年產7000噸氧化鋁的車間工藝設計(畢業設計)-資料下載頁

【導讀】摘要：本設計為年產7000噸氧化鋁的車間工藝設計，介紹了含氧化鋁量為28%的高嶺土類礦石在鹽酸的作用下。浸出，在萃取分離后經與氨水反應生成氫氧化鋁，后經煅燒生成氧化鋁。了選擇和論證，對整個裝置進行了物料衡算和熱量衡算，對主要設備進行了設計和選型，同時對本裝置的安全生產與。三廢治理做了相關的探討。

　　

【正文】 s 則水分蒸發量 W= Gc (C1 C2)=10 1 ()=10 2 kg/s (2) 空氣消耗量 t0=27℃ , tw=17℃ ,由 I～ X 圖可查得 X0= kg/kg干空氣 t2=82℃ , X1=。 由 I～ X 圖可查得 tw =30℃ , Cs=℃ ? 1=25℃ , ? 2=35℃ , t2=37℃ , Cw= kJ/kg ℃ ① 蒸 發水分所需的熱量 Q1 Q1=0. 3210 2 (2491+10 1 25)= ② 物料升溫 (由 ? 1 升到 ? 2)所需的熱量 Q2 Q2= Gc Gm(? 2? 1)= Gc (Cs + C2 Cw)(? 2? 1) =10 1 (+) (3525) = ③ 熱損失 Q3 Q3 =(Q1+ Q2)= 所需總熱量 Q Q= Q1+ Q2+ Q3= 空氣消耗量 L=（ +10 1 0 .008） /（ 8237） =XL=W/L+=(干空氣 ) 5 主要設備的計算與選型 [12] 泵的選型 輸 送 30%的鹽酸 鹽酸流速 Q= /3/2/1=Q= m 3 /h 表 9 耐酸泵參數表 泵型號 流量 Q m3 /h 總揚程 H mm 轉速 泵效率 % 氣蝕余量 配用功率 kw 40F16 16 2900 45 4 浸取礦漿從 反應器到板框過濾機 料漿流速 Q= m 3 /h 表 10 料漿泵參數表 泵型號 流量 Q m3 /h 總揚程 H mm 轉速 泵效率 % 氣蝕 余量 電機型號 電機功率 kw GMZ501515 15 15 1450 50 Y100L24 3 濾液從 板框過濾機到萃取段 濾液流速 Q= 表 11 濾液泵參數表 泵型號 流量 Q m3 /h 總揚程 H m 轉速 功率kw 泵效率 % 允許吸上真空度 葉輪直徑 D mm 重量 kg 11/2BA6 2900 35 105 25 萃取水相進入中和反應器 萃取液流量 表 12 水相泵參數表 泵型號 流量 Q m3 /h 總揚程 H m 轉速 n 泵效率 % 氣蝕余量 葉輪直徑 D mm 重量 kg 11/2 BA11 11 2900 125 25 氨水流速 Q=表 13 堿液泵參數表 泵型號 流量 Q m3 /h 總揚程 H mm 轉速 泵效率 % 氣蝕余量 配用功率kw 40F25 25 2900 54 4 過濾氫氧化鋁得到的濾液輸送至蒸發器 濾液流速 Q= m 3 d= m 3 / h 表 14 濾液泵參數表 泵型號 流量 Q m3 /h 總揚程H/mm 轉速 功率 /kw 泵效率 % 允許吸上真空度 葉輪直徑D/mm 重量 /kg 2BA6 2900 35 105 25 主要管道的計算與選型 一般管道的截面為圓形，若以 D 表示管的內徑，則 D= 4uv? 鹽酸管道的選擇 [7] V= m 3 /h=10 3 m 3 /s 取鹽酸流速 u= m/s， 則 D=40mm 表 15 耐酸管參數表 外徑 壁厚 加布層數 60 8 3 選用 ? 608mm 膠管 u=4V/ЛD2= m/s, 所以符合 自來水管 V= /1 = m 3 /h=10 3 m 3 /s 取 u= m/s,D=60mm 表 16 自來水管參數表 外徑 mm 壁厚 mm 70 4 選用 ? 704mm 熱軋無縫鋼管 u= m/s〈 m/s，符合 浸取礦漿從反應器到板框過濾機 V= m 3 /h =10 3 m 3 /s 取 u=2m/s,D=46mm 表 17 礦漿管道參數表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/ m3 60 5 選用 ? 604 mm 熱軋無縫鋼管 u= m/s.2 m/s，符合 從過濾機 1 到萃取槽 V= m 3 /h 取 u=2m/s,D=25mm 表 18 濾液管道參數表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/m 32 3 選用 ? 323 mm 熱軋無縫鋼管 u= m/s 2m/s，符合 氨水輸送至中和反應池 V= m 3 /h 取 u= m/s,D=37 mm 表 19 氨水管道參數表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/m 45 3 選用 ? 453mm 熱軋無縫鋼管 u= m/s〈 2 m/s，符合 濾液輸送至蒸發器 V=,D=56mm 表 20 濾液管道參數表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/m 70 選用 ? 704 mm 熱軋無縫鋼管 u= m/s m/s 板框 過濾機的選擇 板框式過濾機結構簡單 ,制造方便 ,占地面積小而過濾面積大 ,操作壓強高 ,適應力強 。 在保證完成過濾任務的前提下 ,盡可能選用較小過濾面積的過濾機 。 以下機型均采用機械壓緊 。 過濾鹽酸浸取礦漿 計算得過濾面積為 m 2，取 20 m 2，擬取 BMJ27/63045 型號的板框過濾機 。 表 21 板框過濾機 1 參數表 型 號 框內尺寸 總過濾面積/m2 框內容量 /L 型式 工作壓力 /MPa 壓緊方式 重量 /Kg 外形尺寸 長 寬 高 BMJ27/63045 630630 27 610 明流 液壓 4150 413012601200 過濾氫氧化鋁 計算得過濾面積為 m 2， 取 44 m 2，擬取 BMJ50/80025 型號的板框過濾機 。 表 22 板框過濾機 2 參數表 型號 框內尺寸 總過濾面積/m2 框內容量 /L 型式 工作壓力 /MPa 壓緊方式 重量 /Kg 外形尺寸 長 寬 高 BMJ50/80025 800800 50 615 明流 液壓 7750 419517801450 過濾氫氧化鐵 計算得過濾面積為 m 2，取 35 m 2，擬取 BMJ40/63025 型號的板框過濾機 。 表 23 板框過濾機 3 參數表 型號 框內尺寸 總過濾面積/m2 框內容量 /L 型式 工作壓力 /MPa 壓緊方式 重量 /Kg 外形尺寸 長 寬 高 BMJ40/63025 630630 40 500 明流 液壓 7100 490012601200 儲罐 選擇 鹽酸儲罐 為了保證生產的連續性 ,鹽酸的貯量要保證能夠用 7 天 ,設所用的鹽酸為 30%的鹽酸 。 由于鹽酸的每日耗用量為 噸 /日 。 表 24 臥式橢圓形鹽酸貯罐參數表 容積 m3 簡體主要尺寸 mm 管口公稱直徑， mm 支座數量 設備凈重量 Kg 公稱容積VN 全容積V1 公稱直徑 長度 液面計口 進口 人（手）孔 放空口 備用口 出口 DN L1 a b c d e f 63 2800 9400 25 80 500 100 100 100 3 5755 所以 貯 罐內鹽酸應為 ? 7= 噸 ，選用橢圓形封頭臥式圓筒容器來貯存鹽酸 , 30%的鹽酸的密度為 所以 體積為 選用 5 個臥式橢圓形封頭容器來貯存鹽酸 , 每個貯罐的體積為 214/5=43 m 3 該種容器的設計壓力為 . 氨水貯罐 為了保證生產的連續性 ,氨水的貯量要保證能夠用 7 天 ,設所用的氨水為 15%的氨水 。 由于氨水的每日耗用量為 噸 /日，所以 貯罐內氨水應為 ? 7= 噸 ，選用橢圓形封頭臥式圓筒容器來貯存氨水 , 15%的氨水的密度為 體積為 選用 2 個臥式橢圓形封頭容器來貯存氨水 , 每個貯罐的體積為 該種容器的設計壓力為 。 表 25 臥式橢圓形鹽酸貯罐 參數表 容積 m3 簡體主要尺寸mm 管口公稱直徑， mm 支座數量 3 設備凈重量 Kg 5440 公稱容積VN 57 全容積V1 4 公稱直徑 長度 液面計口 進口 人（手）孔 放空口 備用口 出口 DN 2800 L1 9300 a 25 b 80 c 500 d 100 e 100 f 100 反應器 一般攪拌反應器 H/DN=1~. 鹽酸浸取反應器 1 取 H/DN= V=27 m3， 擬取 D=2700mm，高 H=3000m 表 26 攪拌參數表 1[9] 攪拌器型式 攪拌器直徑 DJmm 主要參數 結果參數 轉速 r/s 四葉折葉渦輪式 1600 DJ= α=300 β=150~200 h=（ ~） DJ Z=4 反應器內表面由含硅量高的玻璃質釉噴涂在鋼板表面，經過 920—960 攝氏 度高溫搪燒，能耐無機酸，有機酸，有機溶劑的腐蝕，不粘介質且易清洗 。 攪拌參數見 上 表 。 中和反應器 1 V=27 m3， 取 H/DN=1 擬取 D=3300mm， H=3300mm 表 27 攪拌參數表 2[9] 攪拌器型式 攪拌器直徑 DJmm 主要參數 結果參數 槳端線速度Vm/s 三葉后彎式 1900 DJ= α=30 β=15~20 h=（ ~） DJ Z=3 3~10 中和反應器 2 V=20 m 3 取 H/DN=1 擬取 D=3000mm，高 H=3000mm 攪拌參數見 3 表 28。 表 28 攪拌參數表 3[9] 攪拌器型式 攪拌器直徑 DJmm 主要參數 結果參數 槳端線速度Vm/s 三葉后彎式 1800 DJ= α=30 β=15~20 h=（ ~） DJ Z=3 3~10 氧化劑貯槽 氧化劑體積為： V= m 3 還原劑保證 7 日的用量，以利于工廠的連續生產，則 V=7= m 3 建立一個長 ，寬 ，高 長方體貯槽 萃取槽 萃取槽物料總體積為 m 3，槽體積取物料體積的 倍，所以萃取槽體積為 1 .2= m 3，取 70 m 3，三級萃取，三臺萃取裝置相連 。 萃取槽參數見表 29。 表 29 萃取槽參數表 萃取槽容積 萃取效率 內表面材料 攪拌器形式 葉片數 攪拌層 折葉角度 70 大于 80% 耐酸樹脂 折葉攪拌槳 12 2 45 蒸發器 蒸發速率為 800kg/h 選用離心式刮板薄膜蒸發器 表 30 蒸發器 參數表 型號 換熱面積 蒸汽壓力 真空度 蒸發速率 電機功率 設備高度 LG4 4 m2 MPa 70 kp 800 kg/h 505 kw 5180 mm 離心機 選用 人工卸料 三足 式 離心機 純氯化銨量為 ，含水量為 t/d。 nNH4CL=106 /=106 mol nH2O=106 /18=106 mol xNH4CL =， xH2O = dM=+= g/cm3 表 31 離心機參數表 型號 轉鼓規格 /內徑 高度mm 轉速r/min 過濾面積 有效容積/L 最大裝料量 /kg 分離因數 電動機 外形尺寸 長 寬 高 mm 重量 Kg 型號 功率kw SS2000 20xx630 600 2.7 1000 500 400 JD2718/4L3 37 235018001200 5000 過濾 1000L 懸浮液所得到的干濾餅為 G=1030 .7=103kg 設過濾時間為 45min，洗滌時間為 33 min，則單位生產能力為 G/F=103/（ 45+33） /60=245 干濾餅 /（ m 2 .h） 因過濾和洗滌所需的輔助時間占總時間的 75％左右 .故每小時的平均生產能力為 245=（ m 2 .h） 設每晝夜工作時間為 20 小時，則一臺離心機一晝