固體氯化鋇酸化工段工藝方案.doc

個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：固體氯化鋇酸化工段工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 李 敏學(xué) 院：化工學(xué)院系 別：化學(xué)工程系專 業(yè)：化學(xué)工程與工藝班 級： 指導(dǎo)教師：李鐵云 教授二 一 二 年 一 月摘要我國冶金和金屬加工行業(yè)每年有大量酸洗廢液排放，該酸洗廢液是冶金和金屬加工行業(yè)進(jìn)行鋼鐵表面除銹時氧化鐵溶于鹽酸產(chǎn)生的廢液，其主要含有氯化亞鐵和少量游離酸。用該酸洗廢液代替鹽酸直接浸取毒重石可制備氯化鋇，不僅可以降低其生產(chǎn)成本，同時也為酸洗廢液的綜合利用提供了一條較好的出路。氯化鋇是重要的化工原料，是制備其它鋇鹽和其它材料的主要中間原料，主要應(yīng)用于制造鋇鹽、鞣革、顏料、染料、化學(xué)試劑、羊毛染色助劑、金屬淬火加工、人造絲的消光劑、鍋爐水的處理、防止陶瓷制品褪色、制取金屬鋇及鋇炸藥、農(nóng)藥、化工等領(lǐng)域。我國氯化鋇的生產(chǎn)能力為10萬噸左右，氯化鋇的生產(chǎn)廠家主要集中天津、河北、河南、重慶、四川、山東、山西、浙江、江蘇。我國是主要的出口國，具有壟斷世界市場的能力，產(chǎn)品主要銷往國內(nèi)和東南亞國家。本文設(shè)計(jì)了生產(chǎn)固體氯化鋇的酸化工段，利用的方法是以毒重石為原料，采取鹽酸酸化、燒堿中和的工藝。設(shè)計(jì)過程中先進(jìn)行原料以及生產(chǎn)方案的選擇，之后進(jìn)行物料衡算和熱量衡算；再根據(jù)物料衡算的結(jié)果以及工藝流程畫出物料流程圖；接著繪制工藝管道及儀表流程圖；根據(jù)設(shè)備選型的結(jié)果和流程圖繪出設(shè)備布置圖和立面圖；最后完成首頁圖和設(shè)備一覽表。關(guān)鍵詞：氯化鋇；毒重石；物料衡算AbstractBarium chloride was an important chemical raw materials，the preparation of others is the main Barium salt and other raw materials and intermediate，mainly used in manufacturing Barium salt，tanning，pigment，dyestuff，chemical reagent，wool dyeing auxiliaries，metal processing，rayon quenching the wave-ray agents，boiler water treatment，prevent ceramics fade，making metal barium and barium explosives，pesticides，chemical industry，etcBarium chloride production capacity in China is 10 million tons，Barium chloride manufacturer mainly concentrated in Tianjin，Hebei，Henan，Chongqing，Sichuan，Shandong，Shanxi，Zhejiang，JiangsuOur country is the main exporters in the world market，the ability，the monopoly products are mainly sold to domestic and southeast Asian countries.This paper designs the production of solid Barium chloride，using the acidification section method based on poison for raw material，adopts the stone，caustic soda acid neutralization processThe design process for raw material and production plan selection，after material and heat balance，According to the results of the material and process flow chart，draw materials，Then rendering process piping and flow chart meters，According to the results of the equipment selection and flow chart drawing equipment layout and elevationKeywords： Barium chloride；Poison stone；Material目錄引言無機(jī)鹽工業(yè)是化學(xué)工業(yè)的一個組成部門，具有品種多、用途廣、生產(chǎn)方法多樣等特點(diǎn)。目前，全世界生產(chǎn)的無機(jī)鹽品種約為1300種左右。而有些無機(jī)鹽產(chǎn)品，由于生產(chǎn)規(guī)模大，已發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，如硫酸與硝酸工業(yè)、制堿工業(yè)和化肥工業(yè)等。氯化鋇屬于無機(jī)鹽工業(yè)中產(chǎn)品的一種，我國鋇礦資源豐富, 據(jù)預(yù)測資源總儲量要超過10億噸，而且鋇礦品位較高，鋇礦儲量和產(chǎn)量目前均居世界首位，是發(fā)展鋇鹽產(chǎn)品的有利條件。目前生產(chǎn)氯化鋇基本上都采用鹽酸酸化法，原料多采用毒重石與重晶石。利用毒重石生產(chǎn)氯化鋇是新的工藝路線，許多科研單位和企業(yè)做了大量的研究開發(fā)工作，目前已工業(yè)化生產(chǎn)。產(chǎn)品品質(zhì)全部可以達(dá)到GB1617-89標(biāo)準(zhǔn)一等品水平， 成本要低于傳統(tǒng)的鹽酸硫化鋇法，也沒有H2S污染問題。利用毒重石生產(chǎn)氧化鋇的工藝技術(shù)路線有極強(qiáng)的市場競爭能力，今后將迅速發(fā)展起來，成為生產(chǎn)氯化鋇最普遍的方法。第1章 總論1.1 說明書1.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)本次設(shè)計(jì)依據(jù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.1.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想1、 貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)的方針政策，使設(shè)計(jì)做到切合實(shí)際，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用。2 、貫徹“五化”一體化、露天化、輕型化、社會化、國產(chǎn)化）的措施和結(jié)果。1.1.3 設(shè)計(jì)范圍本次設(shè)計(jì)的是生產(chǎn)氯化鋇的酸化工段，生產(chǎn)裝置主要有浸取器、酸化罐、中和器、板框過濾機(jī)和吸收塔。輔助設(shè)備主要有手推車、原料計(jì)量螺旋、斗式提升機(jī)、加料斗、沉降槽、風(fēng)機(jī)和泵。主要過程包括浸取、酸化、中和、沉降、過濾和吸收。1.1.4 建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案1.1.4.1 建設(shè)規(guī)模本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力為20kt/a的氯化鋇。1.1.4.2 產(chǎn)品方案本次設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的產(chǎn)品應(yīng)符合GB/T 1616-2002，其要求如下表：表1-1 GB/T 1616-2002要求表工程指標(biāo)類類優(yōu)等品一等品合格品氯化鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 99.599.098.097.0鍶的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.050.450.90鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.0300.0360.090硫化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.0020.0030.008鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.0010.0010.0030.02水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.050.050.100.20鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.101.1.5 主要原材料的規(guī)格及其消耗量和來源1.1.5.1 原材料的規(guī)格原料采用毒重石，用31%鹽酸酸化、30%的燒堿中和。毒重石組成及含量為：表1-2 毒重石的含量及組成表組成BaCO3CaCO3MgCO3SrCO3BaSO4Fe2O3酸不溶物含量 %68.0020.003.040.801.501.005.661.1.5.2 原料消耗量經(jīng)過物料衡算，毒重石每小時的消耗量為：3043kg。1.1.5.3 原料的來源毒重石從從四川進(jìn)行采購，然后運(yùn)輸?shù)綇S地，鹽酸與燒堿都從當(dāng)?shù)刭徺I。1.1.6 生產(chǎn)方法及全廠總流程1.1.6.1 生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法采用鹽酸酸化、燒堿中和。此方法目前已工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品品質(zhì)全部可以達(dá)到GB/T 1616-2002標(biāo)準(zhǔn)一等品水平，成本要低于傳統(tǒng)的鹽酸硫化鋇法，也沒有H2S污染問題。利用毒重石生產(chǎn)氧化鋇的工藝技術(shù)路線有極強(qiáng)的市場競爭能力，今后將迅速發(fā)展起來。1.1.6.2 全廠總流程先將采購來的毒重石經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，然后把一定粒度的鋇礦粉放入水中進(jìn)行浸泡，然后將浸泡好的料漿經(jīng)料漿泵打入到酸化罐，并定時的加入一定量一定濃度的鹽酸，在一定的攪拌條件下，發(fā)生酸化反應(yīng)。酸化后在中和器中進(jìn)行中和反應(yīng)，除去鎂離子和鐵離子。中和后將中和液送入沉降槽，除去大的顆粒物質(zhì)，將上清液送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，將得到的濾液送到蒸發(fā)結(jié)晶工段進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到最后的產(chǎn)品。該法中粉末狀礦粉與鹽酸反應(yīng)迅速，產(chǎn)生大量氣泡，因此要掌握好鹽酸的濃度和添加速度。其流程框圖為： 原料沉降吸收過濾浸取酸化中和結(jié)晶蒸發(fā)圖1-1 氯化鋇酸化工段工藝流程框1.2 廠址簡況廠區(qū)選擇建在阿拉善經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)位于阿拉善盟東端，地處阿拉善左旗烏斯太鎮(zhèn)境內(nèi)，東臨黃河，西倚賀蘭山，南接寧夏回族自治區(qū)石嘴山市，北連烏海市，規(guī)劃面積123.84平方公里，建成面積20平方公里，總?cè)丝?萬人。開發(fā)區(qū)成立于1997年8月，先后被自治區(qū)列為全區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)東西合作示范區(qū)、高載能工業(yè)園區(qū)，被國家農(nóng)業(yè)部列為全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)東西合作示范區(qū)。2002年1月9日，被自治區(qū)人民政府正式批準(zhǔn)為自治區(qū)級開發(fā)區(qū)。2004年8月經(jīng)自治區(qū)人民政府批準(zhǔn)，更名為烏斯太經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。2006年4月正式通過國家審核更名為阿拉善經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。阿拉善開發(fā)區(qū)交通條件便捷，是阿拉善盟煤、鹽、鐵、堿等資源輸出的必經(jīng)之地，具有優(yōu)越的區(qū)位條件。地處寧蒙交界地段的阿拉善經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)作為阿拉善盟的“窗口”，南接石嘴山、北連烏海、面向黃河、背靠賀蘭山，包蘭鐵路從開發(fā)區(qū)東緣通過，烏吉鐵路由開發(fā)區(qū)直達(dá)左旗工業(yè)重鎮(zhèn)吉蘭泰。110國道和丹東拉薩高速公路在開發(fā)區(qū)東邊南北向通過，烏海巴彥浩特一級公路從開發(fā)區(qū)穿過，為“五路”交匯之處。距烏海機(jī)場40公里，距銀川機(jī)場120公里，距賀蘭山機(jī)場110公里，可高速直達(dá)。開發(fā)區(qū)距烏海西火車站2公里，距石嘴山火車站20公里。開發(fā)區(qū)北部的烏達(dá)礦務(wù)局五虎山等煤田、西部賀蘭山一帶礦產(chǎn)資源富集充足，得天獨(dú)厚，分布廣、品位高、易開采，周邊現(xiàn)已探明礦種 50種，礦產(chǎn)地284處，其中大型礦床12處，中型礦床20處，已探明煤儲量20億噸，其中焦煤4億噸，無煙煤6億噸左右，電煤10億噸左右；鹽儲量3.8億噸；芒硝儲量3870萬噸；硅石儲量50多億噸。還有豐富的石膏、石灰?guī)r、鐵、銅、金、白云巖等礦產(chǎn)儲量可觀，配置條件好，發(fā)展工業(yè)潛力大。水資源充足，有黃河水和地下水可供使用，能夠滿足開發(fā)區(qū)工業(yè)和生活用水需要。土地資源豐富，已開發(fā)不足30%，未開發(fā)面積70%，均為荒漠地，開發(fā)建設(shè)成本較低。開發(fā)區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施較為完善，市政道路、集中供水系統(tǒng)、供暖、排污管網(wǎng)、郵電、通信等覆蓋開發(fā)區(qū)。區(qū)內(nèi)電力基礎(chǔ)條件非常優(yōu)越，能夠?yàn)楣I(yè)用電提供充分的保障?，F(xiàn)已建成110千伏、220千伏、500千伏3個變電站 。開發(fā)區(qū)距海渤灣電廠和石嘴山電廠分別為17公里和18公里，是烏達(dá)至石嘴山，烏達(dá)至巴彥浩特高壓輸電線路的必經(jīng)之地。1.3工程水文地質(zhì)條件和氣象資料地形呈南高北低狀平均海拔900-1400M，地貌類型有沙漠戈壁、山地、低山丘陵、湖盆、起伏灘地等，土壤受地貌及生物氣候條件影響。具有明顯的地帶性分布特征，由東南向西北依次分布有灰鈣土、灰漠土、灰棕漠土。在湖盆和低洼地區(qū)有鹽堿土和沼澤土。地處亞洲大陸腹地，為內(nèi)陸高原，遠(yuǎn)離海洋，周圍群山環(huán)抱，形成典型的大陸性氣候。干旱少雨，風(fēng)大沙多，冬寒夏熱，四季氣候特征明顯，晝夜溫差大。年均氣溫?cái)z氏6-85，1月平均氣溫-9-14。極端最低氣溫-364； 7月平均氣溫22-264，極端最高氣溫417。年平均無霜期130-165天。由于受東南季風(fēng)影響，雨季多集中在七、八、九月。降雨量從東南部的200多毫M，向西北部遞減至40毫M以下；而蒸發(fā)量則由東南部的2 400毫M向西北部遞增到4 200毫M。年日照時數(shù)達(dá)2 600 - 3 500小時，年太陽總輻射量147-165千卡千方厘M。多西北風(fēng)，平均風(fēng)速每秒29-5M，年均風(fēng)日70天左右。第2章 化工工藝及系統(tǒng)2.1 概述2.1.1 裝置設(shè)計(jì)規(guī)模，裝置組成與各工序名稱本次設(shè)計(jì)氯化鋇的酸化工段，處理量為18kt/a氯化鋇。主要由浸取、酸化、中和、沉降、過濾和吸收組成。裝置有浸取器、酸化罐、中和器、板框過濾機(jī)吸收塔、手推車、原料計(jì)量螺旋、斗式提升機(jī)、加料斗、沉降槽、風(fēng)機(jī)和泵。2.1.2 生產(chǎn)方法、流程特點(diǎn)生產(chǎn)方法采用鹽酸酸化、燒堿中和。此方法的工藝流程清晰簡單，在流程圖上一目了然，便于讀圖。2.1.3 生產(chǎn)制度年操作日為300天，一班為8小時，4小時生產(chǎn)一次產(chǎn)品。2.2 原材料及產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格2.2.1 原材料的技術(shù)規(guī)格原材料的技術(shù)規(guī)格為：表2-1 原材料的技術(shù)規(guī)格表序號名稱規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)備注1毒重石中低品位2鹽酸31%3燒堿30%2.2.2產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格為：表2-2產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格表序號名稱規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)備注1固體氯化鋇18.28%2固體氯化鈣5.65%3固體氯化鍶0.22%4固體氯化鈉1.64%5水74.21%2.3 生產(chǎn)流程簡述酸化的主反應(yīng)為：BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + CO2副反應(yīng)為： CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2SrCO3 + 2HCl = SrCl2 + H2O + CO2Fe2O3 + 6HCl = FeCl3 +3 H2O氯化鋇的酸化工段的生產(chǎn)屬于間歇操作，4小時為一個周期，一班為8個小時，一班出兩次產(chǎn)品。生產(chǎn)流程為：將來自堆場的毒重石粉用手推車推到計(jì)量螺旋上，計(jì)量螺旋將4個小時的原料處理量經(jīng)斗式提升機(jī)送到浸取器頂部的原料斗，原料斗經(jīng)過電機(jī)振動將礦粉送到浸取器里，同時將來自水槽的清水按毒重石粉的1.5倍從頂部送入浸取器，在浸取器內(nèi)通過攪拌把毒重石粉溶解在水里。溶解后用螺桿泵將料漿打到酸化罐的上部，同時也緩慢的加入31%的鹽酸，通過攪拌讓料漿與鹽酸充分反應(yīng)。此過程溫度不宜過高，因?yàn)闇囟仍礁?，氣體的揮發(fā)就越嚴(yán)重，原料的損失也會越嚴(yán)重，同時應(yīng)將pH控制在3左右。反應(yīng)生成的二氧化碳進(jìn)入吸收塔，用水進(jìn)行吸收，吸收完的部分送到酸儲槽中，沒吸收的部分被風(fēng)機(jī)送入煙囪。酸化液用螺桿泵打入中和器的下部，30%的燒堿從頂部進(jìn)入中和器，經(jīng)過攪拌使反應(yīng)充分，沉淀出鐵離子與鎂離子。在反應(yīng)中應(yīng)控制好pH值，使其達(dá)到8。反應(yīng)后再用螺桿泵將中和液打入沉降槽進(jìn)行沉降，大的顆粒會沉在容器底部，上清液用液下泵送入板框過濾機(jī)上部，清水也從上部進(jìn)入過濾機(jī)，過濾完將濾餅取出用小車送到堆場，濾液則從過濾機(jī)右下部被壓出，送到蒸發(fā)工段。第三章 氯化鋇酸化工段物熱衡算3.1 氯化鋇酸化工段物料衡算3.1.1原材料原料選擇毒重石，其組成及含量如表3-1所示：表3-1 毒重石的含量及組成表組成BaCO3CaCO3MgCO3SrCO3BaSO4Fe2O3酸不溶物含量 %68.0020.003.040.801.501.005.66酸化選擇31%的鹽酸，中和選擇30%的氫氧化鈉溶液。3.1.2 酸化原料處理量為：18kt/a；年工作日為：300；原料利用率為：98%；以礦粉的1.5倍的水潤洗礦粉。則每小時的原料處理量為： + 14.6 = 3043kg/h BaCO3的摩爾質(zhì)量；197g/mol； 的摩爾質(zhì)量；244g/mol。以每小時3043kg的礦粉為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，潤濕需水量為4565kg。酸化反應(yīng)的主反應(yīng)化學(xué)方程式為：BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + CO2此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-2所示：表3-2 方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱BaCO3HClBaCl2H2OCO2摩爾質(zhì)量g/mol19736.52081844消耗BaCO3的質(zhì)量為：=30430.680.98 = 2027.855kg 3-1） 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的質(zhì)量 反應(yīng)的碳酸鋇的質(zhì)量 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的分子量 碳酸鋇的分子量消耗HCl的質(zhì)量為： = 751.439kg生成BaCl2的質(zhì)量為： =2141.085 kg生成H2O的質(zhì)量為： =185.286 kg生成CO2的質(zhì)量為： = 452.922 kg副反應(yīng)為：1）CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-3所示：表3-3 方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱CaCO3HClCaCl2H2OCO2摩爾質(zhì)量g/mol10036.51111844消耗CaCO3的質(zhì)量為： = 30430.20.98= 596.428kg 3-2） 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的質(zhì)量 反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的分子量 碳酸鈣的分子量消耗HCl的質(zhì)量為： = 435.392kg生成CaCl2的質(zhì)量為： = 662.035kg生成H2O的質(zhì)量為： = 107.357kg生成CO2的質(zhì)量為： = 262.42kg2）MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-4所示：表3-4 方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱MgCO3HClMgCl2H2OCO2摩爾質(zhì)量g/mol8436.5951844消耗MgCO3的質(zhì)量為： = 30400.03040.98 = 90.657kg 3-3） 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的質(zhì)量 反應(yīng)的碳酸鎂的質(zhì)量 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的分子量 碳酸鎂的分子量消耗HCl的質(zhì)量為： =78.785kg生成MgCl2的質(zhì)量為： =102.529kg生成H2O的質(zhì)量為： =19.427kg生成CO2的質(zhì)量為： = 47.487kg3）SrCO3 + 2HCl = SrCl2 + H2O + CO2此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-5所示：表3-5 方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱SrCO3HClSrCl2H2OCO2摩爾質(zhì)量g/mol14736.51581844消耗SrCO3的質(zhì)量為： = 30430.0080.98 = 23.857kg 3-4） 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的質(zhì)量 反應(yīng)的碳酸鍶的質(zhì)量 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的分子量 碳酸鍶的分子量消耗HCl的質(zhì)量為： = 11.847kg生成SrCl2的質(zhì)量為： = 25.642kg生成H2O的質(zhì)量為： = 2.921kg生成CO2的質(zhì)量為： = 7.141kg4）Fe2O3 + 6HCl = FeCl3 +3 H2O 此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-6所示：表3-6方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱Fe2O3HClFeCl3H2O摩爾質(zhì)量g/mol16036.5162.518消耗Fe2O3的質(zhì)量為： = 30430.010.98 = 29.821kg 3-5） 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的質(zhì)量 反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量 反應(yīng)消耗或產(chǎn)生的某物質(zhì)的分子量 氧化鐵的分子量消耗HCl的質(zhì)量為： = 40.817kg生成FeCl3的質(zhì)量為： = 60.574kg生成H2O的質(zhì)量為： = 10.065kg原料的利用量為：304310.0150.0566）0.98 = 2768.62kg反應(yīng)消耗HCl的量：751.439435.32978.78511.84740.817 = 1318.28kg反應(yīng)消耗鹽酸的量為：生成CO2的量為：生成H2O的質(zhì)量為：185.286+107.357+19.427+2.921+10.065=325.056kg kgH2O的質(zhì)量為：30431.5+4252.52580.69+325.055=7823.7978kg酸化反應(yīng)后溶液的質(zhì)量為：2768.188+4252.5258+4564.5-769.98=10815.234kg ；濃度為20%時的比熱容為：0.7605cal/(g。由下式計(jì)算19.80%的BaCl2溶液的比熱容： = 解得：c = 0.7628cal/(g由熱量衡算得到酸化后的溫度為67.90，入口溫度為25。某溫度下的密度計(jì)算式為： = 1180.9g/lBaCl2溶液的體積為： = 9156.916L調(diào)pH到3，假設(shè)調(diào)pH所需要的鹽酸體積不計(jì)，則氫離子的濃度為：0.001mol/l, 氫離子物質(zhì)的量為：0.0019156.9164=9.157mol所以HCl得物質(zhì)的量也為9.157 mol,HCl的質(zhì)量為：9.15736.5=334.230g調(diào)PH消耗鹽酸的量為：334.1940.31=1078.045g=1.078kg消耗鹽酸的總量為：4252.52+1.078=4253.598kg酸化后BaCl2 溶液的總量為：10816.16+1.078=10817.238kg雜質(zhì)的量為：硫酸鋇：50.7kg；酸不溶物：127.23kg；碳酸鋇：45.968kg；碳酸鈣：13.52kg；碳酸鎂：2.055kg；碳酸鍶：0.541kg；氧化鐵：0.474kg。酸化的物料平衡表如下：表3-7 酸化物料平衡表物料進(jìn)料 kg/h出料 kg/hBaCO32069.2441.385CaCO3608.612.172MgCO392.511.85SrCO324.3440.487BaSO445.64545.645Fe2O330.430.609HCl1333.4451333.445鹽酸4253.6水8632.9498724.376BaCl22141.085CaCl2662.035MgCl2102.529SrCl225.642FeCl360.574CO2769.978總計(jì)13222.3913222.393.1.3 中和中和工段將pH調(diào)到8，中和的反應(yīng)方程式為：MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH2 + 2NaCl此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-8所示：表3-8 方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱MgCl2NaOHMg(OH2NaCl摩爾質(zhì)量g/mol95405858.5 2的質(zhì)量為： = 62.595kg生成NaCl的質(zhì)量為： = 126.273kg3 + 3NaCl此方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表3-9所示：表3-9 方程式中各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量表名稱FeCl3NaOHFe(OH3NaCl摩爾質(zhì)量g/mol162.54010758.5 3的質(zhì)量為： = 39.886kg生成NaCl的質(zhì)量為： = 65.42kg反應(yīng)消耗NaOH的質(zhì)量為：消耗NaOH溶液的質(zhì)量為：131.072/0.31=422.813kg30%NaOH溶液的密度為如下表：表3-10 30%NaOH溶液密度表溫度 1015182030密度 g/ml1.33401.32900.32900.32791.3217用試差法求出25時30%NaOH溶液的密度為1.3248g/ml。將調(diào)pH 調(diào)到3。中和所需NaOH溶液的體積為：= 319159.325ml中和后溶液的體積為： 9159.25+ 319152.325/1000 = 9478.402L調(diào)PH后溶液中的物質(zhì)的量為： 9478.402=9.478mol調(diào)PH消耗NaOH的物質(zhì)的量為： 9.1599.478=9.1591mol調(diào)PH消耗NaOH的質(zhì)量為： 10.17140=406.838g調(diào)PH消耗NaOH的物質(zhì)的量為 366.36/0.3=1221.2g總消耗NaOH溶液的量為： 422.813+1221.2/1000=424.034kg中和后溶液總量為： 10817.238+424.03462.497139.886=11138.789kg中和后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。中和后雜質(zhì)的量為：硫酸鋇： 45.645kg酸不溶物： 172.234kg碳酸鋇： 41.385kg碳酸鈣： 12.172kg碳酸鎂。 1.85kg碳酸鍶： 0.487kg氧化鐵： 0.609kg氫氧化鐵： 39.886kg氫氧化鎂。 62.597kg列出中和物料平衡表，如下：表311 中和物料平衡表 物料 進(jìn)料kg/h 出料kg/h 41.355 41.385 12.172 12.172 1.85 1.85 0.487 0.487 45.645 45.645 0.609 0.609 酸不溶物 172.234 172.234 水 9065.029 9065.437 NaCl 191.693 2141.085 2141.085 662.035 662.035 25.642 25.642 102.529 _ 60.574 _ _ 39.886 _ 62.597 NaOH 131.072 - 總計(jì) 13325.645 13325.6453.1.4 過濾過濾損失為0.003，洗水量占濾液體積比為0.1，一洗水量占0.06，二洗水量占0.04.過濾液的質(zhì)量為：酸化反應(yīng)后溶液的質(zhì)量+調(diào)PH消耗鹽酸的質(zhì)量+總消耗NaOH溶液的量生成的質(zhì)量生成的質(zhì)量）*1-過濾損失）=12018.45+1078.045/1000+424.034-62.597-39.886）10.003）=11172.308kg氯化鋇溶液的密度為：1200.7g/l 則進(jìn)入吸收塔惰性氣體的摩爾流量為V=19.841-0.02）=17.81 kmol/h進(jìn)塔氣體中HCL的組成為：出塔氣體中HCL的組成為：進(jìn)塔洗液中HCL的組成為由平衡關(guān)系經(jīng)畫圖計(jì)算可得：。則，。吸收液組成可根據(jù)全塔物料衡算式求出，即3.2 氯化鋇酸化工段熱量衡算3.2.1 酸