15kta固体氯化钡酸化工段工艺设计.docx

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15kta固体氯化钡酸化工段工艺设计

学校代码：

学号：

本科毕业设计说明书

题目：

15kt/a固体氯化钡酸化工段工艺设计

学生姓名：

学院：

内蒙古工业大学化工学院

系别：

化学工程系

专业：

化学工程与工艺

班级：

指导教师：

二〇一二年十二月

摘要

氯化钡是重要的化工原料，是制备其他钡盐和其他材料的主要中间原料，主要应用于制造钡盐、鞣革、颜料、染料、化学试剂、羊毛染色助剂、金属淬火加工、人造丝的消光剂、锅炉水的处理、防止陶瓷制品褪色、制取金属钡及钡炸药、农药、化学等领域。

我国氯化钡的生产能力为10万吨左右，氯化钡的生产厂家主要集中天津、河北、河南、重庆、四川、山东、山西、浙江、江苏。

我国是主要的出口国，具有垄断世界市场的能力，产品主要销往国内和东南亚国家。

本文设计了生产固体氯化钡的酸化工段，利用的方法是以毒重石为原料，采取盐酸酸化、烧碱中和的工艺。

设计过程中先进行原料以及工艺生产方案的选择，之后进行物料衡算和热量衡算；在根据物料衡算的结果以及工艺流程画出物料流程图；接着绘制工艺管道及仪表流程图；根据设备选型的结果和流程图绘制出设备布置图和立体图；最后完成主页图和设备表。

关键词：

氯化钡；毒重石；物料衡算；酸化

Abstract

Bariumchloridewasanimportantchemicalrawmaterials,thepreparationofothersisthemainBariumsaltandotherrawmaterialsandintermediate,mainlyusedinmanufacturingBariumsalt,tanning,pigment,dyestuff,chemicalreagent,wooldyeingauxiliaries,metalprocessing,rayonquenchingthewave-rayagents,boilerwatertreatment,preventceramicsfade,makingmetalbariumandbariumexplosives,pesticides,chemicalindustry,etc.BariumchlorideproductioncapacityinChinais10milliontons,BariumchloridemanufacturermainlyconcentratedinTianjin,Hebei,Henan,Chongqing,Sichuan;Shandong,Shanxi;Zhejiang,Jiangsu.Ourcountryisthemainexportersintheworldmarket,theability,themonopolyproductsaremainlysoldtodomesticandsoutheastAsiancountries.

ThispaperdesignstheproductionofsolidBariumchloride,usingtheacidificationsectionmethodbasedonpoisonforrawmaterial,adoptsthestone,causticsodaacidneutralizationprocess.Thedesignprocessforrawmaterialandproductionplanselection,aftermaterialandheatbalance,Accordingtotheresultsofthematerialandprocessflowchart,drawmaterials,Thenrenderingprocesspipingandflowchartmeters,Accordingtotheresultsoftheequipmentselectionandflowchartdrawingequipmentlayoutandelevation.

Keywords:

Bariumchloride;Poisonstone;Materi

引言…………………………………………………………………………………3

第一章总论………………………………………………………………………4

1.1说明书……………………………………………………………………4

1.2厂址概况…………………………………………………………………6

1.3工程水文地质条件和气象资料…………………………………………6

第二章化工工艺及系统…………………………………………………………7

2.1概述………………………………………………………………………7

2.1.1装置设计规模，装置组成与各工序名称…………………………7

2.1.2生产方法、流程特点………………………………………………7

2.1.3生产制度……………………………………………………………7

2.2原材料及产品的技术规格及工艺流程…………………………………7

2.3生产流程简述……………………………………………………………8

第三章物料衡算…………………………………………………………………9

3.1氯化钡的物料衡算………………………………………………………9

3.1.1原材料…………………………………………………………………9

3.1.2酸化……………………………………………………………………9

3.1.3中和……………………………………………………………………15

3.1.4过滤……………………………………………………………………18

3.1.5吸收……………………………………………………………………20

3.2热量衡算…………………………………………………………………21

3.2.1酸化……………………………………………………………………21

3.2.2中和……………………………………………………………………26

第四章氯化钡酸化工段设备选型………………………………………………27

4.1浸取器的选型计算………………………………………………………27

4.1.1长径比的选择…………………………………………………………27

4.1.2装料系数的选择………………………………………………………28

4.1.3浸取器直径与高度的计算……………………………………………28

4.2酸化罐的选型计算…………………………………………………………28

4.3中和器的选型计算…………………………………………………………29

4.4过滤器的选型计算………………………………………………………29

4.5其他设备的选型计算……………………………………………………30

4.5.1计量螺旋的选型……………………………………………………30

4.5.2原料加料斗的选型…………………………………………………30

4.5.3斗式提升机的选型…………………………………………………31

4.5.4沉降槽的选型………………………………………………………31

4.5.5泵的选型……………………………………………………………31

4.5.6风机的选型…………………………………………………………31

4.5.7吸收塔的选型………………………………………………………32

4.5.8管径的计算…………………………………………………………33

第五章车间布置设计……………………………………………………………35

5.1厂房布置设计的依据与范围……………………………………………35

5.2车间厂房的布置设计……………………………………………………35

5.3车间设备布置设计………………………………………………………35

结论………………………………………………………………………………37

参考文献…………………………………………………………………………38

谢辞………………………………………………………………………………39

引言

无机盐工业是化学工艺的一个组成部门，具有品种多、用途广、生产方法多样等特点。

目前，全世界生产的无机盐品种约为1300中左右。

而有些无机盐产品，由于生产规模大，已发展成为独立的工业部门，如硫酸与硝酸工业，制碱工业和化肥工业等。

氯化钡属于无机盐工业中产品的一种，我国钡矿资源丰富，据预测资源总储量要超过10亿吨，而且钡矿品位较高，钡矿储量和产量目前均局世界首位，是发展钡盐产品的有利条件。

目前生产氯化钡基本上都采用盐酸酸化法，原料多采用毒重石与重晶石。

利用毒重石生产氯化钡是新的工艺路线，许多科研单位和企业做了大量的研究开发工作，目前已工业化生产。

产品品质全部可以达到GB/T1616-2002标准一等品水平，成本要低于传统的盐酸硫化钡法，也没有H2S污染问题。

利用毒重石生产氧化钡的工艺路线有着极强的市场竞争能力，今后将迅速发展起来，成为生产氯化钡最普遍的方法。

第一章总论

1.1说明书

1.1.1设计依据

本次设计依据内蒙古工业大学化工学院下达的毕业设计任务书进行设计。

1.1.2设计指导思想

1、贯彻执行国家基本建设的方针政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。

2、贯彻“五化”（一体化、露天化、轻型化、社会化、国家化）的实施和结果。

1.1.3设计范围

本次设计的是生产氯化钡的酸化工段，生产装置主要有浸取器、酸化灌、中和器、板框过滤机和吸收塔。

辅助设备主要有手推车、原料计量螺旋、斗式提升机、加料斗、沉降槽、风机和泵。

主要过程包括浸取、酸化、中和、沉降、过滤和吸收。

1.1.4建设规模及产品方案

1.1.4.1建设规模

本次设计的生产能力为15kt/a的氯化钠。

1.1.4.2产品方案

本次设计生产出的产品应符合GB/T1616-2002，其要求如下表：

表1-1GB/T1616-2002要求表

指标

项目I类Ⅱ类

优等一等品合格品

氯化钡的质量分数≥99.599.098.097.0

锶的质量分数≤0.050.450.90-

钙的质量分数≤0.030.0360.09-

硫化物的质量分数≤0.0020.0030.008-

铁的质量分数≤0.0010.0010.0030.02

水不溶物的质量分数≤0.050.050.100.20

纳的质量分数≤0.10---

1.1.5主要原材料的规格及其消耗和来源

1.1.5.1原材料的规格

原材料采用毒重石，用31%盐酸酸化、30%的烧碱中和。

毒重石的组成及其含量为：

表1-2毒重石的含量及其组成表

组成BaCO3CaCO3MgCO3SrCO3BaSO4Fe2O3酸不溶物

含量%68.0020.003.040.801.501.005.66

1.1.5.2原料消耗量

经过物料衡算，毒重石每小时的消耗量为：

3380kg。

1.1.5.3原料的来源

毒重石从四川进行采购，然后运输