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氢氧化钾是十分重要的化工产物。在我国能够用于氢氧化钾生产的钾盐资源十分匮乏,70%需要从国外进口。生产氢氧化钾的生产设备大多从国外直接引进,并存在设备缺陷、外部条件不足、运转效率不高、人员操作不够熟练等一系列问题,生产耗能很难达到设计值,导致钾碱产品价格过高,限制了钾碱在我国其他行业的使用。因此如何有效利用有限的资源,经济节能的生产出合格的氢氧化钾产品,被越来越多企业所重视。 钾碱生产中的电解工序与蒸发工序是生产系统中的重要环节,承担着将盐水电解生成碱液,把电解碱液浓缩成商品碱的重要任务,同时也是钾碱生产中能源消耗较大的两个环节。本文分别应用相关理论分析计算离子膜电解槽、降膜式蒸发器的工艺原理与参数。主要内容如下: (1)从应用电化学和电解槽工艺学角度,对生产氢氧化钾的离子膜电解槽电解条件进行计算分析。对生产钾碱的电解装置工艺和结构,从离子膜电解槽的电解机理,电化学反应器设计的基本原理与方法,对电解反应条件因素逐项分析,得出适宜的反应条件与结构数据。 (2)运用传热理论分析用于浓缩氢氧化钾溶液的降膜式蒸发器的机理,并进行物料平衡计算。计算不同成膜流量时,降膜式蒸发器的结构的变化,得出适宜的结构数据。 (3)对蒸发器所得参数运用Aspen Plus化工流程模拟软件模拟生产过程,模拟结果与计算结果的比较表明设计的合理性,最终确定蒸发器的设备参数。 (4)使用AutoCAD软件绘制蒸发器设备图。