鹽類，在吸氨中與CO2和NH3反響生成MgOH2CaCO3沉淀和MgCO3Mg(OH)23H2O、(NH4)2CO3MgCO34H2O、NaCLMgCO3NaCO3等復鹽結晶，在塔畢和管壁上結

39、疤，引起堵塞，使設備生產能力下降，運行周期大為縮短。因此，鹽水必須精制才能獲得較好的效益。3. 減少生產過程中 氨、鹽和二氧化碳損失鹽水中的鎂鈣雜質帶到其他工序出去，將會造成NH3 、NaCL和CO2損失降低原料的利用率。1 1.3 鹽水精制方法概述鹽水精制共有四種方法，即：石灰-純堿法、石灰-碳酸氨法、碳酸氨法和石灰-芒硝法。 碳酸氨法系利用碳酸化尾氣精制鹽水，除鎂效率差，吸氨系統仍然堵塞嚴重，此法一般不采用。石灰-芒硝法芒硝用量大，價格貴，而且精制鹽水中含SO42-濃度高，造成蒸氨系統結疤嚴重。天津堿廠屢次查定結果說明，蒸氨調和液含SO42-超過0.430.45tt時就有CaSO4晶體析出

40、，SO42-濃度越高，蒸氨塔的加灰蒸餾段堵塞越快，此法亦無實際使用價值。因此，鹽水精制通常采用石灰-純堿法和石灰-碳酸氨法。粗鹽水鎂、鈣雜質含量低時，或者鹽質量好，洗泥使用海水，有海水中獲得NaCL的工藝時,可采用石灰-純堿法，此方法用純堿量少，流程簡單，較為經濟。粗鹽水鎂、鈣雜質含量高時，那么純堿用量多，采用石灰-純堿法不經濟，此時可采用石灰-碳酸氨法。但除鈣塔清理頻繁。這兩種方法的選用必須權衡利弊慎重確定。如制備的粗鹽水中SO42-含量過高，那么鹽水精制過程中加灰乳后的工序及蒸氨工序中將會產生CaSO4結疤。為防止這種情況發生，雖然可通過參加BaCL2產生BaSO4沉淀來降低SO42-濃度

41、，但參加BaCL2，一是影響純堿產品質量；二是增加本錢；不經濟。應根據粗鹽水中的SO42-濃度慎重選擇是否加BaCL2一般不加BaCL2。1 1.4 鹽水精制的開展現狀及存在的問題1.4.1開展現狀在我國傳統的索爾維法純堿工廠中,通常采用石灰碳酸銨法精制鹽水,這種鹽水精制方法對于精制有較高的鈣、鎂雜質含量的鹽水來說,由于利用了碳化尾氣中的氨和二氧化碳,所以具有生產本錢較低的優點;但是這種鹽水精制方法同時也存在不少的缺點,如工藝流程復雜、鹽水精制度低、鹽水精制受碳化作業的影響較大以及在清理除鈣塔時工人的勞動強度大等。80 年代中期,我國在進行江蘇連云港堿廠、河北唐山堿廠和山東濰坊堿廠三大堿廠的建

42、設時,當時的化工部第八設計院(現中國成達化學工程公司)提出采用石灰純堿法精制鹽水并得到了化工部純堿新技術攻關領導小組的肯定,隨后,化工部純堿新技術攻關領導小組向化工部制堿工業研究所下達任務,進行石灰純堿法精制鹽水的室內試驗。室內試驗完成后由化工部第八設計院在國內率先將該技術應用到連云港堿廠和唐山堿廠的設計中并在生產中獲得成功。石灰純堿法鹽水精制技術有很多優點:如工藝流程簡單、操作簡便、鹽水精制度高、工人勞動強度低以及在鹽水中鈣、鎂雜質含量較低的情況下生產本錢甚至優于傳統的石灰碳酸銨法等,因此該精制技術在以后的廣東南方堿廠、新疆哈密堿廠和內蒙古吉蘭泰堿廠的建設中被推廣應用并得到了不斷的改良和完善

43、。2國內青海德令哈純堿廠鹽水精制采用石灰碳酸銨法，該法優點為不消耗純堿。缺點有：1.二次鹽水中含有與Mg、Ca之和等當量固定氨、影響碳酸化轉化率的提高；2.除鎂除鈣分別進行，流程復雜、設備多；3.除鈣塔及其管道結疤嚴重，使用期短，清理工作量大；4.氨損失大、污染操作環境。國外廣泛采用的精制鹽水方法為石灰一純堿法 ，其優點：1.除鎂除鈣同時進行，一次澄清，流程簡單，操作方便；2.沒有二次澄清桶、除鈣塔等，設備簡單，數量少，建設投資經濟；3.鹽水精制系統沒有含氨雜水混入，沒有氨損失；4.沒有除鈣塔及附屬管道，使設備及管道清理工作量大為減少、勞動強度小；5.生成的固定氨量少，有利于提高碳酸化的轉化率

44、；6.改善了鹽水精制系統的操作環境；7.石灰一純堿法的精制度高于石灰一碳酸銨法。缺點為消耗產品純堿。20世紀80年代我國新建的兩家大型純堿廠第一次成功地采用了石灰-純堿法。 3鹽水精制技術的一些開展形勢：原云南化工廠采用稀土瓷砂(F一140)無閥濾池及PE管式過濾器進行鹽水精制，使一次鹽水中的SS含量到達進離子交換樹脂塔的要求 。7新疆天業股份公司石河子中發化工有限責任公司針對生產運行中的螯合樹脂塔出口鹽水中出現Ca2+ 、Mg2+ 嚴重超標及重金屬污染等情況進行分析找出了解決Fe3+ 污染樹脂后的緊急處理方法：清理壓縮空氣貯罐鐵銹，將碳素管線由碳鋼更換為不銹鋼管線；修改樹脂再生程序，將再生用

45、酸的質量分數提高到8 ，延長酸再生和酸再生后水洗的時間：根據酸、堿的再生流量計算標準酸堿參加量 引。8錦化化工(集團)有限責任公司劉丹根據一次鹽水精制的化學原理，討論了過堿(NaOH、Na CO3 )加人量對進槽鹽水中的Ca2+ 、Mg2+ 含量的影響，認為保持鹽水中的pH值不大于12，必須維持合格的鹽水透明度，并保證Ca2+ 、Mg2+含量達標 。9沈陽化工股份研究所分別采用廣西桂林環保工程公司過濾器廠生產的PE管和溫州東甌水處理器材廠生產的PE管過濾器進行兩次小型實驗，從過濾隔膜鹽水的分析結果可以確定PE管過濾器應用于氯堿行業一次鹽水過濾，可以降低鹽水中的Ca2+ 、Mg2+。 及SS的含

46、量，提高鹽水的質量 。10金川有色金屬公司化工廠的金屬陽極電解槽采用酸性鹽水(pH 值為35)的電解工藝，其生產實踐說明，采用該工藝可提高電流效率、減少電解過程的副反響，并可延長金屬陽極電解槽的使用壽命，具有較好的經濟效益 。該公司還針對鹽水過于飽和、砂濾器沒有精制鹽水反洗工序、配水池中過堿量不穩定等問題進行了相應的技術改造后，p(Ca +Mg )由原來的935 mgL降低到361mgL可確保金屬陽極隔膜電解槽的平安經運行 。11三友集團冀化有限責任公司通過控制原鹽中SO42-一含量在03以下、控制脫氯時Na2 O2S3 的加人量、選用質量分數為10 的BaCI2、在高位槽上滴加BaCI2，等

47、方法降低了BaCI2，的消耗 。12西安化工廠采用電感耦合等離子體光譜法測定二次精制鹽水中Ca2 + 、Mg2 + 、Fe3 + 、Ba2 + 、Si2 + 、Al3 + 、Sr2 + 、Ni2 + 的原理及方法。該法采用直接進樣法,解決了鹽水中雜質對測定的影響,從而提高了測量的準確13。金壇市鹽業化學工業總公司結合氯堿企業對巖鹽鹵水的質量要求,以石灰石及副產鹽酸為原料,自制液體CaCl2 來脫除巖鹽鹵水中的SO2-4 ,并開發了CaCl2 法脫硫新工藝,大大降低了鹵水處理本錢,從而制備出SO2-4 質量濃度低于4 g/L 的優質鹵水,到達了離子膜制堿一次鹽水對SO2-4的要求14。錦化化工(

48、集團) 有限責任公司以向原鹽中參加鹽泥的方法來調節原鹽中失調的Ca2 + 、Mg2 +比例;根據粗鹽水中的Ca2 + 、Mg2 + 含量來控制過堿量:如果Ca2 + 、Mg2 + 的質量分數比大于2 ,適當調節過量的Na2CO3 的指標為0. 60. 7 g/L ;如果該質量分數比大于1 ,適當調節過量的Na2CO3的指標為0. 40. 5 g/L ;并用增加精制劑量的方法來提高反響速度,從而提高鹽水質量15。江蘇化工農藥集團對鹽水精制的過程及其影響因素進行了全面的研究,并結合澄清桶內鹽水的凈化過程探討了提高效率和凈化效果的一些措施,提出了通過采用化學方法(如添加劑劑量及添加順序等) 及利用各

49、個步驟較佳的物理條件來提高和保證鹽水的精制效果16 。1.4.2 鹽水精制存在的問題1. 氨堿廢渣液、廢水的產生在鹽水精制工序，粗鹽水中Mg2、Ca2反響生成Mg(OH)2和CaCO3，形成鹽水泥，鹽水泥與蒸餾廢液混合經澄清或壓濾廢清液L1排放，固態渣S1堆存。鹽水泥的產生量和化學成分因原鹽中Mg2、Ca2含量等不同而不同。鹽水泥產生量約1.11.2m3/t堿，其中含固體渣約60/t堿干基。固形物(S1)中硫酸鈣約11.55%，碳酸鈣約58.5%，氫氧化鎂約19.5%，其他還包括酸不溶物2.07%，混合氧化物2.11%，其他6.27%。原鹽中Ca2+、Mg2+雜質較高時，采用石灰碳銨法精制鹽水

50、比擬經濟，但石灰碳銨法精制鹽水產生的鹽水廢泥中含氨，其濃度和排放量隨除鈣量和操作水平相關。石灰純堿法鹽水精制，沒有氨損失，但在原鹽中Ca2+、Mg2. 環保處理比照分析由于國產海鹽中雜質含量高，系統所產生的鹽泥量約占原料的8%，由于精制井礦鹽經過真空精制枯燥，進口海鹽采用洗鹽精制，雜質含量極低，使用過程中鹽泥的形成量約占原料鹽的1%乃至更低。根據其他廠家的經驗，使用精制井礦鹽一般情況下1015 d清理一次鹽泥即可(使用進口海鹽在10d左右)。因此使用進口海鹽和精制井礦鹽不僅降低了生產過程中產生的鹽泥量，減輕清污工作量，而且大大節省了環保處理費用。 3. 用NaOH 作除鎂劑所需純堿的消耗問題和

51、石灰純堿法精制鹽水一樣,參加系統中的純堿是來自煅燒爐帶出的堿塵,缺乏時可用掃地堿或不合格的次品堿,不一定用成品純堿(視粗鹽中鈣、鎂雜質含量而定) ,即使是這樣,所參加系統中的這些堿也并沒有完全損失掉。而是在除鎂過程中變成與鹽水中鎂離子等當量的其它形式的鈉鹽如NaCl 、Na2SO4 ,鈉離子仍留在精鹽水中,作為純堿的生產原料,重新返回到生產系統中,而損失的只不過是與鎂等當量的鈉鹽再次碳酸化轉化為NaHCO3 時的轉化率損失,如轉化率為75 %時,充其量損失只不過25 % ,相當于鎂當量的1/ 4 左右。可以說所得到的收益遠遠大于所付出的代價。 42 工藝方案的論證2.1 工藝方案的選擇2.1.

52、1 石灰-純堿法精制鹽水石灰-純堿法精制鹽水是采用Ca(OH)2 (灰乳)使鎂沉淀，用Na2CO3使鈣沉淀,其化學反響為 Mg2+ + CaOH2 Mg(OH)2 + Ca2+ Ca2+ + Na2CO3 CaCO3 + 2Na+ 或者 Na2CO3 + CaOH2 2NaOH + CaCO3 (苛化反響) NaOH + Mg2+ MgOH2 + 2Na+Ca2+ + NaCO3 CaCO3 + 2Na+MgOH2和CaCO3沉淀析出，而NaCL和NaSO4仍溶解在鹽水中。隨NaCO3帶入的Na-以及NaSO4形勢而存在。Mg(OH)2結晶很細，只有0.030.10 ，沉淀速度很慢；溫度低于1

53、50C時脊骨不沉淀。CaCO3結晶為310天津堿廠1950年一次鹽水泥參加二次鹽水泥處理試驗數據。Mg(OH)2晶體和CaCO3晶體同時崔載羽溶液中，可變成聚合體，這種較大的聚合體在250C時， 沉淀速度可達0.40.81950年天津堿廠一次鹽水泥參加二次鹽水泥CaCOCaCO3形成過飽和溶液的趨向很強，150C時CaCO3時在鹽水中的溶解度是56 ，此時過飽和狀態可達150200，析出的結晶為絮狀。為了防止細結晶析出，有效的方法是從澄清桶取出少量含CaCO3沉淀泥作為晶種與精制劑同時參加粗鹽水中，以防止CaCO為了使除鎂除鈣反響完全，靜置劑參加量必須過量。過量的精制劑是以精制鹽水中未反響的C

54、O32- 和 OH-含量來考核，應為OH- 0.05ttCO32- 0.25tt OH- 不能過剩太多，否那么沉淀漂浮在液面上，沉淀速度大大降低，嚴重時甚至不沉淀。為了使精制劑用量準確，應適當稀釋精制劑。即用鹽水將石灰乳稀釋至含ACaO 為4550tt；用精制鹽水溶液純堿，使純堿液含NaCO3為2530tt. 鹽水精制用純堿，可憐利用落地堿或次品堿，缺乏的局部可用純堿補充。另外，爐氣除塵器出氣中尚有少量堿粉，用水洗滌并蒸出氨后也可作為鹽水精制之用。為了使除鎂除鈣反響完全，并生成較大晶體，液體在反響桶內停留時間不小于30min。這是石灰-純堿法精制鹽水的關鍵措施之一，否那么鹽水沉降速度慢。石灰純

55、堿法精制鹽水通常有三種精制方法可供選擇，即苛化法、混合反響法、分步反響法。苛化法即首先將兩種精制劑純堿液和石灰乳，預先混合進行苛化反響后再與鹽水混合進行反響以除去鹽水所含的鈣、鎂雜質；混合反響法就是同時向鹽水中參加兩種精制劑進行反響已除去鹽水所含的鈣、鎂雜質；分步反響法那么是首先向鹽水中參加石灰乳進行反響以除去鹽水所含的鎂雜質，然后再向已經過除鎂反響的鹽水中參加純堿液進行反響，以除去鹽水中所含的鈣雜質。根據純堿液來源及成分的不同、鹽水中鈣鎂雜質含量的差異、反響溫度的上下等因素的變化，在石灰純堿法精制鹽水中可選擇不同的精制方法。如純堿液采用爐氣洗滌塔來液，用分步法精制出鹽水比苛化法精制出的鹽水質

56、量差，這是由于在分步法除鈣時堿液中的NaHCO3與除鎂反響形成的Mg(OH)2 反響，生成了 Mg2+，影響除鎂效果，NH4CO3 與Ca2+ 反響生成一局部碳酸氫鈣而影響除鈣效果。另外，20oC時CaOH2和 MgOH2 在水中的溶解度分別為1.810-2mol/L,510-4mol/L，NaOH在15oC水中溶解度為26.4mol/L。由于配置苛化液反響中生成的NaOH溶解度遠大于CaOH2 溶解度，所以在石灰純堿法中采用配制苛化液的方法同時除鎂鈣工藝比用CaOH2分步除鎂鈣工藝，具有反響推動力的優點。故當純堿采用爐氣洗滌塔來液，鹽水精制建議采用苛化法一步精制鹽水的方法。2.1.2 石灰-

57、碳酸氨法精制鹽水石灰碳酸銨法即石灰、氨及二氧化碳法出鎂和除鈣是分兩步進行。第一部加石灰乳除鎂，其化學反響為Mg2+ + CaOH2 MgOH2 + Ca2+第二步是在除鈣塔內，將第一部除鎂后的清液一次鹽水與碳酸化尾氣進行反響，第一步反響生成的Ca2+和粗鹽水中固有的Ca2+一并生成沉淀而除去，其化學反響為2NH3 + H2O + CO2 NH4CO3Ca2+ +NH42CO3 CaCO3 + 2NH4+NH4+在精制鹽水二次鹽水中以NH4CL、NH42SO4形式存在。當粗鹽水中鎂、鈣多時精制鹽水中 NH4CL、NH42SO4濃度較高，將會影響碳酸化的NaCL轉化率。在除鈣塔進行的吸收反響中，并

58、不一定是碳酸化尾氣中的二氧化碳含量越高，除鈣反響就越徹底，而是需要適量氨和二氧化碳互相配合才能使除鈣反響進行徹底，所以當除鈣塔出鹵CO2含量較低，除鈣塔效果不好時，需要對碳酸化尾氣中的氨和二氧化碳含量進行分析，并適當調節碳酸化的操作，而不僅是向碳酸化尾氣中參加窯氣二氧化碳。為了使鎂反響趨于完全，參加CaOH2應過量，即加灰乳后的調和也過剩SCaO0.05tt。由于Mg(OH)2結晶很細，沉淀速度極慢，為提高沉降速度，因此在家灰乳的前面，提前參加二次鹽泥CaCO3泥漿作為助寂靜，使加灰生成的MgOH2細結晶成長為較大的聚合體，這種較大的聚合體的沉降速度可達0.4 0.8m/h。這種工藝“先加泥，

59、后加灰工藝。“先加灰，后加泥工藝及“同時加灰、加泥 聚合體的沉降速度比“先加泥后加灰工藝要慢天津堿廠調和液沉降實驗結果數據。為了使除鈣反響完全，除鈣塔出鹵亦應含有稍過量的CO2，過剩CO22.0tt。此法除鎂效率可達98%99%,除鈣效率亦可達99%99.6%。為了使除鎂徹底，僅除鈣他的一次鹽水必須清澈，否那么一次鹽水中未澄清的懸浮物MgOH2沉淀，再除鈣塔中又與CO32-作用生成MgCO3MgOH2 + CO32- MgCO3 + H2O在二次鹽水中，MgCO3的溶解度大于MgOH2的溶解度100多倍，使MgOH2沉淀重新溶解，外表上精制后的二次鹽水肅然很清澈，但Mg2+濃度增加，這種現象在

60、操作中稱為“假濁度。在吸氨系統NH4OH濃度逐漸增加，PH值大于10.4時，育大量鎂鹽沉淀析出，使吸氨塔和管道堵塞。因此，用石灰-碳酸氨法精制鹽水時，應盡量不使二次泥漿過稀二次鹽水很大量NH42CO3。此法的優點是適用于含鎂、鈣雜質高的粗鹽水精制，比石灰-純堿法經濟。鈣鎂雜質多時，用石灰-純堿法精制鹽水，純堿消耗多，不經濟。此法的缺點是二次鹽水中含有與Mg、Ca之和的等當量固定氨，影響碳酸化轉化率的提高；其次是除鎂、除鈣分別進行，流程復雜，設備多、投資大、氨損失大、第三是除鈣塔及其管道結疤嚴重，使用期短，清理工作量大。12.2 設計方案確實定 根據其石灰純堿法的優點，本設計將采用石灰-純堿法精