以提溴廢液為原料年產(chǎn)12萬噸氯化鎂車間工藝設(shè)計概述52

1、以提溴廢液為原料年產(chǎn)12萬噸氯化鎂車間工藝設(shè)計the process design of magnesium chloride with annual output of 120000 tons using the bromine effluent liquid as raw material氯化鎂是一種重要的化工原料，隨著科學(xué)的進步及世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對氯化鎂產(chǎn)品的精細化程度也提出了越來越高的要求。我國是世界產(chǎn)鎂大國， 也是用鎂大戶，但不是產(chǎn)鎂強國。其主要原因是我國的產(chǎn)品粗品多，精品少。一 方面是低級原料的大量出口，另一方面又是大量精品的進口，其進口價是出口價 的幾倍，甚至高達幾十倍。

2、因此，設(shè)計了一個年產(chǎn)10萬噸的氯化鎂生產(chǎn)工藝車間。本設(shè)計說明書對氯化鎂車間的主要生產(chǎn)流程，設(shè)備的選型，總平立面布置及環(huán)境保護等各方面進行較全面、 合理的安排，其重點是對生產(chǎn)流程中的主要設(shè)備 進行了詳細的說明。氯化鎂的生產(chǎn)主要包括：預(yù)熱、蒸發(fā)、保溫沉降、制片、包 裝等過程，而其中的蒸發(fā)、保溫沉降、制片又是其中的重點工序，蒸發(fā)采用強制 循環(huán)蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器的優(yōu)點是靠外力循環(huán)，循環(huán)速度大，一般可達1.53.5m/s ;靠泵循環(huán)，加熱蒸氣的壓力對循環(huán)速度沒有影響，操作穩(wěn)定；生產(chǎn)強度 大，適合于粘度大而又有晶體析出的料液。 保溫沉降主要是控制好溫度，是沉降 器內(nèi)的溫度保持在105C以上。采用這樣的流程

3、，其氯化鎂質(zhì)量完全符合工業(yè)用 氯化鎂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。由于所選的各種設(shè)備比較齊全，工藝先進，從而大大地提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：氯化鎂；車間設(shè)計； 工藝流程ABSTRACTMag nesium chloride is a importa nt chemical raw material, with the improveme nt of scie nee and quick developme nt of intern atio nal economy, people require more finer magn esium chloride products. Our country is a bi

4、g magn esium producer, and a big mag nesium con sumer, but not a stro ng mag nesium producer. The mai n reas on is, most of our products is grossness, few of them is fine products. On one hand , we export huge raw material, on the other hand, we are a big fine- magnesium chloride importer, the price

5、 of imported products is times or several tens of exported ones. So, we design a magnesium chloride work shop which with eighty ton annual output.This desig n in structi on has a comprehe nsive and reas on able arran geme nt about main product ion flow, equipme nt select ion, over all pla ne and ele

6、vati on lay ing, and en vir onmen tal protect ion .It emphasizes the detail in struct ion of importa nt equipme nt in the product ion flow. Product ion of magn esium chloride in cludes preheati ng, evaporat ing, in sulati ng & laggi ng, palletiz ing, pack ing, ect.Evaporat ing, in sulat ing& lagg in

7、g, palletiz ing are importa nt procedure. We use forced circulati on evaporator, advantage of this evaporator is it circulating by external force, can have a 1.53.5 m/s high speed. Circulati ng by pump, pressure of heat ing stream will not in flue nce circulate speed, stably operated; big product io

8、n in te nsity for viscosity and Auskristallisierung f liquor. The key of insulating & lagging is temperature controlling, to make sure the inner temperature of inner- settler is above 105 degree Centigrade. With this process, magnesium chloride is totally meet the criterion of in dustrial magn esium

9、 chloride en terprises. Because of the well appo in ted equipme nts, adva need tech no logy, we cariRaise the product ion efficie ncy.Key words: Magnesium Chloride; Workshop design; Process第一章前言 錯誤！未定義書簽。第一節(jié)概述 錯誤！未定義書簽。第二節(jié)綜述 3第二章生產(chǎn)方案和生產(chǎn)流程確定 7第一節(jié)生產(chǎn)工藝的確定 7第二節(jié)生產(chǎn)流程簡圖 8第三章主要生產(chǎn)車間操作及生產(chǎn)設(shè)備 10第一節(jié)蒸發(fā)車間概述及特點 10第

10、二節(jié)其它車間簡介 15第四章物料衡算及熱量衡算 17第一節(jié)生產(chǎn)條件及要求 17第二節(jié)物料衡算 17第三節(jié)熱量衡算 18第五章設(shè)備選型及計算 21第一節(jié)主要設(shè)備選型及計算 21第二節(jié)附屬設(shè)備 28第六章車間布置 33第一節(jié)車間平面布置 33第二節(jié)車間設(shè)置布置 35第三節(jié)管道布置.36第七章非工藝專業(yè)要求錯誤！未定義書簽。第一節(jié)土建設(shè)計.38第二節(jié)供電與照明38第三節(jié)自動控制檢測儀表錯誤！未定義書簽。第四節(jié)給水排水40第五節(jié)米暖通風(fēng)42第六節(jié)節(jié)能環(huán)保及安全衛(wèi)生42第八章技術(shù)經(jīng)濟分析與投資估算45第一節(jié)經(jīng)濟概算45第二節(jié)單元設(shè)備價格估算 43結(jié)論48參考文獻49致謝 錯誤！未定義書簽第一章前言第一節(jié)

11、概述氯化鎂是一種非常重要的化工原料，隨著社會進步和世界經(jīng)濟的飛速 發(fā)展，人們對氯化鎂的需求也在與日俱增，尤其是對高純度、高質(zhì)量的產(chǎn) 品需求更為突出。氯化鎂的用途很廣，它是生產(chǎn)金屬鎂、氧化鎂、六氨氯化鎂、氫氧化 鎂、硫酸鎂等的基本原料，被廣泛用于各個行業(yè)，例如：1. 冶金行業(yè)：可用來制造耐火材料和做為砌爐臂的粘合劑，并且是制造二號熔劑和冶煉金屬鎂的原料。2. 化學(xué)工業(yè)：主要用于生產(chǎn)各種鎂鹽，如氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂和 鞭炮固引劑等，也可用作生產(chǎn)防凍劑的原料。3. 建筑材料：六水氯化鎂與菱苦土混合可制成堅硬的耐腐蝕的鎂氧水 泥，可制成人造大理石、苦土瓦、地板、天花板、裝飾板、防火板、大棚 支架、

12、隔墻板、菱鎂井蓋、浴缸、門窗框以及活動房屋等日常建筑裝修材 料。4. 機械工業(yè)：日常生活中，用菱苦土可制成機械包裝箱，三角墊棱和家 具等，是以土代料”的好材料。5. 食品行業(yè)：用鹵水（食品級氯化鎂水溶液）點制的豆腐較石膏點制的 豆腐，質(zhì)嫩味鮮，還用作一部分食品的添加劑。6. 交通行業(yè)：用作道路化冰融雪劑，化冰速度快，對車輛腐蝕性小，比氯化鈉融雪效果好。7. 醫(yī)藥：用氯化鎂制成的鹵干可作藥用。8. 農(nóng)業(yè)：可用來生產(chǎn)鎂肥、鉀鎂肥和棉花脫葉劑等。在工業(yè)發(fā)達國家，已將海水中的氯化鎂作為生產(chǎn)冶煉金屬鎂的重要原料。由于鎂系產(chǎn)品的可塑性強，利用化學(xué)和物理技術(shù)處理和深加工，在高、精、尖材料 科學(xué)領(lǐng)域中具有廣泛

13、的應(yīng)用前景，如高速飛行器窗口材料、耐高溫腐蝕材料、透明精細陶瓷、高溫絕緣材料，以及2O世紀(jì)9O年代發(fā)展起來的納米鎂系物材料及許 多高功能性材料等方面，可以形成許多高技術(shù)產(chǎn)品，具有較高附加值和較高經(jīng)濟 效益。我國是世界產(chǎn)鎂大國，也是用鎂大戶，但卻不是產(chǎn)鎂強國，主要原因是 我國的鎂產(chǎn)品粗品多，精品少。一方面是低級鎂原料的大量出口，另一方面又是 大量精品鎂產(chǎn)品的進口，其進口價是出口價的幾倍，甚至高達幾十倍。因此，鹽 化工行業(yè)應(yīng)該加強研究，致力于提高鎂產(chǎn)品的精細化程度，以增強在國際市場上 的競爭能力。我國發(fā)展鎂質(zhì)化工材料有很大優(yōu)勢：我國有豐富的鎂資源，不僅有海水、鹽鹵、井鹵等液體鎂資源，還有十分豐富的

14、菱鎂礦、水鎂石、水菱鎂石、蛇紋石、 石棉尾礦等天然鎂礦資源，為發(fā)展鎂質(zhì)化工材料產(chǎn)品提供了堅實的資源基礎(chǔ)。我 國能源比較豐富，為生產(chǎn)鎂質(zhì)化工材料提供了能源保證。我國具有以多種原料、 多種工藝路線生產(chǎn)鎂質(zhì)化工材料的企業(yè)，特別是近年來，在工藝、設(shè)備等方面具有中國特色的科技成果不斷出現(xiàn)并運用于生產(chǎn)實踐中。在不同的溫度范圍內(nèi)，生成含有 2、4、6、& 12個結(jié)晶水的水合物和無水 氯化鎂。目前生產(chǎn)的氯化鎂是指六水氯化鎂。六水氯化鎂在-3.4 116.7 C之間是穩(wěn)定的水合物。為無色結(jié)晶體，密度 1.56-1.59克/厘米3,味苦。利用海鹽苦鹵制得的產(chǎn)品，因色值高而呈現(xiàn)褐黃色（茶色）。外觀因制造方法而異，分

15、塊狀、片狀、粒狀和晶體狀。提溴廢液是經(jīng)過水蒸氣蒸餾法提取溴產(chǎn)品后排出的廢液，其主成分為 氯化鎂（400g/L左右），是生產(chǎn)工業(yè)氯化鎂和食品級氯化鎂的優(yōu)良原料， 在沿海的鹽化工廠中采用蒸發(fā)法生產(chǎn)工業(yè)氯化鎂（鹵片、鹵粉）工藝成熟， 產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，銷路較好，具有良好的經(jīng)濟效益。工業(yè)用氯化鎂為六水氯化鎂，其中含少量四水合物。工業(yè)用氯化鎂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 下如表1-1。表1-1工業(yè)用氯化鎂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品名外形色澤化學(xué)組成（）MgCbMgSONaCI+KCI氯化鎂塊深褐黃色 50231 2.5氯化鎂片、粒、塊褐黃色 45231 2.5氯化鎂晶體黃色 43氯化鎂片白色 45但是，我國食用氯化鎂的生產(chǎn)現(xiàn)狀很不理想

16、。食用氯化鎂作為添加劑廣泛用于食品、食鹽、礦泉水、醫(yī)藥等行業(yè)。其產(chǎn)品 的市場潛力巨大，發(fā)展前景非常廣闊。 在國外，食用氯化鎂在食品行業(yè)中已得到 普遍應(yīng)用，在豆制品、面包、水產(chǎn)保鮮、瓜果蔬菜等食品的生產(chǎn)加工過程中都已 廣泛使用。中國一直沒有食品級氯化鎂的生產(chǎn)，國內(nèi)食品行業(yè)對這一產(chǎn)品很陌生，應(yīng)用 也不廣泛。同時國家食品衛(wèi)生法明確規(guī)定，在食品生產(chǎn)過程中所使用的添加 劑必須為食品級。隨著人們對健康意識的不斷提高，2003年12月11日，中國首發(fā)了食用氯化鎂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并把食品級氯化鎂確定為食品穩(wěn)定劑和凝固劑。 這一規(guī)定對規(guī)范中國食用氯化鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)與市場銷售等工作都起到了積極的 推動作用，大大改變了中國

17、食品行業(yè)中傳統(tǒng)的由工業(yè)氯化鎂作為食品添加劑的狀 況。目前中國僅有天津市塘沽金輪鹽化有限公司、 連云港銀化制鎂有限公司等少 數(shù)生產(chǎn)商具備生產(chǎn)食用氯化鎂產(chǎn)品的資質(zhì)。2009年6月，青海潔鎂露科技公司根據(jù)市場需求，新上了 5000t /a的食用氯化鎂生產(chǎn)線。經(jīng)初步統(tǒng)計，全國食用 氯化鎂的實際產(chǎn)能仍然還遠遠不能滿足人們生活的需求。我國食用氯化鎂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見下表 1-2。表1-2食用氯化鎂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項目名稱指標(biāo)氯化鎂（以MgCb計）%46.00鈣離子（以CsT計）%0.10硫酸根（以SO：一計）%0.80堿金屬氯化物（以 Cl -計）%0.4水不溶物 %0.10色度（度）40鉛（以Pb*計）mg / kg蘭

18、3.0砷（以As3先十）mg / kgFh Cp 0t（ Tt ）（4-8）其中熱量損失Ql =5%Dr二次蒸汽壓力 巳=0.066MPa，相應(yīng)溫度為tw =72C查表得72 C蒸汽焓值為rw = 2370kJ / kg分別代入得：0.95 D 2093.1 =28489 3.1565 （137-tj 9189.6 2370D 4.187 （158.仁 100）=28489 3.1565 魚-30）求得 D =14.071t/h鮎=68 C根據(jù)物料衡算和熱量衡算結(jié)果，換算為單位產(chǎn)品（噸）的消耗量（及消耗定額）和單位時間（小時、天、年）的消耗量。列入表4-2和表4-3。表4-2原材料消耗定額及消

19、耗量表序號原料名稱單位規(guī)格成品消耗定額（t/l）每小時消 耗量（t）每年消 耗量（t）備注1提溴廢液3 m28.489188027.4表4-3 動力（水、電、汽、氣等）消耗定額及消耗量表序號動力名稱單位規(guī)格成品消耗 定額（單耗/t）每小時消耗量每年消耗量使用情況1蒸汽噸0.49MPa14.07192868.62電kwh380V第五章設(shè)備選型及計算第一節(jié)主要設(shè)備選型及計算一、蒸發(fā)器蒸發(fā)器選型：采用強制循環(huán)真空蒸發(fā)器強制循環(huán)蒸發(fā)器用泵循環(huán)輸送料液， 保持了一定的循環(huán)速度。操作溫差要求 較小，加熱蒸汽壓力要求較低，對粘度大、以高溫水解的MgCb溶液的濃縮比較適宜。同時料液自加熱室下部進入， 全部循環(huán)

20、系統(tǒng)包括加熱管都充滿液體， 加熱 管內(nèi)料液不沸騰，抑制了腐蝕性氣體對設(shè)備的腐蝕，加熱室使用壽命較長。蒸發(fā)器安裝高度較低，維修方便。循環(huán)泵揚程要求不高。對加熱室蒸汽壓力（溫度） 的變化適應(yīng)性大，容易操作。其缺點是電力消耗較多，增加循環(huán)泵的維修，加熱管傳熱系數(shù)較低。（一）、加熱室1、蒸發(fā)器傳熱面積A=Drtm =158.1 -137 =21.1 C(5-1)(5-2)取 K=1500 Wm2 CA，.。71 1000 2093_265.2m25500 21.1放大 15%, A=265.2 1.15 =304.98m2取 A=305 m22、加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計加熱管選用42 1.2mm的

21、鈦材 管長L取8 mdo 二 42mmdi = 4 2 - 1. 2 2 3r9.n6dm-i.mm二 0.04m82加熱管根數(shù)A二 dm L3053.14 0.0408 8二 297.59(5-3)取管數(shù)為298根3、加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定加熱管按正三角形排列，如圖:1nc =1. n = 1. 1 281 8. 98(5-4)nc管束中心線上的管數(shù)取nc =19根管間距通常取管外徑的1.25T.35倍圖5-1加熱管排列管心距 t=1.25d0=52.5mm管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁的距離e = (11.5) d0取 e =1 d0 =42mm.Dj =t(nc-1) 2e =

22、52.5(19-1) 2 42=1029mm(5-5)Di取1100 mm最小壁厚12 mm選取標(biāo)準(zhǔn)見下表:表5-1殼體內(nèi)徑與最小壁厚殼體內(nèi)徑(mm)4007008001000110015001600200021002500最小壁厚(mm)810121416(二) 蒸發(fā)室1、蒸發(fā)室直徑斷面蒸發(fā)強度法：單位時間、單位面積上蒸發(fā)水量。E:斷面蒸發(fā)強度kg m 2 ,h 其值與物料特性和壓強有關(guān)，本設(shè)計中可取E=1000取 D=3.5mFD24蒸發(fā)室高度H=6 m4 9 1 89.-3. 1 4 1 000.4 2n1(5-6)22、循環(huán)管直徑(5-7)取 f=1.00.03962 298 1.0

23、= 0.367m44 0.367 = 0.684m = 684mm取 d循=700mm 3、頂蓋封頭咼度常用的蒸發(fā)室圭寸頭有半球形、拱形和橢圓形。為了不致產(chǎn)生彎曲應(yīng)力集中， 各部分尺寸要求如圖 5-2: R=D, r=0.15D, H0.2D, h50mm。在本設(shè)計中選 取 H=0.3D=0.96m, h=100mm。圖5-3(5-9)4、底蓋咼度蒸發(fā)器常用底蓋為錐形底（圖5-3）,本設(shè)計中從底部排出粘稠物料的情況更 應(yīng)選擇此形狀。錐形底最常用的半底角為 3045度，且一般都有折邊，折邊半 徑r=0.15D。本設(shè)計中取半底角為30度，r=0.15D=480mm,則錐底高度為23%=急=竽=20

24、20.72亦(5-8)（三）循環(huán)泵加熱室在外的強制循環(huán)蒸發(fā)器要求揚程較低，常用軸流泵。軸流泵又稱旋漿泵，有立式和臥式兩種。使用于壓頭不大情況下輸送流量很 大的、含有雜質(zhì)的液體。蒸發(fā)器溶液循環(huán)常用臥式軸流泵。JI計算如下：2Q流量=di n u 3600 u=1.5mSu取 1 .恥4-Q流量0.03962 298 1.5 3600 = 1980.93m3 h4取揚程H=4m選泵：臥式軸流泵 選用蘇州特耐泵業(yè)有限公司的強制循環(huán)泵表5-2強制循環(huán)泵參數(shù)型號流量揚程轉(zhuǎn)速效率軸功率配用電機FJX-5003 # t2650m /h4m70r / min70%42.0KW75KW（四）法蘭、人孔、視鏡和手

25、孔設(shè)備中所有管路連接法蘭，均應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇，在無特殊要求下建議 選用HG501058平焊法蘭。人孔是安裝和檢修設(shè)備時所必須的。人孔的尺寸一般以600mm為宜。當(dāng)設(shè)備較小而人無法進入時，為設(shè)備的檢修、清洗等，應(yīng)安裝必要的手孔， 手孔尺寸一般為150mm。蒸發(fā)操作過程中，為了便于觀察，往往裝有視鏡，視鏡尺寸為200mm。除此以外，還必須考慮液位汁、取樣管、溫度計插入口及壓力計接管等。這 些部件都是保證蒸發(fā)裝置正常生產(chǎn)所不可缺少的。關(guān)于人孔、視鏡、手孔、法蘭及至安裝設(shè)備的支架是許多化上設(shè)備都需要的 部件，目前已有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。（五）蒸發(fā)器各管口計算1、二次蒸汽出口W=9189.6kg/h=0. 1 043 rmi9189.63600*0.10433=24.4743m / s(5-10)= 949214W(5-12)2*udu，u 取50m/s=0.7896m取 d = 0.80m = 800mm2、生蒸汽進口P =0.49MPa T0=158.1C D=14.071t/h對加熱室加熱蒸汽管，可按2040m/s的流速確定管徑，取 u=3