氯碱厂副产氢气净化工艺研究与关键装置设计

摘要

副产氢净化工艺的研究解决了氯碱厂副产氢的回收净化难题，副产氢净化装置的研究和利用，能够获得高纯度的产品氢气，有效的提高了氯碱工业副产氢气的利用率，这不仅减少了副产氢直接排空造成的环境污染，而且给氯碱企业带来了巨大的经济效益。 氢气是高效清洁的能源，随着清洁能源时代的到来，氢气在未来的能源系统中占有重要的地位，应用领域非常广泛。氯碱厂副产氢提供了丰富宝贵的富氢气源，但大部分都未得到充分利用，不少氯碱企业氢气放空量很大，有的仅用来做锅炉燃料。因此，氯碱厂副产氢气净化工艺及装置的研究意义重大。 本课题根据氯碱厂副产氢的工艺参数，通过调查研究，制定一套比较完善的副产氢气净化工艺流程，并根据流程对关键的净化设备进行设计。本课题的主要研究内容如下： 1．总工艺流程的制定。在总结前人研究成果以及自身经验的基础上，经过不断的改进和创新，制定一套氯碱厂副产氢净化工艺流程。 2．除氯试剂的选择。对除氯系统的处理液做了改进，通过实验，对几种碱性处理液进行除氯性能比较，选择碱性还原液Na2S处理尾气中的氯气。 3．吸附剂的选择、用量及装填方式的确定。通过对吸附剂的性能比较以及吸附剂用量的计算，确定了吸附剂的种类、装填量和装填方式。 4．关键设备的设计。根据原料气的工艺参数以及产品气的指标要求，对流程图中的关键设备，淋洗塔、吸附塔以及电加热器进行设计，并给出了相应的设计图纸。 5．净化装置的现场调试。

目录

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第一章绪论

1.1氢气的特性及技术指标

1.1.1氢的物理性质

1.1.2氢的化学性质

1.1.3氢气的技术指标

1.2氢能现状和利用

1.2.1国内氢能概况

1.2.2国外氢能概况

1.2.3氢能的利用

1.3氢气分离方法介绍

1.3.1低温分离法

1.3.2选择吸附法

1.3.3金属氢化物净化法

1.3.4膜分离法

1.4工业副产氢分离技术的发展

1.5本课题研究的内容和意义

第二章氯碱厂副产氢净化工艺设计

2.1工艺条件

2.1.1原料气技术参数

2.1.2产品气技术要求

2.1.3工作压力

2.1.4再生气体耗量

2.1.5冷却水水质

2.1.6压缩空气

2.2总工艺流程设计

2.2.1氢气分离方法的一般选择标准

2.2.2副产氢净化工艺确定

2.2.3工艺流程及原理

2.3小结

第三章除氯试剂的选择

3.1除氯试剂性能实验

3.1.1实验设备及材料

3.1.2实验方法及原理

3.1.3处理工艺

3.2实验结果与讨论

3.2.1实验结果

3.2.2处理的最佳工艺条件

3.3小结

第四章吸附剂的选择

4.1吸附理论和原理

4.1.1吸附作用

4.1.2吸附量

4.1.3吸附热

4.1.4吸附热力学

4.1.5吸附动力学

4.1.6吸附剂再生方法

4.2吸附剂介绍及选择

4.2.1吸附剂选择原则

4.2.2吸附剂种类

4.2.3结论

第五章净化装置关键设备设计

5.1淋洗塔结构设计

5.1.1筒体的设计

5.1.2封头的设计

5.1.3支座的设计

5.1.4喷淋器组件设计

5.1.5其它零件设计

5.2吸附塔结构设计及工艺参数计算

5.2.1吸附剂装填量计算

5.2.2筒体的设计

5.2.3封头的设计

5.2.4开孔及补强的设计

5.2.5其它零件设计

5.3电加热器结构设计

5.3.1加热再生计算

5.3.2筒体的设计

5.3.3封头的设计

5.3.4其它零件设计

第六章总结与展望

参考文献

致谢

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