离子膜法制碱技术

目录TOC\o"1-5"\h\z摘要 1关键词 1前言 11.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序 12•离子膜制烧碱盐水精制介绍 13•离子膜制烧碱的特点 13.1投资省 13.2能耗低 23.3碱液质量好 23.4氯气及氢气纯度高 23.5无污染 2离子膜制烧碱盐水精制的工艺原理 2离子交换膜的性能简介 36.离子膜制碱盐水精制的工艺条件 3NaOH的浓度 36.2阳极液NaCl浓度 46.3电流密度 46.4阳极液PH值 46.5电解液的温度 56.6电解液流量 5离子膜制碱盐水精制的工艺流程 5离子膜制碱盐水精制的工艺设计 6一次盐水 68.2二次盐水精制 68.3电解工艺 68.4淡盐水脱氯 78.5氯氢处理（含废氯气处理） 78.6氯气液化 88.7氯化氢合成及盐酸 8离子膜制碱盐水精制的工艺计算 9一次盐水计算依据： 99.2、输出 12\o"CurrentDocument"小结 19\o"CurrentDocument"参考文献 20致谢 21摘要：本文结合先进的离子膜法制碱技术向着复极槽、高电流密度、自然循环方向发展的趋势，介绍了盐水中各种有害物质的去除工艺，特别是膜技术在盐水精制中的良好使用效果，说明盐水精制技术正向着自动化控制、减轻环境污染、高质量盐水的方向发展，离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺中常用的制法之一。关键词：离子交换膜性能盐水精制工艺计算前言目前盐水电解生产烧碱的方法主要有隔膜法和离子膜法，离子膜法具有综合能耗低，碱液浓度高，氯氢纯度高，装置自动化控制程度高，环境污染轻等优势，是当今世界公认的先进制碱技术及发展方向。烧碱是最重要的基本化工原料之一，其最初的用途是从制造肥皂开始，逐渐用于轻工、纺织、化工等领域。随着制铝工业及石油化学工业的发展，其应用范围更加广泛，下游产品已达到900多种。另外，在烧碱生产过程中所联产的氯气、氢气也是重要的基本化工原料，在化肥、精细化工、轻工、纺织等行业也得到广泛应用。近年来随着我国经济的快速发展，对化肥、精细化工、轻工、纺织等有强劲的需求。氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及此衍生系列产品基本化学工业，其产品广泛用于国民经济各个部门，对国民经济和国防建设具有重要的作用。随着国民经济的快速发展，现有氯碱生产能力远未达到市场需求，具有较好的经济效率。1.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序为盐水一次精制工序、电解工序、淡盐水脱氯、氯氢处理工序、氯化氢合成及盐酸.2•离子膜制烧碱盐水精制介绍离子交换膜法电解食盐水的研究始于20世纪50年代，由于所选的材料耐腐蚀性能差，一直未能获得实用性的成果，直到1966年美国杜邦公司开发了化学稳定性好的全氟磺酸阳离子交换膜，离子交换膜电解食盐水才得到实质性进展。3•离子膜制烧碱的特点（1）投资省目前国内离子膜法投资比水银法或隔膜法反而高，主要是目前离子膜法电解技术和主要设备均从国外引进，因此成本高，随着离子膜法装置国产率将提高，其投资成本会逐渐降低。（2）能耗低离子膜法制碱吨碱直流电耗 2200〜2300kw/h，比隔膜法节约150〜250kw/h（3）碱液质量好离子膜法电解制碱出槽碱液中一般含NaCl为20〜35mg/1，质量分数高。（4）氯气及氢气纯度高离子膜电解制碱所的氯气纯度高达98.5%—99%,有利于聚氯乙烯的生产及液氯的生产，氢气纯度高达99.99%,对合成盐酸及PVC生产提高氯化氢纯度极为有利。（5）无污染离子膜电解可以避免水银和石棉对环境的污染。离子膜有较好的化学性能，对环境不造成污染。离子膜制烧碱盐水精制的工艺原理离子交换膜法电解制碱，就是利用阳离子交换膜把电解槽阳极室和阴极隔开（这种膜只允许阳离子通过），然后向阳极室提供盐水，向阴极室提供纯水，通直流电进行电解制得烧碱、氯气和氢气。饱和的盐水加入阳极室，纯水加入阴极室，在通电时，钠离子透过阳离子交换膜，迁移到阴极室，与水分解所生成的OH-反应生成NaOH（由外部供给阴极室纯水来保持一定的烧碱浓度），H+在阴面放电产生氢气逸出，Cl--则在阳极表面放电产生氯气逸出。电解槽中的电化学和化学反应如下：阳极反应：2C1---2e-Cl24OH---4e—O+2HO2236C1O--+3HO―6e—2ClO-+4Cl--+6H++—O2 3 2 2阳极室反应：A、生成的氯气在电解液中的溶解。B、生成的氯气与阳极液中的水反应：Cl+HO—HCl+HclO22C、 溶解的氯气与从阴极室反渗过来的NaOH反应：1 5Cl+2NaOH—-NaClO+—NaCl+HO2 3 33 21Cl+2NaOH—一O+2NaCl+HO22221HClO+NaOH——O+NaCl+HO222阴极与阴极室的反应：2HO+2e—Ht+2OH--22OH--+Na+—NaOH进入阳极室的盐水，由于上述反应，其NaCl消耗大约为50%,变为淡盐水流出阳极室。离子交换膜的性能简介(1)电解时，阳极侧是强氧化剂氯气、次氯酸根及酸性溶液。阴极侧是高浓度的NaOH，电解温度为85〜95°C，在这样的条件下，离子膜应不被腐蚀、氧化，始终保持良好的电化学性能。具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。(2)具有很高的离子选择透过性，离子膜只允许阳离子通过，不允许阴离子OH--及Cl--通过，否则会影响碱液的质量及氯气的纯度。6•离子膜制碱盐水精制的工艺条件NaOH的浓度随着阴极室中NaOH浓度的升高，阴极一侧的膜的含水率减少，固定离子浓度增大，因此电流效率随之增加，但是随着NaOH浓度的继续升高，膜中OH--浓度增大，当NaOH浓度超过35%-36%以后，膜中OH--浓度增大的影响起决定作用，使电流效率明显下降。阴极液中NaOH浓度与电流效率的关系存在一个极大值和极小值，这一现象不仅存在于全氟磺酸膜中，而且也存在于全氟羧酸膜中。交换容量越高的膜，电流极大值也越偏向于高浓度一侧，这样的膜比较适合于制取高NaOH浓度。为了获得较高的电流效率，对不同的制碱浓度要使用不同交换容量的膜。在高浓度NaOH及低槽温长期运转对膜的性能影响很大。在长期处于低温下运转时，羧酸层中的COO--会与Na+形成一COONa而使离子交换难以进行，或导致离子交换容量下降而使膜的性能恶化。由于膜的阴极一侧脱水而使膜的微观结构遭到不可逆的改变，导致膜对OH-反渗的阻挡作用下降，而且膜的电流效率下降后将再难以恢复到以前的水平。因此电解的操作温度不能低于70°C。因此，长期稳定地控制NaOH最佳浓度是非常重要的。目前离子膜电解槽出口碱液NaOH浓度控制范围因膜的种类而有所差别。6.2阳极液NaCl浓度阳极液中NaCl浓度对电流效率的影响随淡盐水浓度的降低，电流效率也下降，这是由于淡盐水浓度的降低，将使膜中含水率W增高，导致OH--反渗速度增加，使电流效率下降。如果长时间地在低的NaCl浓度下运转，会使膜发生膨胀，严重时导致起泡、分层，出现针孔而使膜遭到破坏。双层复合膜比较容易产生水泡，但可以提高膜的性能。在双层复合膜的磺酸—羧酸交界面上，适当地降低羧酸含有量的梯度，可以较为有效地防止膜中水泡的产生。目前离子膜电解槽出口阳极液NaCl浓度，强制循环一般控制在190—200g/L，自然循环一般控制在200-220g/L。6.3电流密度（1）在很大范围内变化对电流效率影响都很小，这一点具有很大的实际意义，使电解槽可以有很大的操作弹性。当然在实际生产中，要随电流负荷的改变及时调整工艺控制指标，一般都采用微机自动控制。（2）直接受到电流密度的影响。一般来说，膜的电压降应正比于电流密度，并呈线性关系，流密度不仅影响膜的电压降，而且还会影响气泡效应，影响阳极和阴极的过电压，影响溶液及导体电压降，总的效果是，随电流密度的升高，槽电压也逐渐升高。（3）的升高，膜电阻及膜电位也随之上升，电场对氯离子的吸引力也会随之增加，从而使氯向阴极一侧的移动增加了困难。离子膜电解槽电流密度为4.5KA/m2。6.4阳极液PH值阴极液中OH--通过离子膜向阳极室反渗，不仅直接降低阴极电流效率，而且反渗到阳极室的OH--还会与溶解于盐水中的氯发生一系列副反应。这些反应导致阳极上析氯的消耗，使阳极效率下降。采取向阳极液中添加盐酸的方法，可以将反渗过来的OH--与HCl反应除去，从而提高阳极电流效率。6.5电解液的温度每一种离子膜都有一个最佳操作温度范围，在这一范围内，温度的上升会使离子膜阴极一侧的孔隙增大，使钠离子迁移率多，有助于电流效率的提高，每一种电流密度下都有一个取得最佳效率的温度点。但是，当电解温度降到65°C以下时，电流效率下降很迅速，以后即使温度再上升，电流效率也难以恢复到原来的位置上。温度上升，将使膜的孔隙增大，有助于提高膜的导电度，从而可以降低槽电压。离子膜电解槽出口阴极液的温度一般控制为85—90°C。6电解液流量在一般离子膜电解槽中，气泡效应对槽电压的影响是明显的。当电解液循环量减少时，槽内的液体中气体率将增加，气泡在膜上及电极上的附着量也将增加，而导致槽电压上升。无论是单极槽自然循环，还是复极槽自然循环，虽然进槽电解液流量很小，但电解液循环量还是很大的。另外，电解过程中产生的热量，主要由电解液带走，此必须保持电解液有充分的流动，除去多余的热量，将电解液温度控制在一定的水平。离子膜制碱盐水精制的工艺流程离子膜电解制烧碱的工艺，主要以食盐为原料，但关键是食盐水须经过精制才能进入电解槽。首先，原盐经皮带运输机送入化盐桶，用各种含盐杂水、洗水及冷凝液进行溶解，饱和的粗盐水经蒸汽加热器加热后送入反应槽。其次，在此反应槽中加入精致剂烧碱、纯碱、氯化钡除去Ca2+、Mg2+、SO2-4然后，进入混合槽加入助沉剂聚沉，并自动进入澄清桶中分离已沉将的物质，从澄清桶中出来的精盐水溢流到盐水过滤器中。最后，出来的精盐水经加热器加热到70~80C，送入重饱和器中，在此蒸发析出精盐使盐水的浓度达到320-325g/L的饱和浓度。饱和精盐水经进一步加热送入PH调节槽，加入盐酸调节到PH为3-5，进入进料盐水槽，再用泵经盐水流

量计分别送入各电解槽的阳极室进行电解反应。工艺图如下图所示：肪氯塔3_次盐/鵬制辻通細水过浦二找益水稱制：~~珥料盐,豊合树脂霸J!r-S^电®6肪氯塔3_次盐/鵬制辻通細水过浦二找益水稱制：~~珥料盐,豊合树脂霸J!r-S^电®6揃aUHBOKNaQH0團1-1离芋瞋法制碱工艺硫程阴8、离子膜制碱盐水精制的工艺设计一次盐水一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段，精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。传统性的一次盐水精制工艺，采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤，然后再经炭素烧结管过滤器过滤。近几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水，该工艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。经生产实践证明，经膜过滤分离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。所以一次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。8.2二次盐水精制离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于20wtppb,普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到10wtppb左右。若使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平，必须用螯合树脂处理。二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔，分二塔式和三塔式流程。塔的运行与再生处理及其周期性切换程序控制，可由程序控制器PLC实现，PLC与集散控制系统DCS可以实现数据通讯；也可以直接由DCS实现控制。伍迪公司采用的就是二塔式，其他公司采用三塔式流程。建议采用三塔式流程。8.3电解工艺现在能够提供离子膜电解槽的专利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化机等厂家，这几家公司的技术都是成熟的。槽型为复极式自然循环离子膜电解槽。8.4淡盐水脱氯淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低,无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序，只能由烧碱液循环吸收,制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。8.5氯氢处理（含废氯气处理）（1）氯气处理由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。冷却选用填料式洗涤塔，能够较好地除去湿氯气带出的盐雾，填料采用CPVC花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。对于干燥部分，在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式，比较典型的有：a、 一段泡沫塔、二段泡沫塔;b、 一段填料塔、二段泡沫塔;c、 一段填料塔、二段泡罩塔。国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合，这是两种典型的塔。泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多；缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量，操作弹性仅为15%，塔板阻力降大，一般为100-200mmH20，而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定性。填料塔操作弹性大，易操作，压降小，但投资大，有效塔板数少。泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔制碱，塔板数多，压降与泡沫塔相当，操作弹性比较大。经过对以往经验的总结、比较，应选择二段干燥；一段为填料干燥塔，二段采用泡罩干燥塔。目前氯气输送设备有两种形式，一种是液环泵，另一种是离心式压缩机。液环泵对氯气含水量要求不苛刻，但动力消耗大，输送量小，出口氯气压力低，适用于生产规模在5万吨/年烧碱能力以下的氯气输送。离心式压缩机具有输送量大、排气压力较高、运转平衡、得以改善工作坯境等优点。该设备能量消耗与同气量液环泵相比节电50%,但要求氯气中含水量VlOOwtppm，适用5万吨/年烧碱规模以上的装置输送氯气。建议氯气处理工艺方案：湿氯气经氯水洗涤，钛管换热器，氯气除盐、降温后经一段填料塔、二段泡罩塔干燥，使氯气含水量W50wtppm，氯气输送选用大型离心式氯气压缩机。（2）氢气处理由电解槽出来的氢气温度高、含水量大、且含碱雾，故必须进行冷却。冷却系统分直接冷却和间接冷却两种，建议选择氢气洗涤塔直接洗涤冷却降温、列管换热器间接冷却，水环式氢气压缩机输送。（3）废氯气处理废氯气处理接纳开、停车时的低浓度氯气和事故状态下氯气系统的泄压氯气，可采用烧碱液吸收或石灰乳吸收，石灰乳吸收效果差，设备庞大，需连接搅拌，动力消耗高，操作环境恶劣。建议选择烧碱液循环、冷却、吸收废氯气，制成次氯酸钠溶液。8.6氯气液化通常根据氯气压缩机压力的不同，将氯气液化方式分为高压法、中压法和低压法三种。高压法消耗冷冻量少，不需要制冷机，能耗低。但对氯气处理工艺、氯气输送设备的要求高，增加投资费用。因此，国内一般采用中、低压液化方法生产液氯。本工段选择带经济器补偿螺杆压缩机的成套制冷机组。8.7氯化氢合成及盐酸国内外生产盐酸的方法主要有三种：即三合一工艺；热回收分体式工艺；分体式工艺。（1） 三合一工艺具有工艺流程短，操作简单等优点，但设备维修量较大。（2） 热回收分体式工艺具有操作容易，设备维修简单，热回收利用率高等优点，但工艺流程长，设备加工要求高。（3） 分体式工艺具有操作容易、设备维修简单、产品质量控制容易等优点通过对三种工艺流程比较，从操作方便及设备统一考虑，采用第三种工艺生产盐酸。离子膜制碱盐水精制的工艺计算一次盐水计算依据：以年产10万吨100%离子膜烧碱，年运行时间为8000小时，则:1000008000=12500Kg/h原盐的组成NaCl含量：X=95.5%(49168.2Kg/h)1CaCl含量：2X2=0.2%(38.298Kg/h)MgCl含量：2X=0.2%(38.298Kg/h)3MgSO含量：2 4X=0.3%(57.447Kg/h)4NaSO含量：2 4X=0・1%(106.276Kg/h)5水分含量：X=3.5%(1655.805Kg/h)7水不溶物：X=0.2%(38.298Kg/h)6原盐消耗量的计算理论消耗量的计算W2NaCl+2HOT2NaOH+HT+ClT22211780W12500计算得：W=18281.25Kg/h精制盐水时产生的盐W1MgCl+2NaOH=Mg(OH)J+2NaCl229511795GC(117/95)XCgCaCl+NaCO=CaCOJ+2NaCl(其中G表示总原盐消耗量)2 2 3 3Ill117IllGC W22W=(117/111)XGX22则总盐产量G=W+W= (117/95)XGC+(117/111)XGC112 3 2=(1.232X0.002+1.054X0.002)G=0.00334G回收盐水的组成及数量G=4.8X12.5=60t/h2其中：NaCl=X=210g/LNaOH二C=02HO二C=925g/L2 3相对密度d=1.1351精制盐水的组成NaCl=C=315g/L4NaCO过量=C=0.5g/L2 3 5NaOH过量=C=0.2g/L6NaSO二C4 7HO=X28d=1.2032废泥的组成及数量G=0.7X12.5=8.75t/h3NaCl=X=10g/L9d=1.02330%成品碱带走的盐：设30%成品碱中含盐量为0.3%30/1000=0.3/GG=10Kg/h4废泥带走的盐G=3.5X10=35Kg/h5盐损耗：设为G=5X5=25Kg/h6则总原盐消耗量为G：GX=W+G+G+G-G1 4 5 6 1二W+G+G+G—0.00334G4 5 6G=(18281.25+10+25+35)/(0.955+0.00334)=19149.0Kg/h其中：NaCl:XG二19149.0x0.955二18287.3Kg/h1CaCl2: GX?二19149.0x0.002二38.298Kg/hTOC\o"1-5"\h\zMgCl:GX二19149.0x0.002二38.298Kg/h2 3MgSO:GX二19149.0x0.003二57.447Kg/h4 4NaSO:GX二19149.0x0.001二19.149Kg/h24 5不溶物：GX二19149.0x0.002二38.298Kg/h6水分：GX二19149.0x0.035二670.215Kg/h7精制盐水的体积计算根据盐衡得下式：VX+WX+GX+G二G+G+GTOC\o"1-5"\h\z1 2 14 5 6=GX+G+GX+G4 6 7 12 9得: V=[GX+GX+G-G-G-G]/C1 2 4 5 6 4=(19149.0X0.955+60X210+0.00334X19149.0—10—35—25)/315=30881.252/315=98.035m3/h回收盐水的计算回收盐水重量=GxdxX=60X1.135X103=7014.3Kg/hTOC\o"1-5"\h\z2 1其中： NaCl：GX=60X210=12600Kg2HO：GX=60X925=55500Kg2 23精制剂计算NaOH的消耗(过量0.2g/L计)MgCl+2NaOH=Mg(OH) +2NaCl2 295 80WX3MgSO+ 2NaOH=Mg(OH)!+NaSO4 2 2 412080WX4•••NaOH消耗量=(80/95)GX+(80/120)GX+0.2VTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"3 4=(80/95)X19149.0X0.002+(80/120)X19149.0X0.003+0.2X98.035=90.15Kg/hNaSO的消耗(过量0.5g/L计)2 4CaCl+NaSO=CaSO+ 2NaCl2 2 4 4111 142GC12・•・消耗量NaSO=(142/111)GX+0.5V2 4 5=(142/111)X19149.0X0.002+0.5X98.035=98.01Kg/h9.2、输出(1)精制盐水重量=Vd=98.035X1.203X103=117936.1Kg/h2其中：NaCl：VX=98.035X315=30881.025Kg/h4NaCO:VX=98.035X0.5=49.0175Kg/h2 3 5NaOH：VX=98.035X0.2=19.607Kg/h6NaSO:GX+(142/120)GX=19.149+(142/120)X57.447=87.127Kg/h2 4 5 4所以NaSO浓度X=87.127/98.035=0.9(g/L)2 4 7所以无需用BaCl调节SO-4浓度。22精制盐水中HO的计算：2•・•X=d-(X+X+X+X)8 2 4 5 6 7=1.203X103-(315+0.5+0.2+0.9)=886.4(g/L)所以精制盐水中水的重量=VX=VXX=86898.224Kg/h88废泥重量=Gd=8.75X1.02X103=8925Kg/h33其中：Mg(OH)=(58/95)GX+(58/120)GX=(58/95)X19149.0X0.002+2 3 4(58/120)X19149.0X0.003=51.147Kg/h・•・X=51.147/3.5=14.61(g/L)9CaCO:(100/111)GC=(100/111)X19149.0X0.002=34.502Kg/hTOC\o"1-5"\h\z3 2X=34.502/3.5=9.8(g/L)10NaCl：GX=3.5X10=35Kg/h7 12因此水的含量为：X=dX103-(X+X+X)11 3 9 10 12=1020-(14.61+9.8+10)=985.59(g/L)所以废泥中水的重量=GX=3.5X985.59=3449.565Kg/h7 11不溶性杂质：G=GC=15.5Kg/h816盐损耗：G=25Kg/h9水损耗：G=40Kg/h10一次盐水的物料衡算进料(Kg/h)消耗(Kg/h)出料(Kg/h)NaCl49168.2NaCl18287.2NaCl30881.025CaCl238.298CaCl238.298NaCO2349.0125MgCl238.298MgCl238.298NaOH19.607MgSO457.447MgSO457.447NaSO2 4106.276NaSO2 419.149NaSO2 487.127水份1655.805水份670.215水份985.59废泥8925不溶物38.298废泥8925总计60096.3总计19149.0总计40947.3二次盐水假设①一次盐水中ClO-含量为0,则盐水二次精制过程中无须加入NaSOTOC\o"1-5"\h\z2 3一次盐水中悬浮物SS含量为0。Ca+Mg含量为微量忽略不计。2+ 2+则只须对中和过程进行物料衡算。(1)NaCO+2HCI二2NaCl+CO+HO2 3 2 2106 2X36.5 2X58.544 1849.0175则：NaCl生成量=(2X58.5/106)X49.0175=54.10Kg/hHCl消耗量=(2X36.5/106)X49.0175=33.75Kg/hHO生成量=18X49.0175/106=8.32Kg/h2CO生成量=44X49.0175/106=20.34Kg/h2(2)NaOH+HCl二NaCl+HO240 36.5 58.5 1819.607则：NaCl生成量=(58.5/40)X19.607=28.67Kg/hHCl消耗量=(36.5/40)X19.607=17.89Kg/hHO生成量=18X19.607/40=8.82Kg/h2则总NaCl生成量=21.75+11.5=82.77Kg/h31%HCl消耗量=(33.75+17.89)/31%=166.61Kg/hHO生成量=8.32+8.82=17.14Kg/h2二次盐水出口NaCl含量300g/LNaCl平衡：30881.025+82.77=二次盐水量(V)X300V=103.21m”h查密度d=1.19则二次盐水总量=103.21X1.19X1000=49301.7Kg/h其中：NaCl：30963.79Kg/hNaSO:87.127Kg/h2 4HO:18230.443Kg/h2补充水量=18230.443-985.59—17.14=17227.71Kg/h二次盐水的物料衡算进料（Kg/h）消耗（Kg/h）出料（Kg/h）NaCl30881.02HCl218.25NaCl30963.79NaCO2349.0175CO220.34NaOH19.607水18230.443水17227.71NaSO2 487.127总计49519.95总计218.25总计49301.7热量计算（1）输入热量①原盐Q:CpNaCl=0.207千卡/Kg・°C（0—100°C平均值）NaCl溶解热=-1.281千卡/mol=-21.92kcal/Kg则Q=0.207X7745.15X20+（-21.92）X7745.15i=-137708.8kcal/h淡盐回收水Q（t=30, 浓度=18.5%）2CpNaCl液=0.847千卡/Kg・°C则：Q=0.847X27240X30=692168.4kcal/h2NaOH带入热量Q3查表CpNa0H=0.378千卡/Kg・°C（0—100°C平均值）NaOH溶解热=10.10Kcal/mol=252.5Kcal/Kg则：Q=0.378X36.4X20+252.5X36.43=9466.2kcal/hNaCO带入热量QTOC\o"1-5"\h\z2 3 4查表CpNaCO=0.25千卡/Kg・°C（20°C）2 3NaCO溶解热=5.93Kcal/mol=55.94Kcal/Kg2 3则：Q=35.2X0.25+35.2X55.94=1977.9Kcal/h4补充水带入热量Q（20C）5CpH2O=0.9995千卡/Kg・°C设补充水量为W补水则：Q=0.9995XW补水X20=19.99W补水5蒸汽带入热Q6设加热蒸汽为4.0Kg/cm2查表蒸汽压力t=143C盐水温度为60C则：蒸汽焓变过程：143C（汽） 143C水 60C（水）查表得：143C水——143C汽：y=510.2Kcal/Kg143°C水——60°C水： H=143.8—59.98=83.82Kcal/Kg则：Q=（15952.4—W补水）X（510.2+83.82）6=594.02（15952.4—W补水）Kcal则总输入热量Q总输入=Q+Q+Q+Q+Q+Q1 2 3 4 5 6=（-137708.8）+692168.4+9466.2+1977.9+19.99W补水+594.02（15952.4—W补水）=565903.7+19.99W补水+594.02（15952.4—W补水）=10041948.35—574.03W补水（2）输出热量一次盐水带出热Q（t=60C，浓度=26.33%）7查表（外推法）得：CpNaCl=0.809千卡/Kg・°C则：Q=47338.05X0.809X60=2297788.95Kcal/h7水损耗带出热Q（t=60°C）860C时，CpH2O=0.999千卡/Kg・°C则：Q=40X0.999X60=240Kcal/h8废泥带出热量Q9由于废泥中CaCO、Mg（OH）、NaCl含量低，忽略它们的影响，全部作为水的3 2计算。60°C时，CpHO=0.999千卡/Kg・°C2则：Q=3570X0.999X60=214200Kcal/h9不溶物带出热为Q（t=60C）10假设不溶物的热为：Cp=0.5千卡/Kg・°C则：Q=15.5X0.5X60=465Kcal/h10盐损失带出热Q1160°C时，CpNaCl=0.207千卡/Kg・°C则：Q=25X0.207X60=310.5Kcal/h11⑥热损失Q12设为输入热量的1%则：Q=0.01Q总输入12则Q总输出=Q+Q+Q+Q+Q+Q=459557.79+479.52+42797.16+93+7 8 9 10 1