年产120万吨纯碱盐水工段设计.doc
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毕业设计说明书
GRADUATEDESIGN
设计题目：
年产120万吨纯碱盐水工段设计
学生姓名：
张生
专业班级：
02接化2班
学院：
化工与生物技术学院
指导教师：
设计提交日期：
2006年06月15日
河北理工大学
本科生毕业设计任务书
（由指导教师填写）
学院
化工与生物技术学院
学生姓名
专业班级
02级接化2班
设计题目
年产120万吨纯碱盐水工段设计
主要研
究目标
加深对所学化工基本理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化。
培养学生初步掌握工程设计的基本方法和能力。
包括：
调查研究、文献检索与资料收集、制定方案、选择先进合理的流程工艺和设备、设计计算、非工艺设计条件、工程绘图、技术经济分析、文件编辑、文字表达、计算机应用、工具书使用等工程设计的基本实践能力和基本工作方法。
主要研
究内容
查阅纯碱生产盐水技术方面的资料、阐述盐水工段设计的目的、意义、以及应达到的技术要求；盐水工段在国内外得发展状况及存在的问题；本设计的研究指导思想；本设计应解决的主要问题，确立工艺方案。
物料衡算、热量衡算、盐水工段工艺计算、设备选型、车间布置设计、提供非工艺设计条件。
绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面图共四张。
撰写设计说明书。
研究方法
设计方案论证、工程计算和CAD制图。
说明书
的要求
毕业设计说明书字数不应低于2万字，应中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，格式规范，文字流畅，结论正确。
鼓励采用计算机编辑、打印，正文用宋体小四号字、A4纸打印。
使用的度量单位一律采用国际标准单位。
参考文献标注格式要符合国际标准。
图纸的
要求
要求图面整洁、比例适当，图例标题栏齐全。
应符合工程设计图纸的要求，在有条件的前提下，尽量采用AutoCAD
主要参
考文献
[1]中国纯碱工业协会．纯碱工学[M]．北京：
化学工业出版社，1988年，55～60
[2]陈五平．纯碱与烧碱[M]．北京：
化学工业出版社，1999年．16～20.
[3]王楚．纯碱生产工艺与设备计算[M]．北京：
化学工业出版社，1995年．72～149
起止时间
自2006年2月20日至6月17日
指导教师签字：
年月日
系主任
意见
签字：
年月日
院长意见
签字：
年月日
河北理工大学化工与生物技术学院
本科生毕业设计开题评议书
学生姓名
张生
专业
化学工程与工艺
班级
02级接化2班
开题时间
2006年3月8日
地点
河北理工大学
是否合格
毕业设计题目
年产120万吨纯碱盐水工段设计
毕业设计的主要内容、方案等
主要内容：
查阅纯碱生产盐水技术方面的资料、阐述盐水工段设计的目的、意义、以及应达到的技术要求；盐水工段在国内外得发展状况及存在的问题；本设计的研究指导思想；本设计应解决的主要问题，确立工艺方案。
物料衡算、热量衡算、盐水工段工艺计算、设备选型、车间布置设计、提供非工艺设计条件。
绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面图共四张。
撰写设计说明书。
方案：
根据其石灰纯碱法的优点，本设计将采用石灰-纯碱法精制盐水做工艺设计。
石灰—纯碱法盐水精制技术有很多优点:
如工艺流程简单、操作简便、盐水精制度高、工人劳动强度低以及在盐水中钙、镁杂质含量较低的情况下生产成本甚至优于传统的石灰—碳酸铵法等。
对开题情况的评语
本栏由评议组组长手写，主要按照《河北理工大学毕业设计（论文）指导手册》第3---5页调研及设计方案等要求，重点考查学生对设计内容、方案把握的先进性、合理性、可行性及工作量是否饱满等。
不用此框时删除
由开题评议小组人员手签，小组成员同答辩小组成员，由各系确定，人数在3-5人。
不用此框时删除
评议人签字（职称）：
河北理工大学
本科生毕业设计计划进程表
学院
化工与生物技术学院
姓名
张生
合作者
无
设计题目
年产120万吨纯碱盐水工段设计
时间
工作内容
完成情况
第2～3周
查阅纯碱盐水精制技术发展现状方面的资料、明确本课题的设计内容，完成开题报告；
查阅了纯碱盐水精制技术发展现状方面的资料15篇，参考书2本。
第4～6周
物料衡算、热量衡算
完成了物料衡算、热量衡算。
第7～11周
盐水工段工艺计算
完成了盐水工段工艺计算。
第12～13周
设备选型；车间布置设计，提供非工艺设计条件；
完成了设备选型；车间布置设计，提供非工艺设计条件；
第14～16周
绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面布置图共四张。
完成了绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面布置图共四张。
第17周
撰写整理排版打印设计说明书，准备答辩。
完成了撰写整理排版打印设计说明书，准备答辩。
本人完成部分
说明书
2.4万字
图纸
4张，折合1号图共4张
英译汉
共1.03万单词
指导教师签字：
河北理工大学化工与生物技术学院
本科生毕业设计中期检查评议书
学生姓名
张生
专业
化学工程与工艺
班级
02级接化2班
中期检查时间
2006年5月8日
地点
化工系办公室
是否合格
毕业设计题目
年产120万吨纯碱盐水工段设计
已经完成毕业设计部分内容
查阅了纯碱生产盐水技术方面的资料、阐述了盐水工段设计的目的、意义以及应达到的技术要求，盐水精制的原理，盐水精制方法的概述，提出了盐水工段在国内外得发展状况及存在的问题，工艺方案的选择，设计方案的确定，完成了开题报告。
进行了盐水工段的物料衡算、热量衡算、盐水工段工艺计算、化盐桶设备、澄清桶、洗泥桶等标准设备进行了选型，完成了车间布置设计。
待完成内容
下一步首先将具体问题请教一下老师，然后接着往下做，提供非工艺设计条件，有土建设计条件、自动控制设计条件、电气设备条件 、供电条件、采暖通风条件、 热工设计条件、供排水条件、安全与环保、防腐保温等。
绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平面布置图、立面布置图共四张。
翻译英文资料。
撰写整理排版打印设计说明书，准备答辩。
评议组对已完成部分的质量和进度的评价
本栏由评议组组长手写。
不用此框时删除
由评议小组人员手签，小组成员同答辩小组成员，由各系确定，人数在3-5人。
不用此框时删除
评议人签字（职称）：
河北理工大学化工与生物技术学院
本科生毕业设计成绩评分表
（指导教师用表）
班级学生姓名1
评价内容
具体要求
分
值
评分
A
B
C
D
E
调查论证
能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
10
10
9
8
7
≤6
设计方案、计算
能正确设计设计方案，独立进行设计工作，如流程、主要设备的选择及计算。
20
20
18
16
14
≤12
分析与解决
问题的能力
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
20
20
18
16
14
≤12
工作量、工作态度
按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。
20
20
18
16
14
≤12
设计质量
综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。
20
20
18
16
14
≤12
创新
工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
10
10
9
8
7
≤6
总分
总分×30%
指导教师评语：
指导教师签字：
年月日
注：
不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各系可依据实际情况自行制
定相应的指标体系。
河北理工大学化工与生物技术学院
本科生毕业论设计书面成绩评分表
（评阅人用表）
班级学生姓名1
评价内容
具体要求
分值
评分
A
B
C
D
E
翻译资料
综述材料
查阅文献有一定广泛性；翻译外文资料质量较好；有综合归纳资料的能力和自己见解。
15
15
13
11
9
≤7
设计质量
综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。
50
50
45
40
35
≤30
工作量、难度
工作量饱满，难度较大。
25
25
23
21
19
≤17
创新
对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
10
10
9
8
7
≤6
总分
总分×30%
评阅人评语：
评阅人签字：
年月日
注：
不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各系可依据实际情况自行制定相应的指标体系。
河北理工大学化工与生物技术学院
本科生毕业设计答辩成绩评分表
（答辩小组用表）
班级学生姓名
评价内容
具体要求
分值
评分
A
B
C
D
E
报告内容
思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨；论文结果有应用价值。
50
50
45
40
35
≤30
创新
对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
10
10
9
8
7
≤6
答辩
回答问题有理论根据，基本概念清楚。
主要问题回答准确、有深度。
30
30
27
24
21
≤18
报告时间
符合要求。
10
10
9
8
7
≤6
总分
总分×40%
答
辩
小
组
评
语
答辩小组签字：
年月日
河北理工大学
本科生毕业设计成绩总评表
学院：
班级：
学生姓名
张生
设计总成绩
设计题目
年产120万吨纯碱盐水工段设计
指导教师评定成绩
评阅人评定成绩
答辩成绩
答辩委员会评语
答辩委员会主任签字：
年月日
注：
设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%
ix
河北理工大学 毕业设计（论文）目录
目 录
摘要 12
ABSTRACT 13
引 言 14
1文献综述 15
1.1纯碱工业发展现状 15
1.1.1国内外纯碱生产的生产能力图表 15
1.2盐水精制的目的及意义 16
1.2.1盐水精制的目的 16
1.2.2盐水精制的意义 错误！
未定义书签。
1.3盐水工段在国内外的发展状况及存在的问题 16
1.3.1国内发展状况 17
1.3.2盐水精制存在的问题 20
1.4盐水精制方法概述 16
1.5本设计应解决的主要问题 错误！
未定义书签。
2设计方案的论证 21
2.1工艺方案的选择 21
2.1.1石灰-纯碱法精制盐水 21
2.1.1石灰-碳酸氨法精制盐水 22
2.2设计方案的确定 24
3计算部分 25
3.1物料与热料衡算 25
3.1.1物料衡算 25
3.1.2热量衡算 29
4盐水工段主要设备计算与选型 32
4．1化盐桶计算与选型 32
4.1.1化盐桶的功能 32
4.1.2化盐桶几何尺寸的确定 33
4.2一次、二次盐水澄清桶 40
4.2.1沉降（澄清）的几种类型 40
4.2.2一次澄清桶的计算方法 43
4.2.3一次澄清桶所需面积的计算 46
4.2.4一次澄清桶所需深度的计算 47
4.2.5二次澄清桶计算 49
4.3洗泥桶 51
4.3.1洗泥捅所需层数的计算 51
4.4化盐水（谈盐水）澄清桶 55
4.5除镁钙反应设 55
4.6粗盐水桶 55
5非工艺条件 55
5.1土建设计条件 55
5.1.1工艺流图 55
5.1.2平立面图 55
5.1.3盐水工序人员情况定员表 55
5.1.4设备一览表 55
5.2自动控制设计条件 55
5.2.1工艺流程 55
5.2.2平立面图 55
5.2.3仪表及自控制 55
5.3电气设备条件 55
5.3.1动力 55
5.4采暖通风条件 55
5.5热工设计条件 55
5.6供排水条件 55
5.7安全与环保 55
5.8防腐保温 55
6对现有工艺的建议 55
谢辞 55
参考文献 55
注释 55
河北理工大学 毕业设计（论文）引言
摘要
本文主要对120万吨/年纯碱盐水精制工艺进行了设计，本设计采用了石灰-纯碱法精制盐水工艺方案。
在分析盐水精制的工艺原理与流程的基础上，对盐水工段进行了物料衡算、热量衡算，盐水工段工艺计算和设备选型，包括化盐桶，一、二次澄清桶，洗泥桶等的计算，车间布置设计，提供了非工艺设计条件，撰写了设计说明书。
绘制了盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面布置图。
本设计的特点是：
工艺流程简单、操作简便、盐水精制度高、工人劳动强度低以及在盐水中钙、镁杂质含量较低的情况下生产成本甚至优于传统的石灰—碳酸铵法等,既降低了生产成本，又减少了废泥的排放，没有除钙塔，因为除钙塔及其管道结疤严重，使用期短，清理工作量大，所以设备简单，数量少，建设投资经济；缺点为消耗产品纯碱。
关键词:
纯碱，盐水，石灰纯碱法，精制，设计
ABSTRACT
Themainoutputof1.2milliontoeinthewaterpurealkalirefinedtechniquesforthestudyofthedesignwillbeusedlime-watersopurealkalirefinedlawcraftsdesign.Refinedtechniquesintheanalysisofwaterflowandtheprinciplesonthebasisofestablishedprocesses。
Domaterialsaccountingforsalineconstructionsection，theheatofaccounting，salineconstructionsectioncalculationprocesses，equipmentmodels；Therearebarrelsofsalt，oneortwoclarificationsbarrels，barrels，washingmudcalculation，workshoplayoutdesign，theprovisionofnon-technicaldesignconditions。
Mappingoftheprocessesofwaterconstructionsection,thetotalfigureofmajorequipment,workshoppingtofaceupmaps。
Writingdesignspecifications。
Lime-purealkaliofthemainfeaturesofthelawis：
Ifgivenasimple，user-friendly，high-saltresinsystem，workersandlowlabourintensityinthewater，calcium，magnesiumimpuritiescontentofthelowerproductioncostsandevenbetterthantraditionallime-carbonicacidammoniumlaw，whichloweredthecostofproductionandreducingthewastesoilemissions，Havenoinadditiontothecalciumtower,thecalciumtoweranditspipingbecomescarredseverity，besideswhich，usagetheperiodisshort，tidyingupaworktohavegreatcapacity，theequipmentsissimple,thequantityislittle，theconstructioninvestmenteconomy；Weaknessforconsumepurealkaliofproduct。
Keywords:
Purealkali,Brine,Limepurealkalimethod,Refine，Design
引 言
目前纯碱厂盐水精制方法有：
石灰-纯碱法、石灰-碳酸氨法、碳酸氨法和石灰-芒硝法等。
采用石灰—碳酸铵法还很广泛，该法优点为不消耗纯碱。
缺点有：
1.二次盐水中含有与Mg、Ca之和等当量固定氨、影响碳酸化转化率的提高；2.除镁除钙分别进行，流程复杂、设备多；3.除钙塔及其管道结疤严重，使用期短，清理工作量大；4.氨损失大、污染操作环境。
国外广泛采用的精制盐水方法为石灰-纯碱法，其优点：
1.除镁除钙同时进行，一次澄清，流程简单，操作方便；2.没有二次澄清桶、除钙塔等，设备简单，数量少，建设投资经济；3.盐水精制系统没有含氨杂水混入，没有氨损失；4.没有除钙塔及附属管道，使设备及管道清理工作量大为减少、劳动强度小；5.生成的固定氨量少，有利于提高碳酸化的转化率；6.改善了盐水精制系统的操作环境；7.石灰一纯碱法的精制度高于石灰一碳酸铵法。
缺点为消耗产品纯碱。
20世纪80年代我国新建的两家大型纯碱厂第一次成功地采用了石灰-纯碱法。
本文以唐山地区的自然条件，原料条件为基础，进行石灰一纯碱法盐水精制工艺的初步设计，设计题目由指导教师给定。
河北理工大学 毕业设计（论文）说明书
1文献综述
1.1纯碱工业发展现状
纯碱是一种具有多年生产和使用历史的传统产品，是基本无机化学工业原料之一，在国民经济中占有重要的地位。
纯碱的用途很广，用量也很大，纯碱广泛应用于玻璃、洗涤剂、造纸、冶金等行业中，可以说，纯碱的生产工艺水平和需求量，是一个国家无机化学工业水平的标志之一。
在国外，美国走上天然碱工业化道路之后，不断改进采矿技术和加工工艺，使天然碱生产以以工艺简单，产品质量好，成本低，无环境污染的优势与合成法展开竞争。
1985年不到7700kt,到1999年就达到了1200kt。
欧洲是索尔维制碱技术的发源地，索尔维公司，卜内门公司在第二次世界大战前夕，曾一度控制了中欧，南欧一直美国及亚洲的碱类产品的技术生产和市场，进入20世纪80年代，由于受美国天然碱的冲击，加上欧洲总需求量减少，欧洲碱业总体能力增长缓慢，产量趋于平稳，2000年总生产能力为14230kt。
我国现具有1000多万吨的纯碱生产能力，居世界第一位，有联碱厂30多家，其中有大连化工，唐山三友碱厂，潍坊海化集团等大型企业。
其中氨碱法的产量占总产量58%，联碱法占38%，天然碱法占4%。
20世纪末至21世纪初，由于加入WTO等重要事件的发生，中国的纯碱行业同其它行业一样，逐渐与国际接轨，形成石灰-碳酸氨法与石灰-纯碱法并存的局面，盐水精制技术自然也随之变化发展。
[1]。
20世纪末国内外纯碱生产能力如表1-1和1-2所示。
表1-120世纪末主要纯碱生产国的生产能力
国家
生产能力/（kt/a）
所占比例/%
国家
生产能力/（kt/a）
所占比例/%
美国
13450
30.1
英国
1050
2.4
中国
10425
23.9
意大利
4030
2.4
俄罗斯
4055
9.3
波兰
850
1.9
印度
2371
4.7
保加利亚
8000
1.8
乌克兰
1470
3.4
澳大利亚
500
1.1
罗马尼亚
1300
3.0
其他
4699
10.7
德国
1120
2.6
总计
44170
100
西班牙
1050
2.6
表1-2中国十大纯碱生产企业及产量[1]
序号
企业名称
2001年产量/kt
序号
企业名称
2001年产量/kt
1
2
3
4
5
6
连云港碱厂
山东海化集团有限公司
唐山三友碱业有限公司
内蒙古伊化集团
大化集团有限公司
天津碱厂
881.0
880.4
874.4
767.0
764.8
753.2
7
8
9
10
青岛碱业有限公司
湖北双环科技股份有限公司
自贡鸿鹤股份有限公司
广东南方制碱有限公司
584.7
551.6
348.7
254.7
合计
6651.5
1.2盐水精制的目的
盐水精制工艺是纯碱生产过程中的
升级会员 