年产10万吨PVC合成工段工艺设计

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9.15×106×5.9%×0.8/56=7.679×103 mol/d

② 实际需要NH4OH与Fe3+摩尔比为5:1，则NH4OH需要量为

7.679×103×5×35/103=1.34 t/d

体积量为

1.34/0.15/0.93=9.61 m3

③ 每班次进入反应器3的体积量为

（9.61+86.42）/3=32.01 m3

④ 物料反应时总体积膨胀，因此设反应器体积为反应物总体积1.2倍左右，则反应器3的体积为

32.01×1.2=38.41 m3

拟取2个反应器，每个反应器体积为：38.41/2=19.21 m3，取20 m3 4.1.5 过滤工段2 ⑴ 氢氧化铝的过滤

每班进入板框过滤机的料液总量为41.11 m3 过滤得到氢氧化铝滤饼含水量为5%，则滤饼量约为

1.23/3/27×78/0.998/0.95=1. 25 t

设滤饼密度为2 t/ m3，则滤饼体积为

1.25/2=0.63 m3

滤液量为

41.11-0.63=40.48 t

拟取2台板框过滤机，过滤1h，卸渣所用时间1h。 料液进入每台过滤机的速率为

41.11/2/1=20.56 m3h

进入每台过滤机一小时的料液量为

20.56×1=20.56 m3

所含固体体积量为

20.56×0.63/133.71=0.10 m3

质量为

1.25×20.56/133.71=0.19 t

设滤液密度为1，则每台一小时所获得的滤饼体积为

Vc=0.10+0.19/0.95*0.5/1=0.20 m3

每台过滤机一小时获得滤液的体积V为

V=20.56-0.20=20.36 m3

过滤面积为

A=20.36/0.47=43.32 m2

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⑵ 氢氧化铁的过滤

每班进入板框过滤机的料液总量为32.01 m3

设过滤得到氢氧化铁滤饼含水量为5%，则滤饼量约为

7.679×103×107/3/0.998/0.95/106=0.29 t

滤饼密度为2.5 t/ m3，，则滤饼体积为

0.29/2.5=0.12 m3

滤液量为

32.01—0.12=31.89t

拟取2台板框过滤机，过滤1h，卸料所用时间1h。 料液进入每台过滤机的速率为

32.01/2=16.01 m3/h

进入每台过滤机一小时的料液量为

16.01×1=16.01 m3

所含固体体积量为

16.01×0.12/96.03=0.020 m3

质量为

0.29×16.01/96.03=0.048 t

设滤液密度为1，则每台一循环所获得的滤饼体积为

Vc=0.020+0.048/0.95×0.05/1=0.023 m3

每台过滤机一小时内获得滤液的体积V为

V=16.01-0.023=15.987 m3

过滤面积为

A=15.987/0.47=34.01 m2

4.1.6 蒸发水量

设氯化铵溶液通过离心机后氯化铵的产率为70%，纯氯化铵固体量为

12.76×0.7/35.05×53.49=13.63 t/d

设进入离心机时氯化铵的含水量为30%，则进入离心机的料浆量为

13.63/0.7=19.47 t/d

蒸发水量为

40.48+31.89-19.47=52.90 m3/d=2204kg/ h

拟取3台蒸发器，每台蒸发器蒸发速率为734.7kg/ h，取800 kg/ h。 4.1.7包装 包装量为2.33 t/d 按25kg/包，则94包/天

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4.2 能量衡算 4.2.1 物料条件

被干燥物料名称：氢氧化铝 物料进口含水量：5%

干燥操作每班耗时5小时，湿物料产量：2.33×2×78/102/0.95/3/5=250kg/h 物料入口温度?1＝25℃ 空气温度t0=27℃ 热空气进口温度t1=82℃

氢氧化铝的比热容=133.7 J.mol-1,K-1=0.857 kg/(kg.℃) 流向:逆流

物料出口含水量:0.4% 物料出口温度?2=35℃ 空气速度2.6kg/(s.m2) 湿球温度tw=17℃

干燥器出口空气温度t2=37℃ 4.2.2物料衡算与能量衡算 （1）水分蒸发量

G1=250/3600=0.694×10-1 kg/s

W1= 8%；W2=0.4%

将湿球基含水量换成干基含水量

C1=5/（100-5）=0.053kg/kg（绝对干料）； C2=0.4/（100-0.4）=0.004 kg/kg（绝对干料）

绝对干物料

Gc= G1（1- W1）=0.694×10-1×(1-0.05)=0.659×10-1kg/s

则水分蒸发量

W= Gc (C1- C2)=0.659×10-1×(0.053-0.004)=0.32×10-2 kg/s

(2) 空气消耗量

t0=27℃, tw=17℃,由I～X图可查得X0=0.008 kg/kg干空气

t2=82℃, X1=0.008kg/kg干空气。由I～X图可查得tw =30℃, Cs=0.71kJ/kg ℃

?1=25℃, ?2=35℃, t2=37℃, Cw=4.187 kJ/kg ℃

①蒸发水分所需的热量Q1

Q1=0. 32×10-2×(2491+0.694×10-1×37-4.187×25)=7.64kJ

②物料升温(由?1升到?2)所需的热量Q2

Q2= Gc Gm(?2-?1)= Gc (Cs + C2 Cw)(?2-?1)

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=0.659×10-1×(0.71+0.004×4.187) ×(35-25) =0.48kJ

③热损失Q3

Q3 =0.2(Q1+ Q2)=1.62kJ

所需总热量Q

Q= Q1+ Q2+ Q3=9.74kJ

空气消耗量

L=9.74/（1.005+0.694×10-1×0.008）/（82-37）=0.22kg/s

XL=W/L+0.008=0.023kg/kg(干空气)

5 主要设备的计算与选型[12]

5.1 泵的选型 5.1.1 输送30%的盐酸

盐酸流速Q=36.36 /3/2/1=Q=6.06 m3/h

表9 耐酸泵参数表

流量Q

泵型号

m3/h 7.2

总扬程H mm

转速

泵效率%

气蚀余量

配用功率 kw

40F-16 16 2900 45 4 2.2

5.1.2 浸取矿浆从反应器到板框过滤机 料浆流速Q=12.11 m3/h

表10 料浆泵参数表

流量Q

泵型号

m3/h 15

总扬程H

转速

mm 15

1450

50 泵效率%

余量 3.5

Y100L2-4

气蚀

电机型号

率 kw 3 电机功

GMZ50-15-15

5.1.3 滤液从板框过滤机到萃取段 滤液流速Q=62.13/3/2/3=3.45 m3/h

表11 滤液泵参数表

流量Q

泵型号

m/h

11/2BA-6

4.5

12.8

2900

3

功率

总扬程H m

转速

kw 0.448

35 泵效率%

允许吸上真空度

6.4

叶轮直

重量kg

径D mm

105

25

5.1.4 萃取水相进入中和反应器 萃取液流量55.92/3/2=55.92/6=9.32 m3/h

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