燒堿裝置處理氯氣氫氣初步設計

論文編號:HG243   論文字數:18599,頁數:60

燒堿裝置氯氣、氫氣處理工序初步設計

摘  要
 
 作為燒堿工業的兩個重要產品，氯氣和氫氣是工業上最常見的兩種氣體，具有廣泛的用途，是非常重要的化工原材料。然而電解飽和食鹽水制取的氯氣、氫氣一般溫度較高，而且含有大量的水蒸氣，嚴重影響產品的純度。此次設計任務是解決氯氣，氫氣的干燥問題。設計分兩個部分，分別針對氯氣和氫氣干燥工藝過程中的物料和能量進行了衡算，給出了設計的基本依據，同時針對主要設備的設計和選型，參數計算，車間設計布置，安全生產等進行了探討。考慮到溫度和氯氣的腐蝕性問題，采用了先冷卻干燥，后硫酸干燥的方法。由于氫氣性質不具有腐蝕性，采用普通冷卻器和除霧器對其進行干燥。
 氯氣處理工段采用間接冷卻方式，填料塔硫酸循環流程串聯泡罩塔干燥流程。通過工藝計算和設備設計，使氯氣含水量小于0.05％。氫氣處理工藝為簡化流程和投資，采用直接法，兩段洗滌塔進行冷卻，最終使純度達到98％。

關鍵詞：氯氣 氫氣 溫度 干燥 腐蝕性

 The design for treatment processes of chlorine and hydrogen in the caustic soda industry
 
 ABSTRACT
 
 With wide industrial applications, chlorine and hydrogen are the most common industrial gases and very important chemical raw materials. They are usually fabricated by electrolysising the saturated salt water in industry. However, the fabricated hydrogen and chlorine generally have the higher temperature, and mix a lot of water vapor, which would seriously affect the purity of the product. The design is about the solution of chlorine, hydrogen dryness, and contain two parts, which deal with the material and energy calculation during the process, major equipment design and selection, parameters calculation, plant design and design layout of the chlorine and hydrogen, seperately. Taking into account the problem of temperature and corrosive in chlorine, the method of cool dry firstly, and then the sulfuric acid dry was used in this design. While for the hydrogen, ordinary cooler was used during the process because of its corrosion resistance property.
 Indirect cooling method was used in during the chlorine treatment process, with acid cycle drying process in packed tower contected with series blister tower drying process. The water content in chlorine was design to less than 0.05% through the process calculation and equipment design. To simplify the process and reduce the investment, the direct method in the hydrogen treatment process was used. With two scrubber for cooling, the purity of hydrogen can finally reach to 98%.

Key words: chlorine  hydrogen  temperature  drying  corrosive 

目  錄
  摘  要 I
 ABSTRACT II
 第一篇 氯氣處理 1
1 總論 1
 1.1 概述 1
 1.1.1 氯堿工業在國民經濟中的地位 1
 1.1.2 氯堿工業的特點 1
 1.2 氯氣總述 1
 1.2.1 物理特性 2
 1.2.2 氯氣的用途 2
 1.3 氯氣處理的任務和方法 2
 1.4 工藝流程簡介 3
 1.4.1 氯處理工藝 3
 1.4.2 工藝流程的確定 4
2 氯氣工藝計算 5
 2.1 氯氣處理工藝流程 5
 2.2 計算依據 5
 2.3 工藝計算 6
 2.3.1 第一鈦冷卻器 6
 2.3.2 第二鈦冷卻器 9
 2.3.3 硫酸干燥塔Ⅰ（填料塔） 12
 2.3.4 硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔） 13
3 主要設備設計及選型 15
 3.1 第一鈦冷卻器 15
 3.1.1 確定設計方案 15
 3.1.2 確定物性數據 15
 3.1.3 設計計算 16
 3.1.4 第一鈦冷卻器的核算 18
 3.2 第二鈦冷卻器 24
 3.2.1 第二鈦冷卻器核算 24
 3.3 換熱器附件 28
 3.3.1 管板 28
 3.3.2 殼程接管法蘭 29
 3.3.3 管程接管法蘭 29
 3.3.4 管箱 29
 3.3.5 封頭 30
 3.4 硫酸干燥塔Ⅰ(填料塔) 30
 3.4.2 塔徑的確定 30
 3.4.3 壓降計算 31
 3.4.4 塔高確定 32
 3.5 硫酸干燥塔Ⅱ（泡罩塔） 32
 3.5.1 塔徑的確定 32
 3.5.2 塔高的確定 33
 3.6 除沫器 33
 3.6.1 計算依據 33
 3.6.2 計算部分 33
4 安全生產基本原則 34
 4.1 防火，防爆等級 34
 4.2 原材料及成品的衛生安全濃度 34
 4.3 原材料、半成品及成品的毒性及急救方法 34
 4.4 生產操作中的安全技術 34
 4.5 設備的安全規定 35
 4.6 操作人員注意事項 35
 4.7 消防要點 35
 4.8 勞動保護和勞動環境 36
 4.9 消防方法 36
 第二篇  氫氣處理 37
1 總論 37
 1.1 概述 37
 1.1.1 氫氣 37
 1.1.2 氫氣處理的任務和方法 37
 1.2 氫氣處理工藝流程確定 37
2 工藝計算 38
 2.1 氫氣處理工藝流程 38
 2.2 計算依據： 38
 2.3 工藝計算 39
 2.3.1 一段洗滌冷卻塔 39
 2.3.2 二段洗滌冷卻塔 41
3 主要設備設計及選型 44
 3.1 一段洗滌塔 44
 3.1.1 塔氣體流量 44
 3.1.2 塔氣體直徑 44
 3.1.3 噴嘴輸鹵的確定及布置 44
 3.1.4 塔高的確定 44
 3.1.5 管徑的選擇 45
 3.2 二段洗滌塔 45
 3.2.1 塔氣體流量 45
 3.2.2 塔徑的確定 45
 3.2.3 噴嘴數的確定 46
 3.2.4 塔高的確定 46
 3.2.5 管徑選擇 46
 3.3 主要管徑計算 46
 3.4 氫氣輸送設備 47
 3.5 水輸送泵 ...47
 3.6 液封循環水池 47
 3.7 氫氣緩沖罐 48
 總  結 49
 附  錄 50
 參考文獻 51
 謝  辭 52