离子膜电解制碱过程的稳态模拟与分析

发布时间：2017-07-14 05:05

  本文关键词：离子膜电解制碱过程的稳态模拟与分析

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【摘要】：离子膜电解制碱技术是我国相当重要的一种制碱技术,具有出槽NaOH浓度高、无污染等优点,已经被公认为是世界上技术最先进,最经济的电解制碱技术。因此,深入研究分析其设计与操作的内在机理与特点是十分必要的。主要工作如下：首先,本文基于AspenPlus V8.4,在实际装置操作条件和物性参数的基础上,对盐水精制、离子膜电解及氯化氢吸收工序进行了建模,其中电解槽单元模型为嵌入Excel。稳态仿真结果与现场值进行了比较,验证了模型的准确性。其次,对离子膜电解过程的二个工段设计进行了灵敏度分析。对于盐水精制工段研究了进料碱液与碳酸钠溶液的浓度对精制单元性能的影响；对于HCL单元,研究了吸收剂的用量、温度、压力对系统性能的影响。模拟结果中精制盐水中NaCL的纯度在310kg/m3以上,电解槽阴极成品碱液中NaOH质量分数32.6%,吸收塔底液中HCL的质量分数为31.0%,,结果均在合理范围。本论文揭示了离子膜电解制碱过程中一些关键工艺点,为系统设计与操作提供了有效的指针。
【关键词】：电解制碱 模型化 Aspenplus 仿真 灵敏度分析
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ114.262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 前言11-13
• 第一章 文献综述13-23
• 1.1 氯碱行业的简介及产品用途13-14
• 1.2 氯碱产能现状14
• 1.3 氯碱行业的生产特点14-15
• 1.4 离子膜制碱的发展过程15-17
• 1.4.1 传统隔膜电解法15
• 1.4.2 水银电解法15-16
• 1.4.3 离子膜电解法16-17
• 1.5 离子膜制碱的主要工艺流程17-19
• 1.5.1 电解工艺流程17-18
• 1.5.2 盐水脱氯工艺流程18-19
• 1.5.3 氯氢处理19
• 1.6 氯化氢合成工序19-21
• 1.6.1 三合一石墨合成炉20
• 1.6.2 盐酸脱吸法20-21
• 1.7 化工过程模拟技术及研究进展21-22
• 1.7.1 化工过程模拟系统的发展21-22
• 1.7.2 过程系统稳态模拟22
• 1.7.3 Aspen软件在离子膜制碱技术中的应用22
• 1.8 本论文的研究目的、意义及研究内容22-23
• 第二章 盐水精制与电解槽工段模拟与分析23-45
• 2.1 引言23
• 2.2 盐水精制工段模拟与分析23-34
• 2.2.1 盐水精制工艺流程简介23
• 2.2.2 主要控制指标23-24
• 2.2.3 模拟流程的建立24
• 2.2.4 结果与讨论24-34
• 2.3 离子膜电解工段的模拟与分析34-44
• 2.3.1 电解工艺概述34
• 2.3.2 电解定律及重要参数34-36
• 2.3.3 主要运行参数36-38
• 2.3.4 电解槽Aspen用户模型的开发38-39
• 2.3.5 主要物流的输入数据和控制指标39-42
• 2.3.6 结果与讨论42-44
• 2.4 本章小结44-45
• 第三章 氯化氢合成工段模拟与分析45-61
• 3.1 合成工段流程简介45-46
• 3.1.1 反应原理45
• 3.1.2 吸收原理45-46
• 3.2 主要控制指标46
• 3.3 模拟流程的建立46-47
• 3.4 模拟结果与灵敏度分析47-59
• 3.4.1 主要物流的模拟结果47-50
• 3.4.2 灵敏度分析50-59
• 3.5 本章小结59-61
• 第四章 结论61-63
• 参考文献63-65
• 致谢65-67
• 作者简介及导师简介67

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本文编号：539733