《氢气净化工序设计.doc

 毕业设计任务书 设计（论文）题目： 6万吨/年隔膜法制烧碱氢气处理工序装置的设计 系： 材化系 专业： 化学工程与工艺 班级： 应用化工 学号： 学生： 指导教师： 刘 勇 接受任务时间 教研室主任 （签名）　　系主任 （签名） 1．毕业设计的主要内容及基本要求 a、设计方案简介：包括对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 b、主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。 c、典型辅助设备的选型和计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。 d、工艺流程简图：以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点。 e、主要设备工艺条件图：包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表。 f、编写设计说明书：包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、设计结果汇总表、参考资料等内容，并附工艺流程图和主要设备结构总装图。 2．指定查阅的主要参考文献及说明 a、氯碱工艺 b、化工原理课程设计 c、物性手册 d、常用化工单元设备的设计 e、化学工程手册 f、化工工艺设计手册 3．进度安排 设计各阶段名称 起 止 日 期 1 文献查阅 2008年3月16日（第二周末）前完成 2 开题报告 2008年3月23日（第三周末）前完成；开展初期教学检查 3 设计工作 2008年3月26日至2007年5月25日（第十二周末）完全结束；开展中期教学检查 4 提交设计（论文）初稿 2008年6月1日（第十三周末） 5 答辩时间 2008年6月16日~6月20日（第十五周）  目 录 1 总论 1 1.1 概述 1 1.1.2氯碱工业在国民经济中的地位 1 1.1.3氢气处理的任务和方法 2 1.2氢气处理工艺流程确定 2 2 工艺计算 3 2.1氢气处理工艺流程 3 2.2计算依据 3 2.3工艺计算 4 2.3.1电解饱和食盐水 4 2.3.2盐水氢气热交换器 4 2.3.3洗涤冷却塔 7 3 主要设备设计及选型 10 3.1盐水氢气热交换器 10 3.1.1相关物性数据： 10 3.1.2平均密度，比热容，黏度，导热系数 3.1.3设计计算 11 3.1.4总传热系数的校核 17 3.1.5核算压强降 21 3.1.6换热器附件 24 3.2水洗涤冷却塔 25 3.3氢气输送设备 31 3.4水输送泵 31 3.5液封循环水池 32 3.6氢气缓冲罐 32 4 设计评述 34 5 参考文献 34 6 致谢 35 7 附图 36  1 总论 1.1 概述 1.1.1氢气 氢气H2,分子量2.016，在常温下为无色，无味，无臭的可燃气体；密度在0℃；760mmHg时为0.08987g/l，沸点为-252.7℃；结晶温度是-259.1℃；对空气之比重是0.0695；在水中溶解度很小，标准状态下溶于水中之氢气体积为0.0215。而在镍、钯和铂内的溶解度很大，1体积能解几百体积氢。 氢气是最轻的气体，最常见的用途是充填氢气球和氢气飞艇。其实氢气是重要的化工原料。如：氢气和氮气在高温、高压、催化剂存在下可直接合成氨气，目前，全世界生产的氢气约有2/3用于合成氨工业。在石油工业上许多工艺过程需用氢气，如加氢裂化，加氢精制、加氢脱硫、催化加氢等。氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，用水吸收得到重要的化工原料盐酸。氢气在氧气中燃烧的火焰氢氧焰可达3000℃高温，可用于熔融和切割金属。氢气和一氧化碳的合成气，净化后经加压和催化可以合成甲醇。在食品工业上，氢气用于动植物油脂的硬化，制人造奶油和脆化奶油等。在冶金工业中，利用氢气的还原性提炼贵重金属。氢气还可以提供防止氧化的还原气氛。氢气除用于合成氯化氢制取盐酸和聚氯乙烯外，还用于炼钨、生产多晶硅以及有机化合物的加氢等。 随着新技术的发展，氢气的应用将更为广泛和重要。氢气是最理想的无污染燃料，液氢还有希望成为动力火箭的推进剂。 1.1.2氯碱工业在国民经济中的地位 近年来，氯碱工业的技术进步体现在盐水精制、电解过程、固碱生产、氯氢处理、自动控制等生产全过程，新技术的应用推动着氯碱工业不断发展。 烧碱是主要的化工原料之一，它广泛用于国民经济个部门，如果用于纺织印染工业，处理棉麻，蚕丝，化学纤维等；用于造纸工业，处理木材等纤维；用于肥皂工业，进行油脂皂化等；还有作精炼油及金属铅，作干燥剂或作化工生产的原料及医药工业等方面的用途