年产15万吨纯碱生产车间工艺设计.doc

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XX大学

（X届）

本科毕业设计（论文）资料

题目名称

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年产15万吨纯碱生产车间工艺设计

学院（部）

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专业

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学生姓名

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班级

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学号：

指导教师姓名

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职称：

目录

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1.1纯碱的性质和用途 1

1.1.1纯碱的性质 1

1.1.2纯碱的用途 1

1.2纯碱工业的发展史 2

1.2.1中国纯碱工业发展史 2

1.2.2世界纯碱工业发展及现状 2

1.3纯碱的生产方法 2

1.3.1侯氏制碱法 2

1.3.2苏尔维制碱法 3

1.4联合制碱法与氨碱法的比较 3

4

2.1纯碱工艺的生产原理和工艺概述 4

2.1.1生产原理和工艺简述 4

2.1.2工艺流程 4

2.2生产工艺流程 5

2.2.1生产工艺流程 5

2.2.2工艺流程示意图 6

7

3.1联碱法析氨的相图及过程分析 7

3.2制碱原则性流程 7

3.3物料衡算 9

3.4循环过程中的工艺指标 11

3.5联合法的运作要点 12

3.5.1循环系统的水平衡 12

3.5.2副产品氨水 13

3.5.3钙镁杂质对联碱法生产的影响 13

14

4.1碳化塔的选型与计算 14

4.1.1外冷式碳化塔的特点 14

4.1.2碳化塔内径的计算 15

4.2结晶器的选型 15

4.2.1内循环盐析结晶器 15

4.2.2结晶器特点 15

4.3结晶器尺寸设计 15

18

5.1人员配备 18

5.2车间布置 18

5.2.1厂房的平面布置 18

5.2.2厂房的立面布置 19

5.2.3厂房的建筑结构 19

5.2.4管道布置设计 19

5.3安全生产 20

5.3.1安全隐患 20

5.3.2安全措施 20

5.4环保及三废处理 21

5.5本次毕业设计的意义 21

22

6.1主要工艺参数 22

6.1.1产品组成 22

6.1.2各主要物料的实际消耗量 22

6.1.3工资及各物料的价格 22

6.1.4建设期资金投入 22

6.2投资估算 23

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1.1纯碱的性质和用途

纯碱即碳酸钠（Na2CO3），也称苏打或碱灰。

1.1.1纯碱的性质

碳酸钠的性状为白色粉末或者颗粒，无气味，有碱性，是碱性的盐，有吸湿性，溶于水和甘油，水溶液呈碱性，pH为11.6，相对密度为2.53，熔点845~852℃[1]。

碳酸钠与水生成Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O三种水合物，依据颗粒大小、堆积密度的不同依次可分为：超轻质纯碱、轻质纯碱和重质纯碱。

1)溶解性

碳酸钠易溶于水和甘油，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。碳酸钠是一种强碱弱酸盐，溶于水后发生水解反应（碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠），使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，并且能与酸进行复分解反应生成相应的盐并放出二氧化碳气体[1]。

2)稳定性

碳酸钠稳定性较强，但高温下也会分解，生成氧化钠和二氧化碳气体。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分和二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。

1.1.2纯碱的用途

1)用作基本化工原料

纯碱用途广泛且需求量大，是重要的基本化工原料。化工生产中经常以纯碱为原料制取其他性质的碱和无机盐等化工产品，例如：以碱的酸化法可以用来制取小苏打；用苛化法制取苛化烧碱；硅砂与纯碱在熔融条件下，可以制取硅酸钠（泡花碱）；以再结晶法可以制取十水碳酸钠（晶碱）；以石灰硫化氢法和硫化钡法，都可以用纯碱来制取硫化碱；以纯碱为原料还可以制取各种含钠盐类；还被用做生产其它化工产品的原料或辅料[1]。

2)用作基本工业原料

纯碱还大量用于冶金工业（如炼铝）、玻璃工业、合成洗涤剂、纺织工业、石油化工、搪瓷、造纸、印染、食品及民用等方面。因此纯碱被称为基本工业原料，在国民经济中占有重要地位，它的产量和用量通常标志着一个国家的工业水平[1]。

1.2纯碱工业的发展史

对中国纯碱工业的发展史和世界纯碱工业的发展和现状进行分析。

1.2.1中国纯碱工业发展史

中国纯碱工业的发展可分为两个时期，一是天然碱的加工利用，二是现代纯碱工业的建立和发展。天然碱的利用历史悠久，从三代建都河洛时期，就用天然碱。河套平原建郡时，已是天然碱产地。近代制碱工业以采用路布兰法制碱为先，四川最早以芒硝为原料制纯碱。20世纪初天津成立永利制