以提溴廢液為原料年產(chǎn)12萬噸氯化鎂車間工藝設(shè)計(jì)1

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(jì) the process design of magnesium chloride with annual output of 120000 tons using the bromine effluent liquid as raw material 摘要氯化鎂是一種重要的化工原料，隨著科學(xué)的進(jìn)步及世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)氯化鎂產(chǎn)品的精細(xì)化程度也提出了越來越高的要求。我國(guó)是世界產(chǎn)鎂大國(guó)，也是用鎂大戶，但不是產(chǎn)鎂強(qiáng)國(guó)。其主要原因是我國(guó)的產(chǎn)品粗品多，精品少。一方面是低級(jí)原料的大量出口，另一方面又是大量精品的進(jìn)口，其進(jìn)口價(jià)是出口價(jià)的幾倍，甚至高達(dá)幾十倍

2、。因此，設(shè)計(jì)了一個(gè)年產(chǎn)10萬噸的氯化鎂生產(chǎn)工藝車間。本設(shè)計(jì)說明書對(duì)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(hù)等各方面進(jìn)行較全面、合理的安排，其重點(diǎn)是對(duì)生產(chǎn)流程中的主要設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)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(diǎn)工序，蒸發(fā)采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是靠外力循環(huán)，循環(huán)速度大，一般可達(dá)1.53.5m/s；靠泵循環(huán)，加熱蒸氣的壓力對(duì)循環(huán)速度沒有影響，操作穩(wěn)定；生產(chǎn)強(qiáng)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105以上。采用這樣的流程，其氯化鎂質(zhì)量完

3、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(jìn)，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(jì)； 工藝流程ABSTRACTMagnesium chloride is a important chemical raw material, with the improvement of science and quick development of international economy, people require more finer magnesium chloride products. Our country is a big magnesium prod

4、ucer, and a big magnesium consumer, but not a strong magnesium producer. The main reason 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 of imported products i

5、s times or several tens of exported ones. So, we design a magnesium chloride work shop which with eighty ton annual output.This design instruction has a comprehensive and reasonable arrangement about main production flow, equipment selection, over all plane and elevation laying, and environmental pr

6、otection. It emphasizes the detail instruction of important equipment in the production flow. Production of magnesium chloride includes preheating, evaporating, insulating & lagging, palletizing, packing, ect. Evaporating, insulating & lagging, palletizing are important procedure. We use for

7、ced circulation evaporator, advantage of this evaporator is it circulating by external force, can have a 1.53.5 m/s high speed. Circulating by pump, pressure of heating stream will not influence circulate speed, stably operated; big production intensity for viscosity and Auskristallisierung f liquor

8、. 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 industrial magnesium chloride enterprises. Because of the well appointed equip

9、ments, advanced technology, we can Raise the production efficiency.Key words: Magnesium Chloride; Workshop design; Process目 錄第一章前言1第一節(jié)概述1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(jiǎn)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(diǎn)10第二節(jié) 其它車間簡(jiǎn)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(jì)算21第一節(jié) 主要設(shè)備選型及計(jì)算21第二

10、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28第一節(jié) 土建設(shè)計(jì)38第二節(jié) 供電與照明38第三節(jié) 自動(dòng)控制檢測(cè)儀表39第4節(jié) 給水排水.40第5節(jié) 采暖通風(fēng).42第6節(jié) 節(jié)能環(huán)保及安全衛(wèi)生.42第8章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與投資估算.45第1節(jié) 經(jīng)濟(jì)概算.45第2節(jié) 單元設(shè)備價(jià)格估算.43結(jié) 論48參考文獻(xiàn)31致 謝32第一章 前言第一節(jié) 概述氯化鎂是一種非常重要的化工原料，隨著社會(huì)進(jìn)步和世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)氯化鎂的需求也在與日俱增，尤其是對(duì)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

11、、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(gè)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(hào)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(jiān)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、隔墻板、菱鎂井蓋、浴缸、門窗框以及活動(dòng)房屋等日常建筑裝修材料。 4.機(jī)械工業(yè)：日常生活中，用菱苦土可制成機(jī)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(jí)氯化鎂水溶液）

12、點(diǎn)制的豆腐較石膏點(diǎn)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(duì)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(dá)國(guó)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(qiáng)，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(xì)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(jì)效益。

13、我國(guó)是世界產(chǎn)鎂大國(guó)，也是用鎂大戶，但卻不是產(chǎn)鎂強(qiáng)國(guó)，主要原因是我國(guó)的鎂產(chǎn)品粗品多，精品少。一方面是低級(jí)鎂原料的大量出口，另一方面又是大量精品鎂產(chǎn)品的進(jìn)口，其進(jìn)口價(jià)是出口價(jià)的幾倍，甚至高達(dá)幾十倍。因此，鹽化工行業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)研究，致力于提高鎂產(chǎn)品的精細(xì)化程度，以增強(qiáng)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。我國(guó)發(fā)展鎂質(zhì)化工材料有很大優(yōu)勢(shì)：我國(guó)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(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。我國(guó)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(guó)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

14、是近年來，在工藝、設(shè)備等方面具有中國(guó)特色的科技成果不斷出現(xiàn)并運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。 在不同的溫度范圍內(nèi)，生成含有2、4、6、8、12個(gè)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3.4116.7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(jí)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

15、合標(biāo)準(zhǔn)要求，銷路較好，具有良好的經(jīng)濟(jì)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（）MgCl2MgSO4NaCl+KCl氯化鎂塊深褐黃色502312.5氯化鎂片、粒、塊褐黃色452312.5氯化鎂晶體黃色43氯化鎂片白色45但是，我國(guó)食用氯化鎂的生產(chǎn)現(xiàn)狀很不理想。 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(chǎng)潛力巨大，發(fā)展前景非常廣闊。在國(guó)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(guó)一直沒有食品級(jí)氯化鎂

16、的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)食品行業(yè)對(duì)這一產(chǎn)品很陌生，應(yīng)用也不廣泛。同時(shí)國(guó)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(jí)。隨著人們對(duì)健康意識(shí)的不斷提高，2003年12月11日，中國(guó)首發(fā)了食用氯化鎂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并把食品級(jí)氯化鎂確定為食品穩(wěn)定劑和凝固劑。這一規(guī)定對(duì)規(guī)范中國(guó)食用氯化鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)與市場(chǎng)銷售等工作都起到了積極的推動(dòng)作用，大大改變了中國(guó)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(guó)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(chǎng)需求，新上了5000ta的食用氯化鎂生產(chǎn)線。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，全國(guó)

17、食用氯化鎂的實(shí)際產(chǎn)能仍然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們生活的需求。我國(guó)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(xiàng)目名稱指標(biāo)氯化鎂（以MgCl2計(jì)）% 46.00鈣離子（以Ca2+計(jì)）% 0.10硫酸根（以計(jì)）% 0.80堿金屬氯化物（以計(jì)）% 0.4水不溶物 % 0.10色度（度） 40鉛（以計(jì)） 3.0砷（以計(jì)） 0.5銨（以J計(jì)） 50注：1mg鉑在1L水中所具有的色度為1度。第二節(jié) 綜述一、文獻(xiàn)綜述氯化鎂產(chǎn)品的外觀有晶體氯化鎂、片狀氯化鎂和粒狀氯化鎂三種，其化學(xué)式均為MgCl2·6H2O，由不同的冷卻工藝可生產(chǎn)不同形狀的氯化鎂產(chǎn)品。氯化鎂被廣泛應(yīng)用于冶金、建筑材料、食品

18、、醫(yī)藥、耐火材料等各行各業(yè)。還可用于道路除冰融雪，用作多種催化劑的載體等。氯化鎂也是制糖業(yè)結(jié)晶工藝的助劑，同時(shí)它也是很好的分散劑，用于防結(jié)塊等。隨著社會(huì)進(jìn)步和世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)氯化鎂的需求也在與日俱增。青海省柴達(dá)木盆地的鹽湖資源得天獨(dú)厚，有豐富的氯化鎂資源。 由氯化鎂可生產(chǎn)多種鎂產(chǎn)品, 特別是利用青海鹽湖鹵水提鉀老鹵中的鎂資源開發(fā)鎂產(chǎn)品, 既可獲得經(jīng)濟(jì)效益, 又可治理氯化鎂老鹵對(duì)環(huán)境造成的危害與污染，為開展高值鎂產(chǎn)品的研究以及為鹽湖開發(fā)的縱深發(fā)展打好基礎(chǔ)。中國(guó)海岸線很長(zhǎng)，沿海地區(qū)均具備利用海水發(fā)展海洋化學(xué)工業(yè)的自然條件，制鹽工場(chǎng)遍布各地，制鹽后的母液(通稱苦鹵)是制取鎂鹽的好原料。另外

19、，鹽湖鹵水也是鎂資源的一大寶庫。世界著名的鹽湖如死海(Dead Sea)、大鹽湖(Great Salt Lake)、察爾汗鹽湖、大柴旦湖等，都有比較豐富的鎂鹽蘊(yùn)藏。目前，我國(guó)生產(chǎn)工業(yè)氯化鎂的原料依生產(chǎn)工藝的不同而不同，常用的原料主要有海水化工生產(chǎn)過程中提溴后產(chǎn)生的制溴母液、青海鹽湖鹵水等。生產(chǎn)方法主要是鹽湖鹵水灘曬法和苦鹵綜合利用的蒸發(fā)濃縮法。鹽湖鹵水灘曬法是利用太陽暴曬自然蒸發(fā)，對(duì)鹵水進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮，析出白色工業(yè)氯化鎂。該法主要適用于青海鹽湖鹵水進(jìn)行工業(yè)氯化鎂的生產(chǎn)，其工藝流程見圖1-1。鹽湖鹵水一級(jí)曬制分離二級(jí)曬制計(jì)量包裝工業(yè)氯化鎂 KCl圖1-1 灘曬法制取工業(yè)氯化鎂流程圖利用該工藝生產(chǎn)

20、的白色工業(yè)氯化鎂色澤較好。但由于受生產(chǎn)工藝條件的限制，加上人們對(duì)資源開發(fā)的重視力度不夠，造成對(duì)青海鎂資源的利用率太低，浪費(fèi)嚴(yán)重，產(chǎn)品的質(zhì)量得不到有效的保證和提高。對(duì)于利用制溴母液生產(chǎn)食用氯化鎂工藝來說，因體系中氯化鎂處于不飽和狀態(tài)，則需要進(jìn)行蒸發(fā)，去除大量的水分。在蒸發(fā)過程中，因液料中夾帶的硫酸鎂、氯化鈉等雜質(zhì)鹽類的溶解度小于MgCl2的溶解度，首先以MgSO4·H2O、NaCl形式析出，并在保溫條件下實(shí)現(xiàn)沉降分離，經(jīng)蒸發(fā)濃縮至含氯化鎂45%以上的溶液，再進(jìn)一步加工成片狀、粒狀、晶體狀的MgCl2·6H2O產(chǎn)品。其工藝流程見圖1-2。制溴廢液蒸發(fā)濃縮造粒或制片包裝氯化鎂圖1

21、-2 苦鹵綜合利用制取氯化鎂工藝流程圖氯化鎂的產(chǎn)品不同性狀差異主要是蒸發(fā)完成后采取的冷卻工藝不同所致。片狀氯化鎂是用滾筒制片機(jī)制片，將沉降后的完成液通入制片機(jī)，利用鹵水冷卻使氯化鎂結(jié)晶為片狀，用刮刀刮下，包裝成產(chǎn)品出售。粒狀氯化鎂的生產(chǎn)則采用造粒塔來完成，將保溫沉降完成液噴入造粒塔，利用空氣冷卻成粒狀晶體，在重力作用下掉回塔底，刮刀收集到料斗中排出塔外。晶體狀的氯化鎂生產(chǎn)采用蒸發(fā)結(jié)晶再離心分離制得。食用氯化鎂的生產(chǎn)主要有兩種方法，制溴母液法和鹵晶提純法。制溴母液法是利用海鹽化工生產(chǎn)過程中的制溴母液，在一定的工藝條件下進(jìn)行漂白、除鐵，再加入定量的氯化鈣飽和溶液進(jìn)行除硫，并進(jìn)行pH值調(diào)整與過濾，濾

22、后液減壓蒸發(fā)至一定的終止沸點(diǎn)，將蒸發(fā)完成液排于保溫沉降器中進(jìn)行保溫沉降后，經(jīng)保溫夾套槽放人制片機(jī)進(jìn)行冷卻制片，即得到食用氯化鎂產(chǎn)品。其生產(chǎn)工藝如圖1-3。漂白、除鐵制片除硫過濾蒸發(fā)保溫沉降制溴母液漂白液CaCl2飽和溶液CaSO4.2H2O食用氯化鎂圖1-3 制溴廢液法生產(chǎn)食用氯化鎂工藝流程鹵晶提純法主要利用青海產(chǎn)氯化鎂(鹵晶)作為生產(chǎn)食用氯化鎂的原料，生產(chǎn)過程包括溶解、化學(xué)處理、過濾、蒸發(fā)、保溫沉降、冷卻成形等，其生產(chǎn)工藝見圖1-4。溶解計(jì)量包裝冷卻成形化學(xué)處理保溫沉降一級(jí)過濾蒸發(fā)二級(jí)過濾青海鹵晶水食用氯化鎂回收利用圖1-4 鹵晶提純法生產(chǎn)食用氯化鎂工藝流程我們通常使用制溴廢液為原料來制取氯

23、化鎂。制溴廢液是不飽和的MgCl2水溶液，需要蒸發(fā)濃縮。通常采取常壓和減壓（真空）兩種方法。常壓蒸發(fā)式將制溴廢液放入敞口鐵鍋內(nèi)在大氣壓下進(jìn)行加熱濃縮；減壓（真空）蒸發(fā)是將制溴廢液放入密閉設(shè)備內(nèi)，在低于大氣壓下加熱。將二次蒸汽排入冷凝器中混合冷凝可獲得一定的真空度，為真空蒸發(fā)創(chuàng)造條件。氯化鎂水溶液沸點(diǎn)高，又易水解，很適合減壓蒸發(fā)，目前已很普遍。但其設(shè)備比較復(fù)雜，一些規(guī)模小的生產(chǎn)單位仍采用常壓蒸發(fā)。減壓蒸發(fā)分單效和雙效。由于氯化鎂溶液沸點(diǎn)上升大，溫度損失多，只宜采取單效蒸發(fā)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)或項(xiàng)目來源 根據(jù)天津科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院下達(dá)的本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書三、設(shè)計(jì)范圍、裝置組成及建設(shè)規(guī)模

24、本設(shè)計(jì)的建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)12萬噸的工業(yè)級(jí)粒狀氯化鎂車間，主要由預(yù)熱、蒸發(fā)、保溫沉降、干燥造粒和包裝工序組成。四、設(shè)計(jì)產(chǎn)品所需的主要原料原料：提溴廢液，組成見表1-3。表1-3 提溴廢液組成化學(xué)組成MgCl2KClNaClMgSO4Be含量 g/l395372635生產(chǎn)中所需水、電、汽由相應(yīng)的公司或部門來提供。其中電力、蒸汽由熱電站供給。第二章 生產(chǎn)方案和生產(chǎn)流程確定第一節(jié) 生產(chǎn)工藝的確定確定一種蒸發(fā)流程，往往需要根據(jù)不同的條件而定，其中最主要的條件是蒸發(fā)方式、產(chǎn)品要求和能源供應(yīng)等。本設(shè)計(jì)采取提溴廢液經(jīng)蒸發(fā)罐蒸發(fā)然后保溫沉降再由造粒塔造粒的方式制得粒狀氯化鎂。一、 生產(chǎn)原料 海鹽區(qū)生產(chǎn)氯化鎂的原料

25、是提溴之后的母液，俗稱制溴廢液。其濃度為3334，比重為1.3202。 用這種鹵水生產(chǎn)不同的氯化鎂產(chǎn)品，關(guān)鍵是除去多余的水分，分離出雜質(zhì)鹽。 新從溴蒸餾塔排出的制溴廢液，除了含有上述的組成外，還含有一部分游離的氯，顏色呈黃綠色。又因?yàn)槁葰饪扇芙庠谒锷甥}酸，因此制溴廢液具有很強(qiáng)的腐蝕性。用它制取氯化鎂之前進(jìn)行前處理是必要的。最簡(jiǎn)單的方法是將制溴廢液排入鹵井中用曝氣的方法使游離的氯和溴逸散，或加入氫氧化鈣或碳酸鈣來中和其中的鹽酸和氫溴酸。也可以將接近沸點(diǎn)的溶液引入到負(fù)壓蒸發(fā)器中，使溶液急速的沸騰液化，把氯、溴帶走，又能汽化一部分的水分，蒸發(fā)室所需的真空由二次蒸汽出口的混合冷凝器提供。二、工藝原

26、理的相圖分析提取氯化鉀之后的濃厚鹵中含有大量的MgCl2 ，經(jīng)分析，濃厚鹵的組成如表2-1所示。表2-1 濃厚鹵的組成及含量（）化學(xué)組成含量（g/L）可見，濃厚鹵是提取氯化鎂的極好原料。在研究中，我們將濃厚鹵近似地作為MgCl2-H2O二元體系加以考慮，其水鹽體系相圖如下圖(圖2-1)。圖2-1 MgCl2-H2O體系溶解度圖 M、M1 M7 體系點(diǎn)體系起點(diǎn)為M點(diǎn)（30），將濃厚鹵加熱至沸騰時(shí)為M1點(diǎn)，由M1點(diǎn)蒸發(fā)至M2點(diǎn)時(shí)停止加熱，開始降溫，當(dāng)體系點(diǎn)落在M3點(diǎn)時(shí)，MgCl2·6H2O開始飽和，從M3M4的降溫過程中，固相量不斷增加，液相量逐漸減少，溫度降至M4點(diǎn)（30）時(shí)，進(jìn)行固液

27、分離，得到較純凈的MgCl2·6H2O產(chǎn)品。也可以由M點(diǎn)升溫至160-180間某一點(diǎn)（如M5點(diǎn)）作為終止沸騰溫度，然后冷卻到30（M1點(diǎn)），這樣可以得到MgCl2·6H2O與MgCl2·4H2O的混晶塊（鹵塊）?？梢?，要得到含有不同結(jié)晶水的氯化鎂產(chǎn)品，應(yīng)控制不同的沸騰終止溫度。實(shí)驗(yàn)也證明，只要控制好各體系點(diǎn)相應(yīng)的溫度，按以上兩種操作路線均能制得滿意的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)中就是采用控制蒸發(fā)終點(diǎn)的溫度來確定六水氯化鎂水溶液的蒸發(fā)強(qiáng)度和要求。 第二節(jié) 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖 一、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖氯化鎂的生產(chǎn)就是經(jīng)過蒸發(fā)、保溫沉降、凝固成型及包裝最后形成產(chǎn)品的過程，其生產(chǎn)工藝流程如圖所示提溴廢

28、液預(yù)熱蒸發(fā)保溫沉降凝固成型圖2-2 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖二、 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介（一） 蒸發(fā)過程：經(jīng)過預(yù)熱器后的不飽和鹵水，平流進(jìn)入蒸發(fā)器中，通過高壓蒸汽加熱將提溴廢液中的水分蒸發(fā)出來，達(dá)到濃縮提溴廢液的目的。本設(shè)計(jì)中采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，料液循環(huán)速度較大，傳熱速度較高，熱利用充分。（二）保溫沉降：選擇夾套保溫沉降槽，在夾套內(nèi)通入蒸汽或冷水加熱或冷卻濃縮液，保持一定料溫。攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)22轉(zhuǎn)/分。夾套加熱蒸汽壓力不超過0.02兆帕（表壓），及時(shí)排放不凝汽和冷凝水。（三）制片：它的底部緊靠近料槽，有料液時(shí)，浸入料液中。冷卻水通過中空軸進(jìn)入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，從另側(cè)流出。轉(zhuǎn)筒表面粘附的結(jié)晶薄片自己脫落或用刮刀刮下。（四）預(yù)熱：設(shè)

29、計(jì)中為了減少能源消耗，最大限度的利用熱能，將加熱蒸汽冷凝后的高溫冷凝水作為原料預(yù)熱的熱源，提高原料進(jìn)入蒸發(fā)器的溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能操作。第三章 主要生產(chǎn)車間操作及生產(chǎn)設(shè)備第一節(jié) 蒸發(fā)車間概述及特點(diǎn)一、蒸發(fā)概述 蒸發(fā)車間主要包括提溴廢液的單效蒸發(fā)工藝。 蒸發(fā)是用加熱的方法，在沸騰狀態(tài)下使溶液中具有揮發(fā)性的溶劑（工業(yè)中用得較多的是水分）部分汽化的單元操作。蒸發(fā)過程是重要的化工單元操作之一，在化工、食品及其他有關(guān)的工業(yè)中有著廣泛的用途和重要的作用。 蒸發(fā)過程的目的是濃縮溶液、回收溶劑或制取純凈的溶劑。除此之外，隨著膜蒸發(fā)技術(shù)的發(fā)展，目前已有將膜蒸發(fā)器作為汽液相反應(yīng)器的成功例子。 工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)蒸發(fā)器是

30、以飽和水蒸氣作為加熱劑的，因此這類蒸發(fā)器實(shí)質(zhì)是一側(cè)蒸汽冷凝給熱，另一側(cè)液體飽和沸騰的間壁式換熱器。因?yàn)檎舭l(fā)過程是一個(gè)將高溫位的熱源換取低溫位蒸汽的過程，所以蒸發(fā)過程的節(jié)能也是必須考慮的重要問題。 蒸發(fā)操作可以在加壓、常壓和真空條件下進(jìn)行。當(dāng)需要保持產(chǎn)品生產(chǎn)過程中整個(gè)系統(tǒng)具有一定的壓力時(shí)，蒸發(fā)要在加壓狀態(tài)下進(jìn)行。而對(duì)于熱敏性物料及常壓下溶液沸點(diǎn)過高的物料，為保證產(chǎn)品質(zhì)量或保證操作的經(jīng)濟(jì)性，則需要采用真空操作以降低溶液的沸點(diǎn)。但由于溶液的沸點(diǎn)降低后其粘度增大，而且為形成真空需增加設(shè)備投資和動(dòng)力消耗費(fèi)用。因此，若無特殊要求，一般采用常壓蒸發(fā)是比較適宜的。蒸發(fā)操作的特點(diǎn)主要有以下幾方面：1、蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)

31、傳熱壁面的一側(cè)為加熱蒸汽冷凝，另一側(cè)為溶液沸騰汽化，屬于壁面兩側(cè)流體均有相變的傳熱過程。2、蒸發(fā)過程中常有結(jié)晶過程出現(xiàn)，加熱表面也有結(jié)垢和氣泡的現(xiàn)象。有些溶液在高溫的條件下還會(huì)分解或聚合，溶液的粘度在蒸發(fā)過程中隨著濃度的增大而增大，其流動(dòng)性也會(huì)降低，而腐蝕性會(huì)增加。溶液的這些性質(zhì)對(duì)蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和蒸發(fā)操作提出了特殊的要求。3、溶液的沸點(diǎn)不同于溶劑的沸點(diǎn)。含有不揮發(fā)的溶質(zhì)的溶液，其蒸汽壓較同溫度下的純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)要低，即在相同外壓下，溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。在進(jìn)行蒸發(fā)的過程中，溶液的濃度會(huì)不斷提高，沸點(diǎn)也會(huì)不斷提高。因此在加熱蒸汽壓一定的條件下，蒸發(fā)溶液的傳熱溫差會(huì)不斷的變化。這點(diǎn)也使蒸發(fā)設(shè)備

32、的計(jì)算比一般的換熱設(shè)備的計(jì)算要復(fù)雜。4、蒸發(fā)過程中蒸汽中常帶有大量的液滴，在排出蒸汽之前要設(shè)法除去。否則不僅要損失物料，而且污染后面的加熱器和冷凝器。5、在蒸發(fā)過程中只有溶劑是揮發(fā)性的，在不斷的蒸發(fā)中溶質(zhì)的量是不會(huì)變的。這是物料衡算的依據(jù)。6、蒸發(fā)過程中大量溶劑汽化，需要消耗大量的熱能，節(jié)約熱能是在蒸發(fā)操作中要注意的問題。蒸發(fā)操作可以在加壓、常壓或減壓下進(jìn)行。減壓下的蒸發(fā)為真空蒸發(fā)，分為間歇蒸發(fā)和連續(xù)蒸發(fā)兩種方式。料液達(dá)到終止沸點(diǎn)后一次性排空料液的方法稱為間歇式蒸發(fā)，多采用強(qiáng)制循環(huán)降膜式蒸發(fā)器。料液達(dá)到終止沸點(diǎn)后連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)排料的方法稱為連續(xù)式蒸發(fā)，多采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。將制溴廢液預(yù)熱后打入

33、蒸發(fā)器，調(diào)節(jié)蒸發(fā)器內(nèi)真空度達(dá)到0.066MPa，當(dāng)液面達(dá)到要求時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥門，停進(jìn)鹵泵，開循環(huán)泵，緩慢開啟蒸汽閥門用生蒸汽對(duì)原料進(jìn)行加熱，壓力逐步加大到0.40.6MPa，同時(shí)放出加熱室內(nèi)冷凝水和不凝氣體。料液達(dá)到終止沸點(diǎn)135137后調(diào)節(jié)好進(jìn)料量和排料量，在確保排料溫度的前提下進(jìn)行生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)中就是采用上述連續(xù)蒸發(fā)方法，在真空下進(jìn)行蒸發(fā)。真空蒸發(fā)有其優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：1、在減壓下溶液的沸點(diǎn)升降低，使蒸發(fā)器的傳熱推動(dòng)力增大，可以節(jié)約蒸發(fā)器的傳熱面積。2、蒸發(fā)操作的熱源可以采用低壓蒸汽或廢熱利用，有利于實(shí)現(xiàn)多效蒸發(fā)。3、適用于處理熱敏性溶液。缺點(diǎn)：1、由于操作溫度降低，使料液的粘度增大，導(dǎo)致總傳熱

34、系數(shù)下降。2、需要有造成負(fù)壓的裝置，并消耗一定的熱量。在本工藝中采用的是真空蒸發(fā)，在生產(chǎn)氯化鎂過程中因?yàn)樗奶厥庑再|(zhì)要求使用這種方法，因?yàn)槁然V在高溫下會(huì)水解，而在常溫下容易吸水而變的潮濕，真空下蒸發(fā)的溶液的沸點(diǎn)降低，有利于處理熱敏性的物質(zhì)，也可以利用低壓蒸汽或廢氣作為熱源來降低成本；溶液的沸點(diǎn)隨設(shè)備的操作壓降低而降低，故對(duì)相同壓強(qiáng)加熱蒸汽，當(dāng)溶液在負(fù)壓下沸騰時(shí)，設(shè)備的傳熱溫差會(huì)提高。 二、真空蒸發(fā)效數(shù)的確定真空蒸發(fā)裝置的經(jīng)濟(jì)性隨效數(shù)增多而增大，但是效數(shù)確定是有條件的。對(duì)MgCl2而言，由于蒸發(fā)時(shí)沸點(diǎn)上升較大，在常壓下沸點(diǎn)為163以上，這就需要0.59兆帕以上表壓的飽和蒸汽來加熱，使用過高壓力

35、蒸汽對(duì)鍋爐熱效率是不經(jīng)濟(jì)的。同時(shí)MgCl2溶液產(chǎn)生的二次蒸汽中含有HCl，易腐蝕加熱器。這些基本條件限制了效數(shù)的增大。因此本設(shè)計(jì)采用單效蒸發(fā)。三、蒸發(fā)終止沸點(diǎn)的確定不論采用常壓、真空、加壓法蒸發(fā)濃縮制溴廢液，都是在沸騰狀態(tài)下將水汽化，料液中MgCl2含量濃縮到技術(shù)指標(biāo)要求的濃度時(shí)就終止蒸發(fā)。終止蒸發(fā)時(shí)料液的沸騰溫度，稱為蒸發(fā)終止沸點(diǎn)。生產(chǎn)相同MgCl2含量的產(chǎn)品，因采用的原料鹵組成不同，蒸發(fā)終止沸點(diǎn)也不同。它的確定原則是：通過實(shí)驗(yàn)做出各種蒸發(fā)終止沸點(diǎn)與產(chǎn)品含MgCl2的關(guān)系曲線，從中找出滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定MgCl2含量時(shí)的沸點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中原料為制溴廢液，蒸發(fā)完成溫度為137.四、蒸發(fā)的操作及控制（

36、一）、檢查水、設(shè)備、蒸汽符合生產(chǎn)條件后，蒸發(fā)造真空后，方能生產(chǎn)。（二）、先開啟進(jìn)料泵，后開蒸汽閥，要求緩慢的開啟。（三）、刷罐時(shí)，先關(guān)蒸汽閥，使設(shè)備中溫度低于100后再給水，同時(shí)加熱水在80時(shí)可以回收利用。（四）、每半小時(shí)放一次不凝汽，每次一分鐘左右。（五）、若排料管堵塞，不能用東西敲打，應(yīng)該用料液或高溫蒸汽沖洗。（六）、由于加熱壁過熱而造成結(jié)垢，會(huì)影響傳熱系數(shù)，這時(shí)要停車刷罐。停車刷罐順序：停止往加熱室送氣、停止進(jìn)料、停止往混合冷凝器送冷卻水、破除管內(nèi)真空、排出蒸發(fā)濃縮液、加清水刷罐。五、蒸發(fā)操作時(shí)候的注意事項(xiàng):（一）、維持液面的高度：維持蒸發(fā)器內(nèi)的液面的合理高度是正常操作必要條件。它的好處

37、是：液面穩(wěn)定對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量有利。液面降低會(huì)導(dǎo)致傳熱面結(jié)垢而使傳熱系數(shù)降低，使循環(huán)泵的排液量減少，循環(huán)速度降低，傳熱面積減少，因此，在操作中要注意維持排液量，調(diào)節(jié)料液加入量，保持等液面的原則。（二）、定時(shí)排放加熱室內(nèi)的冷凝水：加熱室內(nèi)的冷凝水不及時(shí)的排放，會(huì)使加熱室內(nèi)的有效的傳熱面積減少，使設(shè)備的生產(chǎn)能力降低。特別在開工初期，蒸汽管道和設(shè)備內(nèi)冷凝水一直富集在加熱室，更應(yīng)注意及時(shí)排放。（三）、除不凝氣體：在蒸發(fā)過程中有一些不凝氣體，如空氣、二氧化碳等，不凝氣體比水輕，凝聚在加熱室上部，它本身是不良導(dǎo)體，在加熱室中存在，使傳熱速率降低50%。因此必須排除。排除的方法是在加熱室的上部在蒸汽入口較遠(yuǎn)的

38、地方設(shè)置不凝氣排出閥，定期的排出不凝氣。（四）、定期刷罐：隨著蒸發(fā)水量的增大，有些物質(zhì)析出而使壁面上結(jié)垢使厚度加大，傳熱速率降低。清除的方法可以用料液來沖刷。（五）、防止發(fā)泡溢料：氯化鎂溶液的粘度和表面張力較大，在蒸發(fā)濃縮時(shí)，尤其在接近沸點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，沿著蒸發(fā)器的壁面上升，不易破碎，攜帶鹵液進(jìn)入二次蒸汽管道，從混合冷凝器流出。使用鐵鍋蒸發(fā)時(shí)則將料液溢出鍋外，既損失料液又會(huì)傷害人身。預(yù)防的方法有：將液面適當(dāng)降低。 當(dāng)發(fā)泡激烈時(shí)可添加動(dòng)植物油脂、肥皂水、脂肪酸于溶液中，可立即消泡。常用植物油脂價(jià)廉且無毒無臭。油脂消泡是因其比重小，浮于鹵液上，生成薄膜吸附在氣泡表面，它的表面張力較小，使氣泡易破裂

39、，不能連成一體。（六）、定期清洗管垢：廢液中的硫酸鎂，隨著溫度上升到100以上，溶解度會(huì)逐漸的減少，會(huì)結(jié)垢，它的厚度增大，傳熱效率減小。六、蒸發(fā)中不正?，F(xiàn)象和處理（一）、加熱蒸汽壓力正常，濃縮鹵沸點(diǎn)不增或極緩慢；二次蒸汽壓力?。缓臍饬康?。 原因：刷罐不徹底，加熱管結(jié)垢。 處理：不凝氣未未排出或管路堵塞。（二）、加熱室蒸汽壓力迅速增加，耗氣量小。 原因：1 疏水器有故障，冷凝水未排盡。2 不凝氣未排出或管路堵塞。 處理：1 檢查故障排出冷凝水。2 檢查排不凝氣鋼閥，排盡不凝氣。（三）、耗氣量正常，濃縮鹵沸點(diǎn)上升慢，二次蒸汽增多。 原因：1 加熱管漏，蒸汽和冷凝水進(jìn)入濃縮鹵中2 混合冷凝器中冷卻水

40、反流入蒸發(fā)室。3 原料鹵被雨水稀釋。 處理：1 檢查更換加熱管。2 檢查二次蒸汽管是否傾斜；混合冷凝器出水口是否被堵。3測(cè)量原料鹵濃度。（四）、加熱室冷凝水經(jīng)化驗(yàn)，含氯根增加。 原因：加熱管穿孔或管板脹口漏鹵。 處理：更換加熱管；管板脹口補(bǔ)脹或補(bǔ)焊。（五）、蒸發(fā)室真空度波動(dòng)，冷凝器搖擺。 原因：1 冷卻水太少，水溫過高。2 淋水板堵塞或脫落。 處理：1 增加冷卻水。2 停產(chǎn)檢修。（六）、混合冷凝器排出的冷卻水帶鹵。原因：1 蒸發(fā)室液面過高。2 發(fā)泡溢鹵。3 混合冷凝器內(nèi)部故障。 處理：1 降低液面。2 加油脂消泡。3 檢查冷凝器內(nèi)部。 七、勞動(dòng)保護(hù)和安全技術(shù)1、車間的工人必須穿保護(hù)服2、高溫的

41、設(shè)備和保溫的管道一定要保溫，一方面要減少熱量損失，另一方面要能防止操作崗位的溫度過高而影響工人的健康3、樓梯和操作平臺(tái)要有防護(hù)欄4、傳動(dòng)設(shè)備、皮帶等要加保護(hù)罩，防止發(fā)生事故5、蒸發(fā)罐和泵在操作時(shí)要防止震動(dòng)6、對(duì)各種的閥門和儀表要加強(qiáng)檢修，保證靈活運(yùn)用7、對(duì)傳動(dòng)設(shè)備要加強(qiáng)維修，及時(shí)的加油，保證設(shè)備的正常的運(yùn)轉(zhuǎn)8、蒸發(fā)車間和鍋爐車間雙方的信號(hào)要保持一致，若信號(hào)裝置有毛病要及時(shí)的檢修9、有的地溝要加蓋，保證安全生產(chǎn)八、生產(chǎn)設(shè)備材料選擇因?yàn)槁然V具有腐蝕性，所以在選擇材料的時(shí)候有特殊的要求?，F(xiàn)在的鹽工業(yè)的設(shè)備材料選擇，尤其對(duì)具有腐蝕性的溶液，基本上大都用鈦材。因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的抗腐蝕性并且使用壽命比不銹

42、鋼的使用壽命長(zhǎng)。鈦材的性能特點(diǎn)：金屬鈦以它獨(dú)有的優(yōu)異性能，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。鈦的比重比較小，比強(qiáng)度高。而且鈦合金耐高溫，耐低溫。工業(yè)純鈦在多種化學(xué)介質(zhì)中，尤其是氧化性和中性介質(zhì)中，其腐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過不銹鋼，在海水中的耐腐蝕性能與白金相媲美。對(duì)流速比較大的海水和含晶體的料漿物料所造成的沖刷性腐蝕，鈦的抗腐蝕能力也很強(qiáng)。它之所以有這樣的抗腐蝕性是因?yàn)樵阝伒谋砻婧苋菀桩a(chǎn)生一層附著力很強(qiáng)的惰性氧化膜，這種膜由于具備很強(qiáng)的自愈和修復(fù)能力，即使在受到機(jī)械破壞時(shí)，在氧化性的介質(zhì)中會(huì)重新的生產(chǎn)，而且相當(dāng)穩(wěn)定。鈦的這一特性使它在化工、石油、電力、冶金、海洋、能源、輕工業(yè)以及醫(yī)療器械等各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用

43、。所以在蒸發(fā)器、循環(huán)管的材料選鈦材為設(shè)備的制作材料。九、設(shè)備防腐1、蒸發(fā)器防腐蝕：氯化鎂生產(chǎn)中不論采用的是哪種蒸發(fā)器，普遍存在設(shè)備腐蝕。腐蝕對(duì)產(chǎn)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益和安全都不利。腐蝕部位主要是蒸發(fā)器內(nèi)壁液面以上，二次蒸汽排出管道，加熱室等，造成腐蝕的原因主要是制溴廢液中含有對(duì)金屬起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，有氯氣和溴。為了減輕腐蝕，設(shè)備選型力求做到減少暴露面積（暴露于氣體中的面積，稱為暴露面積）。蒸發(fā)器為鋼板焊接的殼體，液面以上的空間都是暴露面積。選擇蒸發(fā)器的徑高比要適宜。2、其他設(shè)備的防腐：對(duì)于其他的設(shè)備，大都是槽體，所以在防腐方面一般采用的是涂料。在設(shè)備的表面涂上防腐的涂料，這樣可以達(dá)到較好的防腐性能

44、。而且用涂料可以較好的和設(shè)備連接，并且有較好的附著力，又方便施工。十、凝堵和預(yù)防凝堵：是由于濃縮液的凝固點(diǎn)較高，最容易出現(xiàn)在設(shè)備和管道內(nèi)凝固產(chǎn)生堵塞。一旦發(fā)生，會(huì)影響生產(chǎn)、損壞設(shè)備、傷害人身。造成凝堵的原因，主要是不正常操作使?jié)饪s液溫度下降引起的，有以下幾種：1、突然斷電，引起強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的循環(huán)泵停止。2、蒸發(fā)器內(nèi)真空度過大，引起濃縮液沸點(diǎn)低，與凝固點(diǎn)差距小。3、蒸發(fā)中沸點(diǎn)偏高，結(jié)晶成型時(shí)，喂料溫度偏低。4、保溫不好，管道過長(zhǎng)，彎管過多，也容易積料。5、閥門結(jié)構(gòu)不合適，保溫不佳。預(yù)防：1、斷電的時(shí)候，首先要關(guān)閉蒸發(fā)閥，停止供氣，或是把所有的濃縮液全部排出。2、發(fā)生真空度過大，可以加入少量冷卻

45、水，不要在高度真空度下進(jìn)行。3、當(dāng)蒸發(fā)終止沸點(diǎn)偏高時(shí)，喂料溫度也要相應(yīng)提高。加上一定的溫差。避免在中途凝固。4、管道保溫，采取料管外加夾套。5、不應(yīng)采用一般的閥門，要用氯化鎂專用的閥門，一般的閥門容易存料、難保溫、易堵塞。第二節(jié) 其他車間簡(jiǎn)介一、保溫沉降蒸發(fā)完成液經(jīng)轉(zhuǎn)料泵送至保溫沉降器。保溫沉降器外有蒸汽加熱夾套層，使料液溫度保持在120以上，若溫度低于117，六水氯化鎂開始凝固結(jié)晶。沉降器的另一個(gè)作用是使完成液中的雜質(zhì)鹽沉降排出，如硫酸鎂、氯化鈉等鹽在高溫下溶解度小于氯化鎂，在蒸發(fā)過程中結(jié)晶析出，而六水氯化鎂在高溫下為液態(tài)，可以達(dá)到分離雜質(zhì)的目的。 第四章 物料衡算及熱量衡算第一節(jié) 生產(chǎn)條件

46、及要求一、計(jì)算條件的確定（一）生產(chǎn)能力及年生產(chǎn)時(shí)間年產(chǎn)量12萬噸氯化鎂鹵粉，全年工作6600小時(shí)。（二）進(jìn)料提溴廢液組成如下表 4-1。表4-1 提溴廢液組成表化學(xué)組成MgCl2KClNaClMgSO4Be含量 g/l395372635（三）產(chǎn)品質(zhì)量 產(chǎn)品質(zhì)量要求(按QB 2605-2003標(biāo)準(zhǔn))。第二節(jié) 物料衡算一、氯化鎂量計(jì)算每小時(shí)產(chǎn)粒狀氯化鎂量： （4-1）二、提溴廢液量每小時(shí)提溴廢液消耗量：Fh提= 1.3202*103Kg/m3對(duì)氯化鎂，回收率為96% （4-2）V提=21576.74L/h =21.58 m3/h （4-3）三、產(chǎn)品含水量： （4-4）所以，鹵片含水量為54.996

47、%四、每小時(shí)蒸發(fā)水量：W 每升提溴廢液質(zhì)量為1320.2g 含水量為所以 （4-5）第三節(jié) 熱量衡算每小時(shí)生蒸汽消耗量D生蒸氣T0=158.1排料 137t1預(yù)熱器蒸發(fā)罐水WT1=100 回鍋爐鹵水 t0=30 圖4-1生產(chǎn)簡(jiǎn)圖加熱蒸汽壓力P表=0.49MPa，相應(yīng)溫度T0 =158.1 水的比熱容Cw=4.187kJ/kg· 通過查表計(jì)算求得提溴廢液中MgCl2約為30% 水含量約為70% C MgCl2=71.4J/mol·k=0.752 kJ/kg·Cp0-提溴廢液比熱容 （4-6）對(duì)蒸發(fā)器和預(yù)熱器分別做熱量衡算有：蒸發(fā)器： （4-7）預(yù)熱器： （4-8）其

48、中熱量損失二次蒸汽壓力，相應(yīng)溫度為查表得72蒸汽焓值為分別代入得: 求得 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(shí)間(小時(shí)、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耗量表序號(hào)原料名稱單位規(guī)格成品消耗定額（t/l）每小時(shí)消耗量（t）每年消耗量（t）備注1提溴廢液28.489188027.4 表4-3 動(dòng)力（水、電、汽、氣等）消耗定額及消耗量表序號(hào)動(dòng)力名稱單位規(guī)格成品消耗定額（單耗/t）每小時(shí)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(jì)算 第一節(jié) 主要設(shè)備選型及計(jì)算

49、一、蒸發(fā)器蒸發(fā)器選型：采用強(qiáng)制循環(huán)真空蒸發(fā)器強(qiáng)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(duì)粘度大、以高溫水解的MgCl2溶液的濃縮比較適宜。同時(shí)料液自加熱室下部進(jìn)入，全部循環(huán)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(duì)設(shè)備的腐蝕，加熱室使用壽命較長(zhǎng)。蒸發(fā)器安裝高度較低，維修方便。循環(huán)泵揚(yáng)程要求不高。對(duì)加熱室蒸汽壓力（溫度）的變化適應(yīng)性大，容易操作。其缺點(diǎn)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= （5-1） （5-2）取K=1500 放大15% , 取A=3052、加熱管的選擇

50、和管數(shù)的初步估計(jì)加熱管選用的鈦材 管長(zhǎng)L取8 m 加熱管根數(shù) （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： （5-4）-管束中心線上的管數(shù)取=19根管間距通常取管外徑的1.251.35倍 圖5-1 加熱管排列管心距 =52.5mm 管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁的距離 取 （5-5）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(qiáng)度法：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積上蒸發(fā)