5万ta食品级高纯酸合成装置初步设计毕业论文.doc

5万t/a食品级高纯酸合成装置初步设计毕业论文 目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 概述 3 1.1 产品的意义与作用 3 1.2 国内外的现状与发展前景 3 1.3 盐酸的工艺历史 3 1.4 盐酸的性质 5 1.4.1 物理性质 5 1.4.2 化学性质 5 1.5 食品级高纯酸的技术规程 6 1.5.1 范围 6 1.5.2 规范性引用文件 6 1.5.3 分子式和相对分子质量 6 1.5.4 要求 6 1.6 原料气来源及性质 7 1.6.1 氯气的来源 7 1.6.2 氯气的性质 7 1.6.3 氢气的来源 8 1.6.4 氢气的性质 8 第2章 工艺原理及设备 9 2.1 生产工艺原理 9 2.1.1 合成段工艺原理 9 2.1.2 氯化氢合成机理 9 2.1.3 吸收段工艺原理 10 2.2 主要工艺设备 11 2.2.1 “二合一”石墨合成炉 11 2.2.2 氢气柜 11 2.2.3 尾气吸收塔 12 2.2.4 阻火器 12 第3章 物料衡算 14 3.1 基础数据 14 3.2 合成炉物料衡算 14 3.2.1 进合成炉物料的计算 14 3.2.2 出合成炉物料的计算 16 3.2.3 合成炉物料衡算表 16 3.3 氯化氢冷却器物料衡算表 16 3.4 一级降膜吸收塔物料衡算表 17 3.5 二级降膜吸收塔物料衡算表 18 3.6 尾部填料吸收塔物料衡算表 18 第4章 热量衡算 19 4.1 基础数据 20 4.2 合成炉热量衡算 20 4.2.1 原料气带入的热量 20 4.2.2 混合气带走的热量 21 4.2.3 合成炉内反应摩尔反应热的计算 21 4.2.4 计算灯头温度及反应产生的热量 23 4.2.5 合成炉夹套冷却水用量计算 25 4.3 石墨冷却器热量衡算 25 4.3.1 气体进入冷却器带入的热量 25 4.3.2 氯化氢溶解放热 26 4.3.3 冷凝酸带走热量 26 4.3.4 混合气带走的热量 26 4.3.5 石墨冷却器带走的热量 26 4.3.6 石墨冷却器冷却水用量 26 4.4 吸收系统热量衡算 27 4.4.1 混合气进吸收系统的热量 27 4.4.2 尾气放空带走的热量 27 4.4.3 吸收剂带入的热量 27 4.4.4 成品酸带走的热量 27 4.4.5 氯化氢溶解放出的热量 28 4.4.6 冷却水用量计算 28 第5章 设备计算 29 5.1 合成炉炉体直径的计算 29 5.2 合成炉换热面积的计算 30 5.2.1 合成炉内侧对流传热系数的计算 30 5.2.2 合成炉外侧对流传热系数的计算 31 5.2.3 合成炉总传热系数的计算 32 5.2.4 合成炉传热面积计算 33 5.3 石墨换热器换热面积计算 34 5.4 石墨换热器尺寸设计 34 5.5 合成炉炉高的计算 36 5.6 合成炉有关管径计算 36 5.6.1 氯气管直径的计算 36 5.6.2 氢气管直径的计算 36 5.6.3 冷却水进出口管直径的计算 37 5.6.4 合成气出口管直径的计算 38 参考文献 39 附录一 40 致 谢 41 摘 要 本设计承担年产5万吨食品级高纯酸合成装置的初步设计。食品级高纯酸是指可用于食品行业的高纯盐酸。高纯盐酸在食品加工中作酸度调节剂和食品工业用加工助剂。 在氯碱生产企业中，通常采用氯气和氢气直接化合生成氯化氢气体，然后用水吸收氯化氢气体制取盐酸。本设计采用二合一石墨合成炉，氯气和氢气在合成炉内燃烧并冷却，然后在降膜吸收塔里进行多级吸收制得盐酸。 本次设计主要内容有三个：一是对盐酸合成的整个过程进行了物料衡算、热量衡算；二是对主要设备进行了设备尺寸计算及换热面积计算；最后绘制了石墨冷却器图和工艺流程图。 关键词：盐酸；氯化氢；工艺设计 ABSTRACT The design bears an annual 50,000 tons of high purity food grade acid synthesis device preliminary design.Food-grade high purity hydrochloric acid is used for high purity hydrochloric acid in food industry.High purity hydrochloric acid as acidity regulator and the food industry processing aids in food processing. In the chlor-alkali producers,