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1、毕业设计说明书GRADUATE DESIGN 设计题目：年产120万吨纯碱盐水工段设计学生姓名： 张 生 专业班级： 02接化2班 学 院： 化工与生物技术学院指导教师： 设计提交日期：2006年06月15日河北理工大学本科生毕业设计任务书（由指导教师填写）学院化工与生物技术学院学生姓名专业班级02级接化2班设计题目年产120万吨纯碱盐水工段设计主要研究目标加深对所学化工基本理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化。培养学生初步掌握工程设计的基本方法和能力。包括：调查研究、文献检索与资料收集、制定方案、选择先进合理的流程工艺和设备、设计计算、非工艺设计条件、工程绘图、技术经济分析、文
2、件编辑、文字表达、计算机应用、工具书使用等工程设计的基本实践能力和基本工作方法。主要研究内容查阅纯碱生产盐水技术方面的资料、阐述盐水工段设计的目的、意义、以及应达到的技术要求；盐水工段在国内外得发展状况及存在的问题；本设计的研究指导思想；本设计应解决的主要问题，确立工艺方案。物料衡算、热量衡算、盐水工段工艺计算、设备选型、车间布置设计、提供非工艺设计条件。绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面图共四张。撰写设计说明书。研究方法设计方案论证、工程计算和CAD制图。说明书的要求毕业设计说明书字数不应低于2万字，应中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，格式
3、规范，文字流畅，结论正确。鼓励采用计算机编辑、打印，正文用宋体小四号字、A4纸打印。使用的度量单位一律采用国际标准单位。参考文献标注格式要符合国际标准。图纸的要求要求图面整洁、比例适当，图例标题栏齐全。应符合工程设计图纸的要求，在有条件的前提下，尽量采用AutoCAD主要参考文献1 中国纯碱工业协会纯碱工学M 北京：化学工业出版社，1988年，55602 陈五平纯碱与烧碱M 北京：化学工业出版社，1999年1620.3 王楚纯碱生产工艺与设备计算M 北京：化学工业出版社，1995年72149起止时间自2006 年2 月20日至6月 17 日指导教师签字： 年 月 日系主任意见 签字： 年 月
4、日院长意见签字： 年 月 日河北理工大学化工与生物技术学院本科生毕业设计开题评议书学生姓名张 生专 业化学工程与工艺班级02级接化2班开 题 时 间2006年3月8 日地 点河北理工大学是否合格毕业设计题目年产120万吨纯碱盐水工段设计毕业设计的主要内容、方案等主要内容： 查阅纯碱生产盐水技术方面的资料、阐述盐水工段设计的目的、意义、以及应达到的技术要求；盐水工段在国内外得发展状况及存在的问题；本设计的研究指导思想；本设计应解决的主要问题，确立工艺方案。物料衡算、热量衡算、盐水工段工艺计算、设备选型、车间布置设计、提供非工艺设计条件。绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面图共四张。
5、撰写设计说明书。方案：根据其石灰纯碱法的优点，本设计将采用石灰-纯碱法精制盐水做工艺设计。石灰纯碱法盐水精制技术有很多优点:如工艺流程简单、操作简便、盐水精制度高、工人劳动强度低以及在盐水中钙、镁杂质含量较低的情况下生产成本甚至优于传统的石灰碳酸铵法等。 对开题情况的评 语本栏由评议组组长手写，主要按照河北理工大学毕业设计（论文）指导手册第3-5页调研及设计方案等要求，重点考查学生对设计内容、方案把握的先进性、合理性、可行性及工作量是否饱满等。不用此框时删除由开题评议小组人员手签，小组成员同答辩小组成员，由各系确定，人数在3-5人。不用此框时删除评议人签字（职称）：河北理工大学本科生毕业设计计
6、划进程表学院化工与生物技术学院姓 名张 生合作者无设计题目年产120万吨纯碱盐水工段设计时 间工 作 内 容完 成 情 况第2 3周查阅纯碱盐水精制技术发展现状方面的资料、明确本课题的设计内容，完成开题报告；查阅了纯碱盐水精制技术发展现状方面的资料15篇，参考书2本。第46周物料衡算、热量衡算完成了物料衡算、热量衡算。第711周盐水工段工艺计算完成了盐水工段工艺计算。第1213周设备选型；车间布置设计，提供非工艺设计条件；完成了设备选型；车间布置设计，提供非工艺设计条件；第1416周绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面布置图共四张。完成了绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车
7、间平立面布置图共四张。第 17 周撰写整理排版打印设计说明书，准备答辩。完成了撰写整理排版打印设计说明书，准备答辩。本人完成部分说明书2.4万字图纸 4 张， 折合1号图共 4 张英译汉共 1.03 万单词指导教师签字：河北理工大学化工与生物技术学院本科生毕业设计中期检查评议书学生姓名张 生专业化学工程与工艺班级02级接化2班中期检查时间2006年5月8日地点化工系办公室是否合格毕业设计题目年产120万吨纯碱盐水工段设计已经完成毕业设计部分内 容查阅了纯碱生产盐水技术方面的资料、阐述了盐水工段设计的目的、意义以及应达到的技术要求，盐水精制的原理，盐水精制方法的概述，提出了盐水工段在国内外得发展
8、状况及存在的问题，工艺方案的选择，设计方案的确定，完成了开题报告。进行了盐水工段的物料衡算、热量衡算、盐水工段工艺计算、化盐桶设备、澄清桶、洗泥桶等标准设备进行了选型，完成了车间布置设计。待完成内 容下一步首先将具体问题请教一下老师，然后接着往下做，提供非工艺设计条件，有土建设计条件、自动控制设计条件、电气设备条件、供电条件、采暖通风条件、热工设计条件、供排水条件、安全与环保、防腐保温等。绘制盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平面布置图、立面布置图共四张。翻译英文资料。撰写整理排版打印设计说明书，准备答辩。评议组对已完成部分的质量和进度的评价本栏由评议组组长手写。不用此框时删除由评议小组
9、人员手签，小组成员同答辩小组成员，由各系确定，人数在3-5人。不用此框时删除评议人签字（职称）： 河北理工大学化工与生物技术学院 本科生毕业设计成绩评分表 （指导教师用表）班级 学生姓名 1评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10109876设计方案、计算能正确设计设计方案，独立进行设计工作，如流程、主要设备的选择及计算。202018161412分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值
10、的结论。202018161412工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。202018161412设计质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。202018161412创 新工作中有创新意识； 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876总 分总分30%指导教师评语：指导教师签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各系可依据实际情况自行制定相应的指
11、标体系。河北理工大学化工与生物技术学院本科生毕业论设计书面成绩评分表（评阅人用表）班级 学生姓名 1 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE翻译资料综述材料查阅文献有一定广泛性；翻译外文资料质量较好；有综合归纳资料的能力和自己见解。1515131197设计质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。505045403530工作量、难度工作量饱满，难度较大。252523211917创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876总 分总分30
12、%评阅人评语：评阅人签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表仅供参考，各系可依据实际情况自行制定相应的指标体系。河北理工大学化工与生物技术学院本科生毕业设计答辩成绩评分表（答辩小组用表）班级 学生姓名 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE报告内容思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨；论文结果有应用价值。505045403530创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876答 辩回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有深度。303027242118报告时间符合要求。10109876总 分总
13、分40%答辩小组评语答辩小组签字：年 月 日河北理工大学本科生毕业设计成绩总评表学院： 班级： 学生姓名张 生设计总成绩设计题目年产120万吨纯碱盐水工段设计指导教师评定成绩评阅人评定成绩答辩成绩答 辩 委 员 会 评 语答辩委员会主任签字： 年 月 日注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）评阅人评定成绩（30%）答辩成绩（40%ix河北理工大学毕业设计（论文）目录目录摘 要12ABSTRACT13引言141 文献综述151.1 纯碱工业发展现状151.1.1 国内外纯碱生产的生产能力图表151.2 盐水精制的目的及意义161.2.1 盐水精制的目的161.2.2 盐水精制的意义错
14、误！未定义书签。1.3 盐水工段在国内外的发展状况及存在的问题161.3.1 国内发展状况171.3.2 盐水精制存在的问题201.4 盐水精制方法概述161.5 本设计应解决的主要问题错误！未定义书签。2 设计方案的论证212.1 工艺方案的选择212.1.1 石灰-纯碱法精制盐水212.1.1 石灰-碳酸氨法精制盐水222.2 设计方案的确定243 计算部分253.1 物料与热料衡算253.1.1 物料衡算253.1.2 热量衡算294盐水工段主要设备计算与选型3241 化盐桶计算与选型324.1.1化盐桶的功能324.1.2 化盐桶几何尺寸的确定334.2 一次、二次盐水澄清桶404.2
15、.1 沉降(澄清)的几种类型404.2.2 一次澄清桶的计算方法434.2.3 一次澄清桶所需面积的计算464.2.4 一次澄清桶所需深度的计算474.2.5 二次澄清桶计算494.3 洗泥桶514.3.1洗泥捅所需层数的计算514.4 化盐水(谈盐水)澄清桶554.5 除镁钙反应设554.6 粗盐水桶555 非工艺条件555.1 土建设计条件555.1.1 工艺流图555.1.2 平立面图555.1.3 盐水工序人员情况定员表555.1.4 设备一览表555.2 自动控制设计条件555.2.1 工艺流程555.2.2 平立面图555.2.3 仪表及自控制555.3电气设备条件555.3.1
16、动力555.4 采暖通风条件555.5 热工设计条件555.6 供排水条件555.7 安全与环保555.8 防腐保温556 对现有工艺的建议55谢 辞55参考文献55注 释55 河北理工大学毕业设计（论文）引言摘 要本文主要对120万吨/年纯碱盐水精制工艺进行了设计，本设计采用了石灰-纯碱法精制盐水工艺方案。在分析盐水精制的工艺原理与流程的基础上，对盐水工段进行了物料衡算、热量衡算，盐水工段工艺计算和设备选型，包括化盐桶，一、二次澄清桶，洗泥桶等的计算，车间布置设计，提供了非工艺设计条件，撰写了设计说明书。绘制了盐水工段的工艺流程图、主要设备总图、车间平立面布置图。本设计的特点是：工艺流程简单
17、、操作简便、盐水精制度高、工人劳动强度低以及在盐水中钙、镁杂质含量较低的情况下生产成本甚至优于传统的石灰碳酸铵法等, 既降低了生产成本，又减少了废泥的排放，没有除钙塔，因为除钙塔及其管道结疤严重，使用期短，清理工作量大，所以设备简单，数量少，建设投资经济；缺点为消耗产品纯碱。关键词: 纯碱，盐水，石灰纯碱法，精制，设计ABSTRACTThe main output of 1.2 million toe in the water pure alkali refined techniques for the study of the design will be used lime-water s
18、o pure alkali refined law crafts design. Refined techniques in the analysis of water flow and the principles on the basis of established processes。 Do materials accounting for saline construction section， the heat of accounting，saline construction section calculation processes，equipment models；There
19、 are barrels of salt， one or two clarifications barrels，barrels，washing mud calculation，workshop layout design，the provision of non-technical design conditions。Mapping of the processes of water construction section, the total figure of major equipment, workshop ping to face up maps。 Writing design s
20、pecifications。 Lime-pure alkali of the main features of the law is： If given a simple， user-friendly，high-salt resin system， workers and low labour intensity in the water，calcium，magnesium impurities content of the lower production costs and even better than traditional lime-carbonic acid ammonium l
21、aw， which lowered the cost of production and reducing the waste soil emissions， Have no in addition to the calcium tower, the calcium tower and its piping become scarred severity，besides which， usage the period is short，tidying up a work to have great capacity， the equipments is simple, the quantity
22、 is little， the construction investment economy；Weakness for consume pure alkali of product。Keywords: Pure alkali, Brine, Lime pure alkali method, Refine，Design引言目前纯碱厂盐水精制方法有：石灰-纯碱法、石灰-碳酸氨法、碳酸氨法和石灰-芒硝法等。采用石灰碳酸铵法还很广泛 ，该法优点为不消耗纯碱。缺点有：1.二次盐水中含有与Mg、Ca之和等当量固定氨、影响碳酸化转化率的提高；2.除镁除钙分别进行，流程复杂、设备多；3.除钙塔及其管道结疤严
23、重，使用期短，清理工作量大；4.氨损失大、污染操作环境。国外广泛采用的精制盐水方法为石灰-纯碱法，其优点：1.除镁除钙同时进行，一次澄清，流程简单，操作方便；2.没有二次澄清桶、除钙塔等，设备简单，数量少，建设投资经济；3.盐水精制系统没有含氨杂水混入，没有氨损失；4.没有除钙塔及附属管道，使设备及管道清理工作量大为减少、劳动强度小；5.生成的固定氨量少，有利于提高碳酸化的转化率；6.改善了盐水精制系统的操作环境；7.石灰一纯碱法的精制度高于石灰一碳酸铵法。缺点为消耗产品纯碱。20世纪80年代我国新建的两家大型纯碱厂第一次成功地采用了石灰-纯碱法。本文以唐山地区的自然条件，原料条件为基础，进行
24、石灰一纯碱法盐水精制工艺的初步设计，设计题目由指导教师给定。河北理工大学毕业设计（论文）说明书1 文献综述1.1 纯碱工业发展现状纯碱是一种具有多年生产和使用历史的传统产品，是基本无机化学工业原料之一，在国民经济中占有重要的地位。纯碱的用途很广，用量也很大，纯碱广泛应用于玻璃、洗涤剂、造纸、冶金等行业中，可以说，纯碱的生产工艺水平和需求量，是一个国家无机化学工业水平的标志之一。在国外，美国走上天然碱工业化道路之后，不断改进采矿技术和加工工艺，使天然碱生产以以工艺简单，产品质量好，成本低，无环境污染的优势与合成法展开竞争。1985年不到7700kt,到1999年就达到了1200kt。欧洲是索尔维
25、制碱技术的发源地，索尔维公司，卜内门公司在第二次世界大战前夕，曾一度控制了中欧，南欧一直美国及亚洲的碱类产品的技术生产和市场，进入20世纪80年代，由于受美国天然碱的冲击，加上欧洲总需求量减少，欧洲碱业总体能力增长缓慢，产量趋于平稳，2000年总生产能力为14230kt。我国现具有1000多万吨的纯碱生产能力，居世界第一位，有联碱厂30多家，其中有大连化工，唐山三友碱厂，潍坊海化集团等大型企业。其中氨碱法的产量占总产量58%，联碱法占38%，天然碱法占4%。20世纪末至21世纪初，由于加入WTO等重要事件的发生，中国的纯碱行业同其它行业一样，逐渐与国际接轨，形成石灰-碳酸氨法与石灰-纯碱法并存
26、的局面，盐水精制技术自然也随之变化发展。 1。20世纪末国内外纯碱生产能力如表1-1和1-2所示。表1-1 20世纪末主要纯碱生产国的生产能力国家生产能力/(kt/a)所占比例/%国家生产能力/(kt/a)所占比例/%美国1345030.1英国10502.4中国1042523.9意大利40302.4俄罗斯40559.3波兰8501.9印度23714.7保加利亚80001.8乌克兰14703.4澳大利亚5001.1罗马尼亚13003.0其他469910.7德国11202.6总计44170100西班牙10502.6表1-2中国十大纯碱生产企业及产量1序号企业名称2001年产量/kt序号企业名称20
27、01年产量/kt123456连云港碱厂山东海化集团有限公司唐山三友碱业有限公司内蒙古伊化集团大化集团有限公司天津碱厂881.0880.4874.4767.0764.8753.278910青岛碱业有限公司湖北双环科技股份有限公司自贡鸿鹤股份有限公司广东南方制碱有限公司584.7551.6348.7254.7合计6651.51.2 盐水精制的目的盐水精制工艺是纯碱生产过程中的主要工序之一， 只有盐水质量达到要求，才能保证下一步盐水吸氨及氨盐水的碳酸化工序的正常运行。才能为纯碱的稳定生产打下良好的基础，并使纯碱的生产更符合经济效益，使产品纯碱纯度达到国际标准，有利于产品的竞争。1 提高纯碱产品的质量
28、碱产品中的水不溶物MgCO3和CaCO3等，主要来源于盐水中的镁、钙盐类，盐水精制除去镁、钙杂质，有利于纯碱产品质量的提高，增强产品竞争力。2. 减少吸氨过程中塔气和管道结疤盐水中的镁、钙盐类，在吸氨中与CO2和NH3反应生成Mg（OH）2CaCO3沉淀和MgCO3Mg(OH)23H2O、(NH4)2CO3MgCO34H2O、NaCLMgCO3NaCO3等复盐结晶，在塔毕和管壁上结疤，引起堵塞，使设备生产能力下降，运行周期大为缩短。因此，盐水必须精制才能获得较好的效益。3. 减少生产过程中 氨、盐和二氧化碳损失盐水中的镁钙杂质带到其他工序出去，将会造成NH3 、NaCL和CO2损失降低原料的利
29、用率。1 1.3 盐水精制方法概述盐水精制共有四种方法，即：石灰-纯碱法、石灰-碳酸氨法、碳酸氨法和石灰-芒硝法。 碳酸氨法系利用碳酸化尾气精制盐水，除镁效率差，吸氨系统仍然堵塞严重，此法一般不采用。石灰-芒硝法芒硝用量大，价格贵，而且精制盐水中含SO42-浓度高，造成蒸氨系统结疤严重。天津碱厂多次查定结果表明，蒸氨调和液含SO42-超过0.430.45tt时就有CaSO4晶体析出，SO42-浓度越高，蒸氨塔的加灰蒸馏段堵塞越快，此法亦无实际使用价值。因此，盐水精制通常采用石灰-纯碱法和石灰-碳酸氨法。粗盐水镁、钙杂质含量低时，或者盐质量好，洗泥使用海水，有海水中获得NaCL的工艺时,可采用石
30、灰-纯碱法，此方法用纯碱量少，流程简单，较为经济。粗盐水镁、钙杂质含量高时，则纯碱用量多，采用石灰-纯碱法不经济，此时可采用石灰-碳酸氨法。但除钙塔清理频繁。这两种方法的选用必须权衡利弊慎重确定。如制备的粗盐水中SO42-含量过高，则盐水精制过程中加灰乳后的工序及蒸氨工序中将会产生CaSO4结疤。为避免这种情况发生，虽然可通过加入BaCL2产生BaSO4沉淀来降低SO42-浓度，但加入BaCL2，一是影响纯碱产品质量；二是增加成本；不经济。应根据粗盐水中的SO42-浓度慎重选择是否加BaCL2（一般不加BaCL2）。1 1.4 盐水精制的发展现状及存在的问题1.4.1发展现状在我国传统的索尔维
31、法纯碱工厂中,通常采用石灰碳酸铵法精制盐水,这种盐水精制方法对于精制有较高的钙、镁杂质含量的盐水来说,由于利用了碳化尾气中的氨和二氧化碳,所以具有生产成本较低的优点;但是这种盐水精制方法同时也存在不少的缺点,如工艺流程复杂、盐水精制度低、盐水精制受碳化作业的影响较大以及在清理除钙塔时工人的劳动强度大等。80 年代中期,我国在进行江苏连云港碱厂、河北唐山碱厂和山东潍坊碱厂三大碱厂的建设时,当时的化工部第八设计院(现中国成达化学工程公司)提出采用石灰纯碱法精制盐水并得到了化工部纯碱新技术攻关领导小组的肯定,随后,化工部纯碱新技术攻关领导小组向化工部制碱工业研究所下达任务,进行石灰纯碱法精制盐水的室
32、内试验。室内试验完成后由化工部第八设计院在国内率先将该技术应用到连云港碱厂和唐山碱厂的设计中并在生产中获得成功。石灰纯碱法盐水精制技术有很多优点:如工艺流程简单、操作简便、盐水精制度高、工人劳动强度低以及在盐水中钙、镁杂质含量较低的情况下生产成本甚至优于传统的石灰碳酸铵法等,因此该精制技术在以后的广东南方碱厂、新疆哈密碱厂和内蒙古吉兰泰碱厂的建设中被推广应用并得到了不断的改进和完善。2国内青海德令哈纯碱厂盐水精制采用石灰碳酸铵法，该法优点为不消耗纯碱。缺点有：1.二次盐水中含有与Mg、Ca之和等当量固定氨、影响碳酸化转化率的提高；2.除镁除钙分别进行，流程复杂、设备多；3.除钙塔及其管道结疤严
33、重，使用期短，清理工作量大；4.氨损失大、污染操作环境。国外广泛采用的精制盐水方法为石灰一纯碱法 ，其优点：1.除镁除钙同时进行，一次澄清，流程简单，操作方便；2.没有二次澄清桶、除钙塔等，设备简单，数量少，建设投资经济；3.盐水精制系统没有含氨杂水混入，没有氨损失；4.没有除钙塔及附属管道，使设备及管道清理工作量大为减少、劳动强度小；5.生成的固定氨量少，有利于提高碳酸化的转化率；6.改善了盐水精制系统的操作环境；7.石灰一纯碱法的精制度高于石灰一碳酸铵法。缺点为消耗产品纯碱。20世纪80年代我国新建的两家大型纯碱厂第一次成功地采用了石灰-纯碱法。 3盐水精制技术的一些发展形势：原云南化工厂
34、采用稀土瓷砂(F一140)无阀滤池及PE管式过滤器进行盐水精制，使一次盐水中的SS含量达到进离子交换树脂塔的要求 。7新疆天业股份公司石河子中发化工有限责任公司针对生产运行中的螯合树脂塔出口盐水中出现Ca2+ 、Mg2+ 严重超标及重金属污染等情况进行分析找出了解决Fe3+ 污染树脂后的紧急处理办法：清理压缩空气贮罐铁锈，将碳素管线由碳钢更换为不锈钢管线；修改树脂再生程序，将再生用酸的质量分数提高到8 ，延长酸再生和酸再生后水洗的时间：根据酸、碱的再生流量计算标准酸碱加入量 引。8锦化化工(集团)有限责任公司刘丹根据一次盐水精制的化学原理，讨论了过碱(NaOH、Na CO3 )加人量对进槽盐水
35、中的Ca2+ 、Mg2+ 含量的影响，认为保持盐水中的pH值不大于12，必须维持合格的盐水透明度，并保证Ca2+ 、Mg2+含量达标 。9沈阳化工股份有限公司研究所分别采用广西桂林环保工程公司过滤器厂生产的PE管和温州东瓯水处理器材厂生产的PE管过滤器进行两次小型实验，从过滤隔膜盐水的分析结果可以确定PE管过滤器应用于氯碱行业一次盐水过滤，可以降低盐水中的Ca2+ 、Mg2+。 及SS的含量，提高盐水的质量 。10金川有色金属公司化工厂的金属阳极电解槽采用酸性盐水(pH 值为35)的电解工艺，其生产实践表明，采用该工艺可提高电流效率、减少电解过程的副反应，并可延长金属阳极电解槽的使用寿命，具有
36、较好的经济效益 。该公司还针对盐水过于饱和、砂滤器没有精制盐水反洗工序、配水池中过碱量不稳定等问题进行了相应的技术改造后，p(Ca +Mg )由原来的935 mgL降低到361mgL可确保金属阳极隔膜电解槽的安全经运行 。11三友集团冀化有限责任公司通过控制原盐中SO42-一含量在03以下、控制脱氯时Na2 O2S3 的加人量、选用质量分数为10 的BaCI2、在高位槽上滴加BaCI2，等方法降低了BaCI2，的消耗 。12西安化工厂采用电感耦合等离子体光谱法测定二次精制盐水中Ca2 + 、Mg2 + 、Fe3 + 、Ba2 + 、Si2 + 、Al3 + 、Sr2 + 、Ni2 + 的原理及
37、方法。该法采用直接进样法,解决了盐水中杂质对测定的影响,从而提高了测量的准确13。金坛市盐业化学工业总公司结合氯碱企业对岩盐卤水的质量要求,以石灰石及副产盐酸为原料,自制液体CaCl2 来脱除岩盐卤水中的SO2-4 ,并开发了CaCl2 法脱硫新工艺,大大降低了卤水处理成本,从而制备出SO2-4 质量浓度低于4 g/L 的优质卤水,达到了离子膜制碱一次盐水对SO2-4的要求14。锦化化工(集团) 有限责任公司以向原盐中加入盐泥的方法来调节原盐中失调的Ca2 + 、Mg2 +比例;根据粗盐水中的Ca2 + 、Mg2 + 含量来控制过碱量:如果Ca2 + 、Mg2 + 的质量分数比大于2 ,适当调
38、节过量的Na2CO3 的指标为0. 60. 7 g/L ;如果该质量分数比大于1 ,适当调节过量的Na2CO3的指标为0. 40. 5 g/L ;并用增加精制剂量的方法来提高反应速度,从而提高盐水质量15。江苏化工农药集团有限公司对盐水精制的过程及其影响因素进行了全面的研究,并结合澄清桶内盐水的净化过程探讨了提高效率和净化效果的一些措施,提出了通过采用化学方法(如添加剂剂量及添加顺序等) 及利用各个步骤较佳的物理条件来提高和保证盐水的精制效果16 。1.4.2 盐水精制存在的问题1. 氨碱废渣液、废水的产生在盐水精制工序，粗盐水中Mg2、Ca2反应生成Mg(OH)2和CaCO3，形成盐水泥，盐
39、水泥与蒸馏废液混合经澄清或压滤废清液（L1）排放，固态渣（S1）堆存。盐水泥的产生量和化学成分因原盐中Mg2、Ca2含量等不同而不同。盐水泥产生量约1.11.2m3/t碱，其中含固体渣约60/t碱（干基）。固形物(S1)中硫酸钙约11.55%，碳酸钙约58.5%，氢氧化镁约19.5%，其他还包括酸不溶物2.07%，混合氧化物2.11%，其他6.27%。原盐中Ca2+、Mg2+杂质较高时，采用石灰碳铵法精制盐水比较经济，但石灰碳铵法精制盐水产生的盐水废泥中含氨，其浓度和排放量随除钙量和操作水平相关。石灰纯碱法盐水精制，没有氨损失，但在原盐中Ca2+、Mg2+杂质较高时，因使用产品纯碱，运行费用高
40、。2. 环保处理对比分析由于国产海盐中杂质含量高，系统所产生的盐泥量约占原料的8%，由于精制井矿盐经过真空精制干燥，进口海盐采用洗盐精制，杂质含量极低，使用过程中盐泥的形成量约占原料盐的1%乃至更低。根据其他厂家的经验，使用精制井矿盐一般情况下1015 d清理一次盐泥即可(使用进口海盐在10d左右)。因此使用进口海盐和精制井矿盐不仅降低了生产过程中产生的盐泥量，减轻清污工作量，而且大大节省了环保处理费用。 3. 用NaOH 作除镁剂所需纯碱的消耗问题和石灰纯碱法精制盐水一样,加入系统中的纯碱是来自煅烧炉带出的碱尘,不足时可用扫地碱或不合格的次品碱,不一定用成品纯碱(视粗盐中钙、镁杂质含量而定)
41、 ,即使是这样,所加入系统中的这些碱也并没有完全损失掉。而是在除镁过程中变成与盐水中镁离子等当量的其它形式的钠盐如NaCl 、Na2SO4 ,钠离子仍留在精盐水中,作为纯碱的生产原料,重新返回到生产系统中,而损失的只不过是与镁等当量的钠盐再次碳酸化转化为NaHCO3 时的转化率损失,如转化率为75 %时,充其量损失只不过25 % ,相当于镁当量的1/ 4 左右。可以说所得到的收益远远大于所付出的代价。 42 工艺方案的论证2.1 工艺方案的选择2.1.1 石灰-纯碱法精制盐水石灰-纯碱法精制盐水是采用Ca(OH)2 (灰乳)使镁沉淀，用Na2CO3使钙沉淀,其化学反应为 Mg2+ + Ca（O
42、H）2 Mg(OH)2 + Ca2+ Ca2+ + Na2CO3 CaCO3 + 2Na+ 或者 Na2CO3 + Ca（OH）2 2NaOH + CaCO3 (苛化反应) NaOH + Mg2+ Mg（OH）2 + 2Na+Ca2+ + NaCO3 CaCO3 + 2Na+Mg（OH）2和CaCO3沉淀析出，而NaCL和NaSO4仍溶解在盐水中。随NaCO3带入的Na-以及NaSO4形势而存在。Mg(OH)2结晶很细，只有0.030.10 ，沉淀速度很慢；温度低于150C时脊骨不沉淀。CaCO3结晶为310（天津碱厂1950年一次盐水泥加入二次盐水泥处理试验数据）。Mg(OH)2晶体和CaCO3晶体同时崔载羽溶液中，可变成聚合体，这种较大的聚合体在250C时， 沉淀速度可达0.40.8（1950年天津碱厂一次盐水泥加入二次盐水泥CaCO3泥浆处理试验数据）。CaCO3形成过饱和溶液的趋向很强，150C时CaCO3时在盐水中的溶解度是56 ，此时过饱和状态可达150200，析出的结晶为絮状
