預(yù)處理器對含鎂量較高的原鹽有較好的適應(yīng)性

1、預(yù)處理器對含鎂量較高的原鹽有較好的適應(yīng)性， 而對原鹽中的鈣鎂離子之比沒有嚴(yán)格的局限 性。但是除鎂能力的大小取決于能否產(chǎn)生足量的、 氣泡直徑滿足氫氧化鎂附著需求的有效氣 泡。在額定流量下壓縮空氣溶解于粗鹽水的溶解度是有極限的， 壓縮空氣溶解量有一定限度 而且在減壓后釋放出來的溶解空氣也比溶解量有消耗， 質(zhì)量是有損失的。 因此當(dāng)有效的氣泡 量不足以讓所有的氫氧化鎂所裹纏，則沒有載體裹纏的氫氧化鎂不可能氣浮從上排泥口排 出，而是會在鹽水中游蕩，氫氧化鎂的分離效果就會受到極大的影響。 一方面盡可能提高空氣的溶解量， 使空氣在鹽水中溶解達(dá)到飽和或者接近飽和。 在設(shè)計(jì)同時 要保證減壓后溶解的空氣盡可能的全

2、部釋放， 并形成高質(zhì)量的氣泡粒徑， 盡可能的減少氣泡 量的損失和氣泡質(zhì)量的低下。 另一方面充分利用預(yù)處理器在結(jié)構(gòu)上的特殊性， 將鹽泥循環(huán)技 術(shù)嫁接到預(yù)處理器上來， 讓因?yàn)闆]有足夠的小氣泡， 而不能裹纏小氣泡浮上分離的氫氧化鎂， 在氫氧化鐵的作用下， 裹纏在循環(huán)鹽泥中的結(jié)晶型的碳酸鈣固體顆粒周圍， 形成表觀密度較 大的固體顆粒并借助斜板效應(yīng)和同流向分離原理， 而迅速沉降到桶底。 此預(yù)處理器的分離速 度為浮泥上升速度和沉泥下降速度的累加，大大提高了預(yù)處理器分離氫氧化鎂的能力。6 萬噸離子膜物料衡算一、項(xiàng)目：新建年產(chǎn) 6 萬噸燒堿。二、計(jì)算依據(jù)1、需要的一次鹽水(1) 生產(chǎn)1噸燒堿需要消耗的一次鹽水

3、流量：11m3/ h(次鹽水濃度為305±5g/l，離子膜電解槽淡鹽水濃度工藝控制指標(biāo)為215±5g/l，年工作8000小時。(2) 設(shè)計(jì)生產(chǎn)燒堿能力為6萬噸,每小時產(chǎn)堿 7.5噸，則消耗的一次鹽水為：7.582.5 m3/ h一次鹽水管道的確定 :鹽水流速范圍：1.02.0m/s,取1.5 m/s計(jì)算s=Q /v=82.5/3600 1.5=0.01527 m2 管道材質(zhì)為襯 PO 管,管徑為 0.139 m。輸送管道選擇Ø159 X6.5的無縫鋼管襯PO.2、離子膜系統(tǒng)酸消耗(1 )一次鹽水的含堿濃度：(0.3-0.6)g/l，取0.5 g/l計(jì)算

4、；進(jìn)螯合樹脂塔前需要調(diào)整到PH：9 ±).5，取PH為9 (即體積濃度為：0.0004 g/l)計(jì)算，則高純酸消耗：mHCI= (82.5 0.5- 82.5 0.0004) X36.5/40 = 37.61kg/h 即酸消耗為：VHCl=0.109 m3/h 。高純酸用于調(diào)節(jié)一次鹽水 PH 酸管的確定 ： 高純酸輸送為自流，流速取0.5m/s,取計(jì)算 s=Q /v=(0.109/3600)/0.5=0.00006056m2 管道材質(zhì)為 PVC 管,管道直徑為 8.78mm。輸送管道選擇 Ø25, 實(shí)際流速為 ：0.38 m/s,(2)鰲合樹脂再生需要的高純酸量

5、鰲合樹脂塔運(yùn)行 24小時下線， 配制酸濃度控制 5%6% ，取 5.5%計(jì)算，高純水流量為 6 m3/h， 則31%的高純酸流量1.125 m3/h，再生時間2.5小時，一年中平均每小時需要 31%的高純酸 量為： 0.117m3/h。鰲合樹脂再生高純酸管道管的確定 ：高純酸輸送為自流，流速取0.5m/s,取計(jì)算s=Q /v=(1.125/3600)/0.5=0.000625m2 管道材質(zhì)為 CPVC 管,管道直徑為 28mm 。輸送管道選擇Ø40,實(shí)際流速為：0.324 m/s.(4)由于復(fù)極式離子膜電解槽為加酸工藝，需要調(diào)整精鹽水的 PH: 9±).5調(diào)整P

6、H值在25之間，以PH=4計(jì)算。需要消耗的高純酸量為：82.5 0.0004 36.5/40 = 0.0301kg/h , 即: 0.087 m3/h。4=-噸 10 (V01.115 1000 >0.31) /36.5 : / ( 82.5 + V)V=8.71 >10 4m3/hV 總 1 = 0.0878 m3/h輸送高純酸用于調(diào)節(jié)入槽鹽水酸管的確定 ：高純酸輸送為自流，流速取0.5m/s,取計(jì)算s=Q /v=(0.0878/3600)/0.5=0.0000488m2 管道材質(zhì)為 CPVC 管,管道直徑為 5.57mm輸送管道選擇Ø15,實(shí)際流速為:0.

7、310 m/s.( 5)離子膜脫氯塔消耗酸量真空脫氯系統(tǒng)淡鹽水的 PH值工藝指標(biāo)控制：1.21.5，取1.2計(jì)算，出電解槽淡鹽水的流量 為44 m3/h，考慮氯氫處理的氯水 11m3/h，淡鹽水的PH: 25之間，取4計(jì)算，脫氯塔的 處理能力為 55 m3/h。淡鹽水PH=4化為含酸體積濃度 0.00365g/L，加酸后淡鹽水 PH=1.2化為含酸體積濃度 2.303g/L，每小時消耗酸量： 55 >(2.303 0.00365) 10-3=126.46 kg/h，換為體積消耗酸量為 0.1134m3 /h的高純酸。輸送高純酸用于調(diào)節(jié)入槽鹽水酸管的確定 :高純酸輸送為自流，流速取0.5m

8、/s,取計(jì)算s=Q /v=(0.1134/3600)/0.5=0.000063m2 管道材質(zhì)為 CPVC 管,管道直徑為 8.95mm輸送管道選擇&Oslash;15,實(shí)際流速為:0.401m/s.離子膜電解系統(tǒng)高純酸總體消耗為：VHCl = 0.427m3 /h3、真空脫氯系統(tǒng)亞硫酸鈉消耗真空脫氯塔后的淡鹽水含游離氯<70PPM按70PPM計(jì)算，加堿調(diào)節(jié) PH后，用亞硫酸鈉除游離氯為 0PPM。除脫氯后淡鹽水游離氯的化學(xué)反應(yīng)方程式：ClO-+SO32-SO42-+Cl-(70X10-3 >55) >126=M< 88.5M=5.49Kg/h亞硫酸鈉罐 5m3亞

9、硫酸鈉濃度配制為 5%,即體積濃度為 5g/L :體積輸送流量為：V=1.098m3 /h 。亞硫酸鈉管道的確定 :亞硫酸鈉管道的流速取1.5m/s,取計(jì)算s=Q /v=(1.098/3600)/1.5=0.000203m2 管道材質(zhì)為無縫鋼管襯 PO, 管道直徑為 16.09mm輸送管道選擇&Oslash;38,襯PO后,內(nèi)徑為20 mm,實(shí)際流速為:0.97m/s.4、離子膜電解系統(tǒng)自用堿消耗( 1 )螯合樹脂再生用堿小消耗：鰲合樹脂塔運(yùn)行 24小時下線， 配制堿濃度控制 6%7%，取 7%計(jì)算，高純水流量為 6 m3/h， 31%的堿，則堿流量為：1.36 m3/h，再生時間2.

10、5小時，一年中平均每小時需要消耗31%的堿量為： 0.1142m3/h。堿輸送管道的確定堿輸送為自流，流速取0.5m/s,取計(jì)算s=Q /v=(0.1142/3600)/0.5=0.0000634m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 ,管道直徑為 8.99mm輸送管道選擇&Oslash;15,實(shí)際流速為：0.404m/s.(2)脫氯后加堿調(diào)節(jié)淡鹽水PH 值堿的消耗脫氯前淡鹽水 PH 值取 1.2，脫氯后淡鹽水 PH 值工藝控制 912,取 PH： 11 計(jì)算。淡鹽水PH值取1.2，體積濃度為：0.4339g/l,脫氯塔的處理能力為 55 m3/h。加堿中和到PH 為 7, 消耗堿為 ：55 >

11、;0.4339 猱0/36.5=26.15 kg/h 則體積消耗為V1=0.0637 m3/h調(diào)節(jié)淡鹽水 PH 為 11 需消耗堿為 ：11= 14-噸 10 (VX410) /40 / (82.5 + V)V2=0.0121m3/h總體消耗堿 ：0.0759 m3/h堿輸送為自流，流速取0.5m/s,取計(jì)算s=Q /v=(0.0759/3600)/0.5=0.0000422m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 ,管道直徑為 7.34mm輸送管道選擇&Oslash;15,實(shí)際流速為:0.404m/s.5. 離子膜電解系統(tǒng)蒸汽消耗( 1 )鹽水精制蒸汽消耗 (采用板式換熱器 )一次鹽水精水溫度為55

12、60C,考慮鹽水在輸送過程中的熱損失，板式換熱器鹽水進(jìn)口溫度為55C度計(jì)算，進(jìn)螯合樹脂塔的鹽水溫度工藝指標(biāo)要求控制在60±5C，按60C計(jì)算，查表：一次鹽水 55C的比熱 Cp= 0.928Kcal/l. C, 次鹽水 60C的比熱 Cp= 0.925 Kcal/I. C, 壓力 0.7Mpa，溫度為 164.17 C飽和蒸汽焓H1 = 659.9 Kcal/kg，飽和冷凝水的焓： H2 =165.7Kcal/kg,采用板式換熱器，排出的冷凝水的溫度為80C焓：H3 = 80Kcal/kg,，即80C時，一次鹽水的流量為：82.5 m3h。需要提供給被加熱鹽水的熱量：Q=82.5&g

13、t;60>92555>928= 367.9>103Kcal/h蒸汽消耗為 :W= Q /(H1-H2)= 367.9 >103/(659.9-165.7)W=744.4 kg/h板式換熱器的換熱面積為 :板式換熱器總的傳熱系數(shù)?。?000Kcal/(m2.h. C )s= Q/k=367.9 1>03/3000s=122.6 m2( 2)陰極電解液板式換熱器5、離子膜電解系統(tǒng)高純水消耗( 1 )螯合樹脂塔再生高純水消耗鰲合樹脂塔運(yùn)行 24 小時下線，高純水流量為 6 m3/h， 酸.堿各再生時間 2.5 小時，高純水 用量為 :30 m3h堿后水洗，酸后水洗，下線

14、后水洗各3小時，流量為10 m3/ h,需要消耗高純水為 90 m3一年中平均每小時需要消耗高純水為：3.75m3/h。高純水輸送管道的確定高純水的流速取 2.5 m3/s。流量為10 m3/ h,s=Q /v=(10/3600)/2.5=0.00111m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 ,管道直徑為 37.6mm輸送管道選擇 &Oslash;57, 實(shí)際流速為 :1.421m/s.(2) 過濾器反洗用水消耗過濾器運(yùn)行48小時下線，二次全排，三次排1/3.過濾器容積8m3,則消耗高純水為：24m3, 年 中平均每小時需要消耗高純水為： 0.5m3/h。高純水輸送管道的確定高純水的流速取2.5 m

15、/s。根據(jù)過濾器的容積，流量為20m3/ h,0.4小時充滿.s=Q /v=(20/3600)/2.5=0.00222m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 , 管道直徑為 53.2mm輸送管道選擇 &Oslash;76, 實(shí)際流速為 ：1.44m/s.(3) 配制亞硫酸鈉用水消耗亞硫酸鈉濃度配制為 5%，即體積濃度為 5g/L ：體積輸送流量為：V=1.098m3 /h 。高純水消耗為1.098m3 /h。亞硫酸鈉罐 5m3,高純水的流速取 2.5 m/s。要求10分鐘充滿.則 流量為 30 m3 /h。高純水管道管徑的確定 ：s=Q /v=(30/3600)/2.5=0.00333 m2 道材質(zhì)

16、為不銹鋼管 ,管道直徑為 65.1mm輸送管道選擇 &Oslash;76, 實(shí)際流速為 ：2.17m/s. 如果以上用一顆管道輸送,保證螯合樹脂塔再生 , 過濾器反洗 , 配制亞硫酸鈉用水相互不影響,總體輸送流量為 ：80 m3 /h?？偢呒兯斔凸艿赖拇_定高純水的流速取 2.5 m3/s。流量為60 m3/ h,s=Q /v=(60/3600)/2.5=0.00667m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 , 管道直徑為 92.17mm輸送管道選擇&Oslash;108,實(shí)際流速為:2.12m/s.(4) 離子膜電解槽電解用水消耗2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H

17、22 2 n 7500/40高純水的摩爾量：nH2O=187.5Kmol/h 即 m1H2O=3375 Kg/h每個鈉離子帶 4 個水分子，遷移到陰極室的水的質(zhì)量為：m2H2O=13500Kg/h成品堿帶走的水的質(zhì)量為：m3H2O=17500Kg/h氫氣帶走水的質(zhì)量為：查表氫氣在90 C .時，水蒸汽分壓525.8毫米汞柱。p H2O=525.8-115.69=410.11 毫米汞柱p H2=760-410.11=349.89 毫米汞柱氫氣中的水份為：m4 H20 = p H20/ p H2 n H1044.6 Kg/h需要消耗的高純水量為m H20 =1044.6+17500+3375-13

18、500=8420Kg/hv H20 =8.42 m3/h高純水上水的流速取 2.5 m3/s。流量為8.42m3/ h,s=Q /v=(8.42/3600)/2.5=0.00094m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 ,管道直徑為 34.5mm輸送管道選擇 &0slash;57, 實(shí)際流速為 :1.19m/s.離子膜系統(tǒng)總體高純水消耗：v H20 =8.42+1.098+0.5+3.75=13.77m3/h6、離子膜單槽產(chǎn)堿量、氯氣產(chǎn)量、氫氣產(chǎn)量(1) 工藝要求堿濃度控制指標(biāo)為31%,比重1.284,溫度為90C，即體積濃度為410g/L,小時產(chǎn)堿量為 :V=18.29 m3 / h.堿液流速為

19、152.5 m/s.取 2.0 m/s.計(jì)算.堿總管輸送管道的確定s=Q /v=(18.29/3600)/2.0=0.00254m2 管道材質(zhì)為不銹鋼管 ,管道直徑為 56.88mm輸送管道選擇 &0slash;76, 實(shí)際流速為 :1.32m/s.(2) 氯氣產(chǎn)量 .氫氣產(chǎn)量2NaCl +2H20= 2Na0H + Cl2 + H22 1 17500/40 n1 n2n Cl2 =93.75Kmol/h由公式 :pv=nRT 計(jì)算1.0133 TO5 >V=93.75 >8.315 TO3 X358V Cl2 =2754.09 m3/h查表得90C時氯的溶解度為0.002

20、2218Kg/Kg，飽和水蒸汽分壓為0.4829Kg/cm2，其它氣體的溶解不計(jì)。有摩爾比等于體積比n CI2/n 總=(p 總-pH2O) >p 總93.75/ n 總=(1.0133-0.4829)/1.0133N 總=179.11 KmoI/h氯氣總管的體積輸送流量為 :由公式 :pv=nRT 計(jì)算1.0133 105 >V=179.11 >8.315 103 >358V CI2 =5281.7 m3/hV 混 =69.84 m3/hV 總 =5351.54m3/h氯氣管道確定氯氣流速為1020 m/s.取15m/s.計(jì)算 :s=Q /v=(5351.5/3600

21、)/10=0.1484m2,管道材質(zhì)為 PVC 管,管道直徑為 434.8mm輸送管道選擇 &Oslash;480, 實(shí)際流速為 :9.22m/s.N H2 =93.75Kmol/h1.0133 105 >V=93.75 >8.315 103 X363V H2 =2792.22 m3/h 氫氣含水為： nH2O=58.03 Kmol /h,1.0133 105 XV=(93.75+58.03) 8卷15 103 X363 氫氣總管的體積輸送流量為 :V H2 =4521.1m3/h 氫氣管道確定氫氣流速為1020 m/s.取15m/s.計(jì)算.s=Q /v=(4521.1/3

22、600)/10=0.12558m2, 管道材質(zhì)為 PVC 管, 管道直徑為 399.9mm輸送管道選擇 &Oslash;480, 實(shí)際流速為 :7.90m/s.物料組成含量成分組成Kmol/hKg /小時Cl293.756656.3.H2O187.63376.3O21.78457.08含量成分組成Kmol/hKg/小時H293.75187.5H2O58.0331044.67、真空脫氯系統(tǒng)(1) 真空脫氯解吸氯氣解吸氯氣純度為70%，出槽淡鹽水含游離氯3000PPm,脫氯后淡鹽水含游離氯70PPm.溫度為:70 C.解吸的氯氣為 :m Cl2 =55 (3000-70)/1000=161

23、.2Kg/h.摩爾流量為 :nCl2 =2.27k mol/hnH2O=0.215k mol/h真空脫氯的氯氣純度工藝指標(biāo)為 70計(jì)，濕氯氣中的水的體積含量為:6.6%,濕氯氣中其它氣體以空氣計(jì)，體積含量23.4%。n其它=0.759 kmol/h解吸氯氣中總摩爾流量為 : n 混 =3.244kmol/h由公式 :pv=nRT 計(jì)算1.0133 105 V=3.244 8.315 103 343V 混 =91.31m3/h混氯氣流速為510 m/s.取5m/s.計(jì)算.s=Q /v=(91.31/3600)/5=0.00507m2, 管道材質(zhì)為 PVC 管,管道直徑為 71.22mm輸送管道選擇 &Oslash;140, 實(shí)際流速為 :1.64m/s.(5) 、鈦冷卻器的物料、熱量衡算進(jìn)入填料塔的淡鹽水濃度為 210g/l,溫度為85C ,游離氯為3000PPm.真空度為250毫米汞 柱,PH值為1.2。要求解吸后淡鹽水含游離氯為小于70PPm.液體流量為55 m3/h。解吸的氯氣