碳分车间物料衡算及热量

碳分车间物料衡算碳分车间工艺图NaAlDE作石油烃转化的催化剂和载体，用作玻璃和陶瓷蚀刻用的碱洗涤溶液抑制剂，造纸工业用的填充剂，减少油井水粘度及钢表面处理用的保护剂，土壤硬化剂和用于肥皂、染料等工业。2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al（OH"此Na2CO3碳分车间根据上述方程式，和偏铝酸钠（浓度已知），和二氧化碳（浓度20%）。V=8t/128.6g/L=62m3二氧化碳质量=8tx44/（82x2）/20%=10.73t得到氢氧化铝质量=（27+17x3）x8t/82=7.61t消耗水的质量=18x3x8t/82x2=2.63t生成碳酸钠的质量=106x8t/82x2=5.17t过滤反应后（取1.2的系数）滤液体积=62-2.63/1.2=49.5m3碳酸钠的浓度=5.17t/49.5m3=104g/L=0.985mol/L滤渣质量=7.61t洗涤氢氧化铝经过洗涤、干燥、粉碎得到产品，取系数1.2得到精细氢氧化铝的质量为6.34t。洗涤液经过除杂后回用。滤液（含碳酸钠）进一步处理滤液体积为49.5m3，碳酸钠浓度为0.985mol/L，经过浓缩后废液为49.5/1.2=41.25m3,废水进一步处理，得到41.25m3水进行回用处理。浓缩得到的碳酸钠经过结晶再进一步处理得到纯碱然后富集（取系数1.2）得到产品为5.17t/1.2=4.3t物料衡算表输入输出序号物料名称规格％质量流量t/h序号物料名称规格％质量流量t/h1偏铝酸钠99.58 1氢氧化铝92.56.342二氧化碳2010.73 2碳酸钠954.30设备选型反应釜反应所需体积为62m3，选择2台蒸汽加热反应釜并联，不锈钢反应釜规格32000L，内锅直径d=3000mm，夹套直径d=32000mm，电动机功率37kw，减速机型号BDL37-56A，搅拌转速35-59r.p.m。选择无锡伯爵化工设备有限公司的不锈钢反应釜，该厂生产的（电、蒸汽、导热油加热）不锈钢反应釜由锅盖、筒身、夹套、搅拌器、轴封传动装置及支承等组成，与锅内物料接触处的锅体和零部件均采用OCr18Ni9或1Cr18Ni9Ti不锈耐酸钢板制成。生产的反应釜的搅拌型式包括各类传统的浆式搅拌、涡轮式搅拌、推进式搅拌、锚式搅拌、框式搅拌、螺带式搅拌、锯齿圆盘式搅拌等。不锈钢反应锅厂特别推荐高剪切乳化反应釜、集框式搅拌、高剪切乳化机与清壁器一体的组合式搅拌反应釜。她的显著优点是集分散、混合、乳化、均质、粉碎功能于一体，超细化、高质量、高效率。板框过滤机选取禹州市大张过滤设备有限公司的不锈钢板框多层过滤器。用于各种悬浮液的固液分离，适用范围广，应用于医药、食品、化工、环保、水处理、电子、纺织、电镀等相关工业。工作原理及结构特点悬浮液用泵送入滤机每个密闭的滤室，在压力的作用下，滤液透过滤层及滤膜或其他滤材，经膜出液口排出，滤渣则留在板框内形成滤饼，从而达到固液分离的目的。产品特点:本机均采用SUS304或SUS316L优质不锈钢材质制造，耐腐蚀经久耐用。滤板采用螺纹状结构，可根据不通过滤介质和生产工艺（初滤、半精滤、精滤）需要更换不同的滤材（直接选用微孔滤膜能达到无菌过滤目的）。用户还可根据过滤量的大小，相应减少或增加层数使之适合生产需要。同时生产滤布无渗漏板框过滤器。本机工作时加压密封过滤，液料无损耗，液体澄清度好，还可根据用户需要特制多级过滤装置，一级放较粗滤材，二级放较细的滤材，即节省时间又提高过滤精度。本机所有密封部件采用硅橡胶密封圈，耐高温，无毒，无渗漏，密封性好。本机还可根据用户需要特制自动回流装置，当泵停止转动后，打开回流阀，所有沉积物自动排出（兼有排气功能），同时用清水从回流管进行反冲，极为方便。本过滤器采用优质304或316L不锈钢材料精细加工而成，结构紧密，采用双面网板，可作反冲处理，无残液作膜分离粗细过滤，根据流量需要可增加或减少层数等特点。型号DZF-400，层数44，过滤面积7m3，滤材尺寸400mmx400mm，过滤介质0.8微米，过滤压力0.3兆Pa，水流量23t/h,电机功率3kw，外型尺寸（mm）1350x600x1000。洗涤时可用2个板框过滤机串联，滤渣再经过喷雾干燥，滤液回用。喷雾干燥我们选择常州市第二干燥设备厂有限公司的LPG系列高速离心喷雾干燥机，该公司在2006年为中信公司制作大型喷雾干燥机8套。单台处理量达17t/h.目前在国内属首创设备，热风系统设计结构独特，实际使用效果达国际前列，开创了大型喷雾干燥系统的新纪元。概述：LPG系列高速离心喷雾干燥机是一种适用于乳浊液、悬浮液、糊状物、溶液等液体干燥的专用干燥设备。在聚合物和树脂类：染料、颜料类：陶瓷、玻璃类、除锈剂、杀虫药类：碳水化合物、乳品类：洗涤剂和表面活性类；肥料类：有机化合物、无机化合物科的干燥上，表现得尤为出色。特点：干燥速度快，一般只需5—15秒，具有瞬时干燥特点；物料短时间内完成干燥过程，适应于热敏性物料干燥，能保持物料色、香、味，成品纯度高、质量好；生产过程简化.操作控制方便、适宜连续控制生产：含湿量40%—90%的液体，一次干燥成粉，减少粉碎、筛选等工序产品分散性、流动性、溶解性良好，产品粒径、松密度、水份在一定范围内可调。工作原理：空气通过过滤器和加热器，进入干燥器顶部的空气分配器，热空气呈螺旋状均匀进入干燥器。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥器的离心雾化器，使料液喷成极小的雾状液滴，料液和热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短时间内干燥为粉末状成品。成品由干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机排出。选择型号为LPG-500，最大水分蒸发量500kg/h，高速离心喷雾，使颗粒细小化，不用再粉碎，直接制成品。雾化器转速11000-13000，外型尺寸12.5x10x8(单位m)。产品装箱热量恒算反应温度AI(OH)，结晶成长的速度在85°C比在50°C高出约6〜10倍。温度高可减少新晶核的生成，使所得产品粒度、强度较大。本实验旨在制取超细粒度氢氧化铝，故拟在40°C恒温条件下进行碳分，以期产品粒度细小均匀。假定室温25°C，Q=cmAt，水的比热容4.17kj/kg・K,用水量有物料衡算中得62000kg计算得到Q=4.17x62000x(40-25)=3.885x106KJ利用蒸汽加热反应釜，P=Q/3600=1079W,选择加热功率为2KW的蒸汽加热对反应釜进行供热。喷雾干燥温度由于氢氧化铝在140°C到150°C会分解为Y型氧化铝，喷雾温度不高于分解温度，喷雾干燥选择蒸汽为100°C，既能达到干燥又不至于分解。热量提供可有锅炉加热得到的蒸汽作为喷雾蒸汽。2. 粉煤灰的选取我国粉煤灰A12O3的含量一般在20%〜35%,取含量20%Al2O3进行计算。本课题为年处理20万吨粉煤灰，折合成A12O3为4x10234t，每年以8000小时计算，A12O3处理为5吨每小时。3. 制取精细氢氧化铝的最佳条件A12O3的浓度为80g/L,二氧化碳气体浓度为20%，分解温度为140摄氏度，分解时搅拌强度为0,反应温度为40度，采用间歇反应取1h计算，A12O3的提取率为92.5%左右。见文献[1]4. 偏铝酸钠的参数A12O3折合成偏铝酸钠为8t,浓度为128.6g/L或1.57mol/L。偏铝酸钠分子量：81.97物化