年产15万吨纯碱生产车间工艺设计学士学位论文.doc

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1、XX大学（X届）本科毕业设计（论文）资料题目名称：年产15万吨纯碱生产车间工艺设计学院（部）：专业：学生姓名：班级：学号：指导教师姓名：职称：III目录11.1纯碱的性质和用途11.1.1纯碱的性质11.1.2纯碱的用途11.2纯碱工业的发展史21.2.1中国纯碱工业发展史21.2.2世界纯碱工业发展及现状21.3纯碱的生产方法21.3.1侯氏制碱法21.3.2苏尔维制碱法31.4联合制碱法与氨碱法的比较342.1纯碱工艺的生产原理和工艺概述42.1.1生产原理和工艺简述42.1.2工艺流程42.2生产工艺流程52.2.1生产工艺流程52.2.2工艺流程示意图673.1联

2、碱法析氨的相图及过程分析73.2制碱原则性流程73.3物料衡算93.4循环过程中的工艺指标113.5联合法的运作要点123.5.1循环系统的水平衡123.5.2副产品氨水133.5.3钙镁杂质对联碱法生产的影响13144.1碳化塔的选型与计算144.1.1外冷式碳化塔的特点144.1.2碳化塔内径的计算15III4.2结晶器的选型154.2.1内循环盐析结晶器154.2.2结晶器特点154.3结晶器尺寸设计15185.1人员配备185.2车间布置185.2.1厂房的平面布置185.2.2厂房的立面布置195.2.3厂房的建筑结构195.2.4管道布置设计195.3安全生产

3、205.3.1安全隐患205.3.2安全措施205.4环保及三废处理215.5本次毕业设计的意义21226.1主要工艺参数226.1.1产品组成226.1.2各主要物料的实际消耗量226.1.3工资及各物料的价格226.1.4建设期资金投入226.2投资估算23III1.1纯碱的性质和用途纯碱即碳酸钠（Na2CO3），也称苏打或碱灰。1.1.1纯碱的性质碳酸钠的性状为白色粉末或者颗粒，无气味，有碱性，是碱性的盐，有吸湿性，溶于水和甘油，水溶液呈碱性，pH为11.6，相对密度为2.53，熔点845~852℃[1]。碳酸钠与水生成Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和

4、Na2CO3·10H2O三种水合物，依据颗粒大小、堆积密度的不同依次可分为：超轻质纯碱、轻质纯碱和重质纯碱。1)溶解性碳酸钠易溶于水和甘油，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。碳酸钠是一种强碱弱酸盐，溶于水后发生水解反应（碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠），使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，并且能与酸进行复分解反应生成相应的盐并放出二氧化碳气体[1]。2)稳定性碳酸钠稳定性较强，但高温下也会分解，生成氧化钠和二氧化碳气体。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分和二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。1.1.2纯碱的用途1)用作基本化工原料纯碱

5、用途广泛且需求量大，是重要的基本化工原料。化工生产中经常以纯碱为原料制取其他性质的碱和无机盐等化工产品，例如：以碱的酸化法可以用来制取小苏打；用苛化法制取苛化烧碱；硅砂与纯碱在熔融条件下，可以制取硅酸钠（泡花碱）；以再结晶法可以制取十水碳酸钠（晶碱）；以石灰硫化氢法和硫化钡法，都可以用纯碱来制取硫化碱；以纯碱为原料还可以制取各种含钠盐类；还被用做生产其它化工产品的原料或辅料[1]。2)用作基本工业原料纯碱还大量用于冶金工业（如炼铝）、玻璃工业、合成洗涤剂、纺织工业、石油化工、搪瓷、造纸、印染、食品及民用等方面。因此纯碱被称为基本工业原料，在国民经济中占有重要地位，它的产量

6、和用量通常标志着一个国家的工业水平[1]。231.2纯碱工业的发展史对中国纯碱工业的发展史和世界纯碱工业的发展和现状进行分析。1.2.1中国纯碱工业发展史中国纯碱工业的发展可分为两个时期，一是天然碱的加工利用，二是现代纯碱工业的建立和发展。天然碱的利用历史悠久，从三代建都河洛时期，就用天然碱。河套平原建郡时，已是天然碱产地。近代制碱工业以采用路布兰法制碱为先，四川最早以芒硝为原料制纯碱。20世纪初天津成立永利制碱公司，采用索尔维法制碱工艺。1921年侯德榜担任永利制碱公司技师，刻苦钻研技术问题，1924年开始生产碱。1926年美国博览会上，永利的红三角牌纯碱获金质奖章，打

7、入国际市场。1.2.2世界纯碱工业发展及现状人类使用碱的历史已有几千年，最早是取自草木灰和天然碱。大规模的工业生产开始于18世纪末，随后法国人路布兰提出以食盐、硫酸、石灰石、煤粉为原料的工业生产纯碱方法，现称路布兰制碱法。随后1861年索尔维发现用食盐水吸收氨和二氧化碳的实验中可以得到碳酸氢钠，他因此而获得了用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利，被称为索尔维制碱法。1939年侯德榜开展改进氨碱法的实验研究，把索尔维制碱工业和合成氨工业联合起来，这种即产纯碱、又产氯化氨的新工艺取得成功，被称为“侯氏制碱法”，现称“联合制碱法”[1