氯碱物料衡算全集

1氯气洗涤塔的计算21.本装置采用40×40×4.5的瓷拉西环，堆放形式采用底部整砌上部乱堆，因此采用Eckert通用关联图计算泛点气速及填料层压降，即按气液负荷计算横坐标L/G（γg/γL）1/2，由此值查到图中的泛点线，得到纵坐标μF2Φψ/g（γg/γL）μL0.2，然后求得μF值。μF：泛点空塔气速m/sg：重力加速度m/s22P{;u3h)j:U/na/ε3：干填料因子m-1γg：气相重度kg/m3γL：液相重度kg/m3μL：液相粘度cpL：液相流量kg/hG：气相流量kg/hε：填料空隙率m3/m3%s&t6zQ/?/n#D+u!]σL：液相表面张力dyn/cm(C1/2=0.48查图：得纵坐标为：0.0452Q3?*z3j!F/g-x#}-x3K则μF2Φψ/g（γg/γL）μL0.2=0.0455r)F(S'X;U!d(tμF=[(0.045gγL)/(ΦψγgμL0.2)]1/2=0.79m/s空塔气速取：μ=70%μF=70%×0.79=0.55m/s%Q:Y+]5S.Fi.?2m(L则：初估塔径：D=[V/(0.785μ)]1/2=1628mm根据容器圆整后取：1700mmm&u6P/P!L4u-~-I6@-t则实际空塔气速为：V/(0.785D2)=4121/(0.785×1.72×3600)=0.50m/s&D-f:Q4f%X:r(F(d.y3.7万吨/年离子膜氯气洗涤塔$T8m(q'n2V%e(lV=4877m3/h，L=100000kg/h，8a#a&D)M0Q6@%V&\0r则L/G（γg/γL）1/2=[100000/（1.989×4877）](1.989/995)1/2=0.46;H6`'K'b-Q*?3p1n查图：得纵坐标为：0.046则μF2Φψ/g（γg/γL）μL0.2=0.046:}(qd'k:SE*y'[μF=[(0.046gγL)/(ΦψγgμL0.2)]1/2=0.80m/s空塔气速取：μ=70%μF=70%×0.80=0.56m/s0c@$W$L/U,\5^,Th则：初估塔径：D=[V/(0.785μ)]1/2=1755mm根据容器圆整并考虑一定的余量后取：2000mm1P/D9T'u7W*Ai'k!?9a则实际空塔气速为：V/(0.785D2)=4877/(0.785×22×3600)=0.43m/s8C)O(X%x$PF#`5j5Y%G填料层高度同6万吨/年离子膜取：6m。横坐标：L/G（γg/γL）1/2=[100000/（1.989×4877）](1.989/995)1/2=0.46纵坐标：μF2Φψ/g（γg/γL）μL0.2=(0.432×350/9.81)×(1.989/995)×1=0.01323查得：压降ΔP/Z=15mmH2O/m填料则填料层总压降为：15×6=90mmH2O，即：900pa。45干燥系统硫酸单耗计算6假设：电解氯气出口86度1.经过钛冷之后温度在15度0E/s8?/k1g#v}-r&i2.设氯中含水指标为100PPM!?%f,t)D2s!i3.设1#干燥塔排出浓度为75%,C6f)~+_*]6{/G4_4.硫酸初始浓度为98%-k2F-s&[,Y,d(x&J8j6Q%v5.设1千克氯气需要M克硫酸%?8s*T7}8?7lE/e/Z-g3z查表可知此15度时含水为4.3克/千克氯气计算可的4.2克水分需要由浓硫酸来吸收'v0z8}1e#X8[%e可的方程：MX98%=（M+4.2）X75%1{9M:\-o5y3GM=13.7克折成1千克100%碱是12.3克;c.a:u'W1N2W-q(所以可知：吨100%碱消耗硫酸理论为12.3千克可能有部分浪费或者其他原因算10%则硫酸单耗指标也就在14KG/TNAOH789盐酸解析作计算10目的：对比不同酸浓的蒸汽消耗4x!T0EZ+n4N'i工艺：采用浓盐酸，连续解析，稀酸和浓酸换热后，用冷却水冷却后去吸收低纯氯化氢。d0k9h3f5L3_2h假设：解析塔出口气相和进入浓酸平衡，气相冷凝酸为38%盐酸。常压操作。3J!q8@-[H*b5R32%时，查盐酸溶液的沸点图，沸点80℃，气相含氯化氢92%。查焓浓度80℃时液相焓75cal/g，气相焓488cal/g。+w:Yv4|-Ak%p3I蒸汽氯化热取539cal/g每吨氯化氢理论蒸汽耗：*F)N6q)L/i;F-{,w5R&L7T&^{(1+(1-0.98)*0.38}(488-75)/(0.92*539)=0.839吨1m)UDD9F27%时，查查盐酸溶液的沸点图，沸点100℃，气相含氯化氢67%。查焓浓度100℃时液相焓82cal/g，气相焓530cal/g。*D&l,k2C;G:}:E7t*}蒸汽氯化热取539cal/g每吨氯化氢理论蒸汽耗：9O6n'o/t/p)T{(1+(1-0.67)*0.38}(530-82)/(0.67*539)=2.12吨&c,n3_[%w2P.E可见蒸汽消耗差很多。11电解12性能保证考核期间，电解槽出口的烧碱日产量(按100％NaOH计)应通过成品烧碱的数量、NaOH浓度和温度进行计算。该计算值应与以下保证值进行比较：4C-p0?5m8fb1?)e5_/KM烧碱=V阴极液*C烧碱*ρ阴极液*24时/天/t考核!o.\4e*R8d1b'u9{M烧碱：烧碱日产率(100％NaOH，吨／天)P#{/W)N+h!OV阴极液：性能保证考核期间电解槽所产生的阴极液总量(m3)C烧碱：性能保证考核期间电解槽所产生的阴极液平均NaOH浓度(kg.NaOH／kg)8i7Y6D:S$e-E&I#nρ阴极液：性能保证考核期间电解槽所产生的阴极液平均密度(kg／m3);e/T$q$r1GL$C:wt考核：性能保证考核时间：72小时,q!d2U-],d7D(a)性能保证考核期间电解槽产生的阴极液平均NaOH浓度C烧碱3R%A6D/E7w/m'F每2小时从烧碱泵出口处取样品，采用中和滴定法分析取其平均值。3s/V(q3i-\)D6d(b)性能保证考核期间电解槽生产的阴极液平均密度ρ阴极液fb)d)^-y'}%L按上述(a)项的烧碱浓度C烧碱和TR—274所指示的碱液温度，在由卖方提供国际通用的烧碱温度—浓度—密度关系图上来求出密度。n6n+d6n:j9y/@:\0R%n'C(c)性能保证考核期间电解槽生产的阴极液量V阴极液%S0N4P+o/g.A)C;k由设置在成品碱液管道上经校正并由双方认可的积累式流量仪FIQ-274测定，由性能保证考核开始时FIQ-274流量仪所指示的数与性能保证考核结束时指示数之间的差值，求出阴极液量。(d)NaCl含量分析按规定的分析方法进行。,F&|.^4h:p9d$n注：烧碱电流效率按下述公式计算.q0@;g5S;o&D3]6c&p'[η=M烧碱×10³÷（1.492×∑Ii×N单元槽i）×24时/天×10²（∑上面是N电解槽下面是n-1）/U:E8E7B5J^5|)gY)`0h,R5[电流效率曲线之间的关系.a-O8b!K*i.]*N'mη离子膜=η烧碱+η泄漏（0.43%）;O'G+Z+z2j,`1q:U.[.V6.3.2电解直流电耗-Q0T-L,d3c性能考核期间每吨烧碱的电解电耗按下述公式计算并与保证值比较。直流电解电耗计算公式7P2o%`4g;s'G4x9k9R!?/yB)J+O+a%F/M$J/X1k4CΦ平均=N÷M总×24时/天÷t考核4\5l8Z2S'U-LΦ平均：平均电解电耗DC-KWH／MT-NaOH.`4@;W*]%@PN：性能保证考核期间的电解直流电总耗量DC-KWH-H1f.v%e5}7^7r-A13M总：性能保证考核期间烧碱生产量(按100％NaOH计)吨／天t考核：性能保证考核(小时)9f0e#Z*k+{在性能保证考核期间，每2小时测定一次供给电解槽的电流和电解槽两端之间的*f$P6U)um4?#O差值，求得直流电的消耗量。公式表示如下：N电解槽N次数1Q9[e9U,D$V+{0AN=∑∑（Ei.j×Ii.j）×2(由于版本太低∑头和脚上的符号只能用上下两行表示)-{5H8Pl-@7E,i-]i-1j-1N:性能保证考核期间的电解直流电总耗量DC-KWHE：电解槽两端之间的差值(v))^%Ci2~;T(z!O%h6\*FI：单槽电流(DC-kA)3jG3K9V1X5y'O6NN电解槽：电解槽数(=6)N次数：测量次数(=36)6.3.3氯气纯度(1)氯气纯度按下式计算GCL2=VCL2÷(VCL2+VO2+VH2-0.268VN2)×100$Q%B4`1k0J8a;T/KG：氯气纯度（干基，不含CO2）VOL%:c5A7u4N3E5q2l2C%t+k!JVCL2，VO2，VH2，VN2：标准状态下氯气、氧气、氢气、氮气的体积;g&X'g/J;v$?9X(2)氯气的分析用烧碱吸收氯气以取得氯气总量，并将所得数值换算成标准状态。(3)未吸收气体将烧碱液未吸收的气体用气相色谱仪分析其O2,N2,H2的相对比率，再与烧碱未吸收气体的容积相乘，算出VO2，VN2，VH2。2p,p:H0O,L3b-x6.3.4氢气纯度0c5f%Q-U;D8o氢气纯度按下式计算：;J.^#n4z6O#FGH2=CH2÷(CH2+CO2-0.268CN2)×100GH2：氢气纯度(％)8Hq3g;j%f;c6z2fCH2，CO2，CN2：用气相色谱仪分析的分析值（%）1415电解槽的物料衡算16一、精盐水规格o+Y6D$A5M'r|!p;}-fNaC1,315g/L,密度=1190kg/m3,精盐水中杂质忽略不计.二、电解液规格!DJ&k-B&}*j2{NaOH:125g/L,NaC1,180g/L,密度=1185kg/m3,电解碱液中由于副反应产生的杂质忽略不计。-p8F)?3M:v#Q5A2`$N三、以生产1吨100%NaOH成品计2NaCI+2H2Ｏ＝2NaOＨ＋H2↑+Cl2↑2×58﹒52×182×40271生产1吨100%NaOH可制得氯气,氢气的重量及消耗氯化钠及水的重量分别为：6S'X%E/E3F(^/U3V'J%F(v7^3N5g1Q3D6?2s电解槽的物料平衡如图所示/N2S,q7\/l/R-Q#~$f2{x5e.n-P-、进入电解槽的精制盐水量的计算)q9X%fq(b*f/`7a-R!Z进入电解槽的NaCl重量=己转化为NaOH的NaCl重量+未转化的NaCl重量#uG+]9U9].f)i5g%q.l%O#`6F二、输出电解槽的电解碱液计算电解碱液的体积V2=1000/125=8M3电解碱液的重量G2=8×1185=9480KG其中：NaOH，1000(kg),NaCl：1440〈kg),H2O：7040(kg)三、湿氯气的计算+g*w%Sy6?7Z%D湿氯气中含水量的计算：#d-u)|!a8X根据气体分压定律,湿氯气中氯气和水蒸气的分压应与它们的摩尔数成正比,$@.y-R1A3L5B:l1x7S!V*o5^2T/O9u+p*}*h)T$D四、湿氢气的计算湿氢气中含水量的计算：:G3GB&f-k2w'u9s6D1a0L-K'b!{,z/D因此,离开电槽的湿氢气总重量G4=25+264．3=289．3㎏电解槽总的物料平衡见表物料平衡表+R~*t.z(].?:m;|:E;p+\2E\,F.v化盐工序物料平衡计算17以生产1吨100%烧碱为计算基准。盐水精制方法采用烧碱-纯碱法。?#B!rw0B)U7D7k:S1{&k,jU物料平衡公