离子膜烧碱工艺流程

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邢家悟主编《离子膜法制烧碱操作问答》(化学工业出版社，2009年7月)

第一章盐水精制甲元

1.盐水精制的目的

氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。

2.盐水精制工艺简述

直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。

第二章电解单元

92.离子膜电解槽电解反应的基本原理

离子膜电解槽电解反应的基本原理是将电能转换为化学能，将盐水电解，生成NaOH、Cl2、H2，如图20所示，在离子膜电解槽阳极室(图示左侧)，盐水在离子膜电

解槽中电离成Na+和Cl－，其中Na+在电荷作用下，通过具有选择性的阳离子膜迁移到阴极室(图示右侧)，留下的Cl－在阳极电解作用下生成氯气。阴极室内的H2O电离成为H+和OH－，其中OH－被具有选择性的阳离子挡在阴极室与从阳极室过来的Na+结合成为产物NaOH，H+在阴极电解作用下生成氢气。

93.离子膜电解槽的类型

离子膜电解槽按照单元槽的结构形式不同，分为单极式离子膜电解槽(图21)和复极式离子膜电解槽(图22)。单极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上只有一种电极，即单元槽是阳极单元槽或阴极单元槽，不存在一个单元槽上既有阳极又有阴极的情况。复极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上，既有阳极又有阴极(每台离子膜电解槽的最端头的端单元槽除外)，是阴阳极一体的单元槽。

94.不同类型离子膜电解槽的供电方式

离子膜电解槽的供电方式有两种∶并联和串联。在一台单极式离子膜电解槽内部(参见图23)，直流供电电路是并联的，因此总电流即为通过各个单元槽的电流之和，各单元槽的电压基本相等，所以单极式离子膜电解槽的特点是低电压大电流。

复极式离子膜电解槽(参见图24)则正好相反，每个单元槽的电路是串联的，电流依次通过各个单元槽，故各单元槽的电流相等，但总电压为各单元槽槽电压之和，所以，复极式离子膜电解槽的特点是低电流、高电压。

95.离子膜电解槽通常的腐蚀形式

离子膜电解装置(主要指单元槽，阴、阳极液进、出口总管等)通常存在三种腐蚀，即∶①化学腐蚀；②间隙腐蚀；③泄漏电流腐蚀。

96.如何防止离子膜电解槽的化学腐蚀

化学腐蚀主要是阴阳极系统不同的化学介质对材料的腐蚀。在阴极系统中，主要是90℃的32％(质量分数)NaOH对材料的腐蚀，在阴极系统，各公司选用的材料大致有三种∶镍(Ni)、不锈钢(SUS310S或00Cr25Ni20)和非金属材料(CPVC、PVC+FRP、PTFE、PFA等)。但在既要耐NaOH腐蚀又要导电的部位(如阴极盘、阴极筋板、阴极网等)，最好还是使用镍(Ni)材料，因为Ni既有良好的耐碱腐蚀性又是电阻较低的材料。在输送NaOH液体的部位，可采用SUS310S、非金属材料或钢衬里材料(如总管、包括阴极液进出口总管)。

在阳极系统中，世界各公司都无一例外地选用了耐腐蚀性能最好的金属材料——钛(Ti)，当然在阳极液输送管等部位也有选用CPVC+FRP增强树脂等非金属材料。

在离子膜电解装置中，Ti材料在通常使用情况下，其电位接近钝化区，通过溶液中的Cl2溶解后生成的次氯酸或次氯酸离子的氧化作用，(生成TiO2)来维持钝态。

Cl2 + H2O ←→HCl + HClO

HClO + O H－←→ClO－+ H2O

因此，离子膜电解装置的阳极系统中，钛(Ti)材料表面有流动的含Cl2电解质溶液部位，有很高的耐腐蚀性，几乎是不腐蚀的。

195.离子膜电解装置电解循环的工艺流程

为了保证离子膜电解槽的阴极室和阳极室能在一个合适稳定的工艺边界条件下运行，以及获得最佳的电流效率，无论是强制循环工艺，还是自然循环工艺，通常设计采用阳极循环系统和阴极循环系统来实现各自的工艺边界条件。以下用自然循环工艺(北化机电解槽系统)为例详述之。

离子膜电解装置电解循环的工艺流程包括阳极循环和阴极循环。

(1)阳极循环部分

从盐水高位槽来的精盐水与淡盐水循环泵输送来的淡盐水按一定比例混合(初始开车时，加纯水)，并在进入总管前加入高纯盐酸，调节pH值后，再送到每台电解槽的阳极入口总管，并通过与总管连接的进口软管送进阳极室。

进槽盐水的流量是由安装在每台电解槽槽头的盐水流量调节阀来控制的，流量的大

小由供给每台电解槽的直流电联锁信号控制。

电解期间，Na+离子通过离子交换膜从阳极室迁移到阴极室，盐水在阳极室中电解产生氯气，同时氯化钠浓度降低转变成淡盐水；氯气和淡盐水的混合物通过出口软管流入电解槽的阳极出口总管和阳极气液分离器，进行初步的气液分离；分离出的淡盐水流入淡盐水循环槽。

在阳极气液分离器初步分离出的氯气，通过氯气总管流入淡盐水循环槽的上部气液分离室，进一步进行气液分离；然后从其顶部流出至氯气总管；在此总管适宜处设置氯气压力调节回路，通过其调节阀控制氯气压力，并与氢气调节回路形成串级调节，控制氯气与氢气的压差，流出系统至氯气处理装置。

较大型的装置，在氯气流出界区前，还设置氯气与二精盐水的热交换器，回收氯气中的热量。

淡盐水循环槽中的淡盐水由淡盐水循环泵加压输送，一部分通过调节回路，返回阳极系统与精盐水混合后再次参加电解；另一部分输送至淡盐水脱氯系统进行脱氯。

(2)阴极循环部分

从碱高位槽来的约32％液碱与纯水按一定比例混合后，流入阴极入口总管，并通过与总管连接的进口软管送进阴极室。进槽碱液的流量是根据安装在每台电解槽槽头的流量计来操作控制的。

电解期间，阴极液在阴极室电解产生氢气和烧碱。氢气和碱液的混合物通过出口软管流入阴极出口总管和阴极气液分离器，进行初步的气液分离；分离出的碱液流入碱液循环槽。

在阴极气液分离器初步分离出的氢气，通过氢气总管流入碱液循环槽的顶部气液分离室，进一步进行气液分离；然后从其顶部流出至氢气总管；在此总管适宜处设置氢气压力调节回路，通过其调节阀控制氢气压力，并与氯气调节回路形成串级调节，控制氢气与氯气的压差，流出系统至氢气处理装置或就地放空(一般在开车时)。

碱液循环槽中的碱液由碱液循环泵加压输送，一部分通过调节回路输送至碱液高位槽，通过碱液高位槽回到阴极系统；一部分通过调节回路作为成品碱送到成品碱贮槽。

在蓝星北化机/旭化成电解槽中，在阳极总管入口端将精制盐水与返回淡盐水按体积比约为7.2∶1进行混合。

美国西方公司的电解槽阳极不循环；阴极循环量较大，为成品碱流量的10倍；氯工程公司电解槽电解工艺与蓝星北化机/旭化成电解槽的电解工艺稍有不同，表现在氯

工程公司电解槽运行过程中，采用阴、阳极都循环；早期单极槽阳极循环量相当于加入电解槽的二次精盐水流量，阴极循环量是成品碱流量的4倍；复极槽的阳极循环量为5.5m3/(h·万吨碱)，阴极循环量为0.23m3/(h·单元槽·万吨碱)。

196. 目前广泛使用的三种电解槽槽型的控制指标

(说明，旭化成公司提供的高电密电解槽控制指标与蓝星北化机电解槽控制指标相同，没有分开列表)。

开车过程中的分析检查项目∶

(3)电解液浓度的分析

送电前，电解槽进行循环升温过程中，就要分析进槽阴阳极液的浓度；如果不符合要求，要及时查找原因，并作相应调整，使加入电解槽的阴阳极液符合离子膜使用和电解工艺的要求。

送电后，从电流密度1.5kA/m2开始，阴阳极液浓度正常调节控制将可以投入串级调节控制回路进行自动调节控制。为了得到最准确的串级比值，此时应根据浓度变化情况，适当增加阴阳极液分析频次，密切关注电解槽阴阳极液出口浓度，特别是阴极出口碱浓度，合理调整阴极加纯水量。

(4)氯、氢气纯度的分析

随着电流的上升，氯、氢气量逐步增加。一般在电流密度1.5kA/m2时，阴极系统的氮气加入量可逐步减停。此时，可对电解系统的氯、氢纯度进行分析检测，为氯氢处理和盐酸合成工序提供数据。

(5)碱中含盐分析

送电至额定电流后，应对碱中含盐进行分析，对离子膜的性能进行判断。

(6)淡盐水pH值分析

送电后，一旦淡盐水和碱液浓度稳定后，应及时分析阳极淡盐水pH值；并通过逐步调节加酸量，使得淡盐水pH值达到规定数值；同时，得出准确的加酸串级比值。

267.电解槽加酸的方法和目的

实际生产中，在电解槽头进槽盐水与阳极液进口总管之间的管路上加入高纯盐酸；并通过调节高纯盐酸添加量来实现进槽盐水酸度≤0.15mol/L和出槽淡盐水的酸度在规定的pH＝2.5±0.2范围内。

电解过程中，OH－会从阴极室反迁移到阳极室；当OH－达到一定数量时，就会在阳极参加反应生成氧气；阳极反应就是Cl－和OH－的竞争反应，尤其是在离子膜使用到后期时；在阳极液中应加入适量的盐酸，就会中和反迁移来的OH－，抑制其在阳极的反应；可见，阳极液的酸度和氯中含氧量有直接关系。

如果不加酸或加酸量不够，阳极液的酸度太低、pH值过高，氧气在氯气中的含量就会增加，还会使副反应增加、氯酸盐含量增加，降低电解电流效率。同时，产生的O2还会使阳极涂层钝化，影响阳极涂层性能，使槽电压升高。事实上，有些企业实际

生产中电解槽出口阳极液pH值长期在4～5范围运行，使电极电化性能发生了明显下降。

加酸量也不能过大；进槽盐水过高的酸度会使阳极液pH值过低，这又是离子膜出现水泡现象的重要原因之一，将会使离子膜寿命大大缩短。另外，过高的酸度还可能使离子膜失去选择性离子交换功能，不但槽压要急剧升高，而且电流效率也要显著下降。在开车或停车过程中容易出现电流密度低的情况，此时通过离子膜反迁移的氢氧根数量非常小，所以，此时的酸度控制必须比正常操作条件下要更严格，必须通过减少酸添加量来降低酸度。

第三毫淡盐水脱氯单元

284.淡盐水中的游离氯是怎样产生的?

淡盐水中的游离氯以两种形式存在∶一是氯气在淡盐水中的溶解为溶解氯；其溶解量与淡盐水的温度、浓度、溶液上部的氯气分压、溶液pH值等有关，近似遵循亨利定律C i＝KP i ；淡盐水中溶解氯存在下列平衡∶

Cl2 + H2O ←—→HClO + HCl

HClO —→H+ + ClO－

二是以ClO－形式存在；由于电解过程中OH－离子反渗透通过离子膜到达阳极侧与Cl2发生副反应生成ClO－∶

2 OH－+ Cl2 —→ClO－+ Cl－+ H2O

电流效率越低，反渗透的OH－越多，ClO－生成的也越多。这两部分量的总和，以氯气来计，称为游离氯。可见游离氯的产生来源于氯气在淡盐水中的溶解和电解过程中阳极侧发生的副反应。

285.淡盐水为什么要脱去游离氯后，才能返回一次盐水系统再使用?

符合质量要求的精制盐水在电解槽内发生电化学反应后，其浓度降低，成为含有游离氯的淡盐水；其NaCl含量为(205±5)g/L，pH值为2.5～3(进槽盐水加酸工艺时)，游离氯一般为600～800mg/L，温度80～85℃，流量约为9m3/h(年万吨烧碱)；需将其返回一次盐水重新饱和再使用；但淡盐水中存在着下列化学平衡∶

Cl2 + H2O —→HClO + HCl

HClO —→H+ + ClO－

HClO —→HCl + [O]

如果不将其中的游离氯除去，将会腐蚀盐水精制系统的设备和管道等，阻碍一次盐水工序精制过程中沉淀物的形成，损害二次盐水工序过滤器的过滤元件和螯合树脂塔中的树脂，危害极大；所以，必须将淡盐水中的游离氯除去后，才能将其返回一次盐水再使用。

286.脱除淡盐水中游离氯的方法

脱除淡盐水中游离氯的方法有两种∶物理脱氯和化学脱氯。

目前，国内物理脱氯生产工艺主要有真空脱氯和空气吹除脱氯；实际生产中为提高脱氯技术经济效益，回收氯气，一般先采取物理脱氯法将大部分游离氯脱除后，再用化学脱氯法将剩余的游离氯除去。

从淡盐水中游离氯的两种存在形式可知∶脱氯原理就是破坏化学平衡和相平衡关系，使平衡向着生成氯气的方向进行，同时通过加入还原性物质去除残留的少量游离氯。破坏平衡关系的手段有∶在一定的温度下增加溶液酸度和降低液体表面的氯气分压。由于气相和液相之间存在着平衡，所以采用上述手段不能将淡盐水中的游离氯百分之百地除去，剩余微量的游离氯(一般在10～30mg/L)用添加还原性物质(一般用8％～9％的亚硫酸钠溶液)使其发生氧化还原化学反应而将其彻底除去。化学反应如下∶

Cl2 + 2NaOH + Na2SO3—→2NaCI + Na2SO4 + H2O

288.淡盐水空气吹除法脱氯生产工艺流程

工艺流程简述∶来自电解工序的淡盐水(温度约85℃，pH值约3，游离氯一般为600～800mg/L)在进入脱氯塔前，定量加入盐酸，将其pH值调至1.3～1.5，然后进入

脱氯塔顶部；风机鼓入的空气(压力约600mmH2O，气量是淡盐水体积的6～8倍)由脱氯塔底部进入，在塔内填料表面淡盐水与空气逆流接触，逸出的湿氯气随空气从塔顶流出，淡盐水在此完成物理脱氯过程。湿氯气经废氯气冷却器冷却后，一般送去生产次氯酸钠(因吹脱出的氯气中含有大量空气，浓度较低，一般采用二级填料塔串联，用碱吸收)。

脱氯后的淡盐水含游离氯约(10～20)×10－6，自流到脱氯塔釜，其中的淡盐水由淡盐水泵抽送，在该泵的进口处先加入NaOH溶液调节pH值至9～11(用pH计检测)，然后在其出口处加入浓度约为8％～9％(质量分数)的亚硫酸钠溶液进一步除去残余的游离氯(要求游离氯为零)，并用氧化还原电位计检测(ORP＜+50mV)其中的游离氯含量。为达到充分混合，在管路中设有静态混合器(或增设孔板)。淡盐水在此完成化学除氯过程；然后用淡盐水泵送至一次盐水工序回收循环使用。

在亚硫酸钠配制槽内配制浓度8％～9％(质量分数)的亚硫酸钠溶液，并用亚硫酸钠泵将该溶液加入到淡盐水泵的出口管中。

289. 空气吹除法脱氯生产工艺的特点

空气吹除法脱氯生产工艺主要特点是工艺简捷、控制较简单；设备投资少；淡盐水中的游离氯脱除的较干净，亚硫酸钠消耗较少(0.7～1.0kg/t碱)；不足的是脱出的氯气因含有大量的空气而无法回收至氯气总管中，一般只能用碱吸收生产次氯酸钠。

290. 空气吹除法脱氯生产过程中主要工艺控制指标

①风机出口风量∶进脱氯塔淡盐水体积的6～8倍

②风机出口风压∶600～700mmH2O

③加酸后进脱氯塔淡盐水pH值∶1.3～1.5；温度∶(80±5)℃

④出脱氯塔淡盐水游离氯∶10～20mg/L

⑤加碱后淡盐水pH值∶10±1

⑥加亚硫酸钠后淡盐水ORP：＜－50mV或游离氯：无

⑦亚硫酸钠溶液配制浓度：8％～9％(质量分数)

297.淡盐水真空法脱氯生产工艺流程

工艺流程简述(参见图91)∶来自电解工序的淡盐水(温度约85℃，pH值约3，游离氯一般为600～800mg/L)进入淡盐水受槽(或直接进入真空脱氯塔)后，由淡盐水泵加压输送；在进入真空脱氯塔前，定量加入盐酸，将其pH值调至1.3～1.5；然后进入已处于真空状态(真空度65～75kPa)的脱氯塔顶部，由上而下地流至塔内填料表面，析出的高温湿氯气经氯气冷却器冷却至40℃以下后，由钛真空泵抽至其气液分离器，分离出来的湿氯气由其顶部排出，并入电解氯气总管；淡盐水在此完成物理脱氯过程。

脱氯后的淡盐水含游离氯约(30～50)×10－6自流到真空脱氯塔釜，其中的淡盐水由脱氯淡盐水泵加压输送，在泵进口处先加入NaOH溶液调节淡盐水的pH值至10～11(用pH计检测)，然后在泵出口处加入浓度约为8％～9％(质量分数)亚硫酸钠溶液进一步除去其中残余的游离氯(要求无游离氯)，并用氧化还原电位计检测(ORP＜－50mV)其中的游离氯含量。淡盐水在此完成化学除氯过程，然后用脱氯淡盐水泵送至一次盐水工序回收循环使用。

在亚硫酸钠配制槽内配制浓度约8％～9％(质量分数)的亚硫酸钠溶液，并用亚硫酸钠泵将该溶液加入到脱氯淡盐水泵的出口管中；为达到充分混合，在管路中设有静态混合器或其他形式的混合器。

脱氯塔内真空(真空度约为65～75kPa)由钛真空泵(蒸汽喷射器或氯水喷射器)产生。为确保钛真空泵温度≤40℃，减少氯水的排放量，需用氯水循环冷却器对冷凝的氯水进行冷却后循环使用，多余的氯水经过气液分离器的液封管排出去氯水收集装置。

298. 真空法脱氯生产工艺的特点

真空法脱氯生产工艺主要特点是淡盐水中的大部分游离氯可以被脱出并回收至氯气总管中，提高氯气产量；工艺较复杂、控制要求较高；设备投资较大；相对空气吹脱法而言脱氯后淡盐水中的游离氯含量稍高，亚硫酸钠消耗稍大些(1.0～2.0kg/t碱)，并使返回淡盐水中的硫酸根含量增加，加大一次盐水系统去除硫酸根负荷。

299. 真空法脱氯生产过程中主要工艺控制指标

①加酸后进脱氯塔淡盐水pH值∶1.3～1.5；温度∶(80±5)℃

②脱氯塔真空度∶65～75kPa

③出脱氯塔淡盐水游离氯∶30～50mg/L

④加碱后淡盐水pH值∶10～11

⑤加亚硫酸钠后淡，盐水ORP：＜－50mV或游离氯：无

⑥亚硫酸钠溶液配制浓度∶8％～9％(质量分数)

⑦钛真空泵循环氯水温度∶≤40℃

第四毫氯氢处理单元

离子膜电解装置中的氯气处理生产工艺由三部分组成∶冷却、干燥、压缩。这三部分工艺流程一般根据生产规模和下游氯产品对氯气含水量以及压力的要求不同而有所不同选择。

离子膜电解装置中电解工序产生的湿氯气温度高、压力低，并含有大量水分。含有较多水分的湿氯气中会发生化学反应，生成盐酸和次氯酸。盐酸是强酸，次氯酸是酸性强氧化剂，具有很强的腐蚀性。

因而湿氯气具有很强的腐蚀性，不便于输送和使用。当氯气中的水分含量降至0.04％(质量分数)以下时，其腐蚀性大大降低。

所以离子膜电解装置中要设置氯气处理工序，其目的就是要将电解工序产生的湿氯气进行冷却、干燥、加压，然后输送给下游工序满足生产氯产品的要求，并为电解系统氯气总管的压力稳定提供条件。

(一)氯气的冷却

307.湿氯气含水量和温度之间的关系

从电解工序来的湿氯气温度较高，几乎被水蒸气所饱和，其含有约20％的水分。湿氯气中的水分含量与其温度有关，温度越高，其水分含量越大；温度越低，则含水量就越少。不同温度下湿氯气含水量详见下表。

从表中数据可知∶被水蒸气饱和的湿氯气①80℃以下时，其温度相差10℃，含水量几乎相差一倍；②80℃以上时，其温度相差10℃，含水量相差两倍多；③20℃以下时，其温度相差10℃，含水量相差不到一倍。

如被水蒸气饱和的湿氯气温度为90℃时，1kg氯气中含有571g水；当将其冷却到80℃时，则1kg氯气中还含有219g水；前者是后者约2.61倍。

如被水蒸气饱和的湿氯气温度为80℃时，1kg氯气中含有219g水；当将其冷却到70℃时，则1kg氯气中还含有112g水；前者是后者约1.96倍。

如被水蒸气饱和的湿氯气温度为20℃时，1kg氯气中含有5.9g水；当将其冷却到10℃时，则1kg氯气中还含有3.1g水；前者是后者约1.90倍。

可见，降低被水蒸气饱和的湿氯气温度可使氯气中含水量大幅度降低，但随着温度的降低幅度趋缓。

308.离子膜电解装置中氯气冷却的工艺流程有哪几种?

在生产规模较大的离子膜电解装置中为回收利用电解工序高温湿氯气中的热量，一般在进入氯气处理工序前，在电解工序设置盐水-氯气热交换器(设备材质为钛材，价格较昂贵)，加热精盐水(可使其温度提高约10℃)，同时降低氯气处理工序湿氯气的冷却负荷。

氯气处理工序湿氯气的冷却工艺流程一般有两种∶一是采用两级间接冷却，将湿氯气冷却至12～14℃；二是采用直接冷却和间接冷却相结合，将湿氯气冷却至12～14℃。

氯气两级间接冷却工艺通常适用于规模≤5万吨/年烧碱装置。氯气直接冷却加间接冷却工艺通常适用于规模>5万吨/年烧碱装置。

氯气直接冷却加间接冷却工艺工艺流程简述(参见图98)∶

来自电解工序的高温湿氯气(约80℃)由氯水洗涤塔底部进入，在塔内由下而上地与由塔顶进入的氯水充分接触，洗涤盐雾、交换热量，湿氯气被氯水洗涤冷却至约(40±5)℃后，从塔顶流出。氯水用氯水泵加压，并用氯水冷却器冷却循环使用，以确保循环使用的氯水进入氯水洗涤塔的温度在约30℃；多余的氯水由泵送至界外。

从氯水洗涤塔顶流出的湿氯气由钛列管冷却器的上部封头进入其管程，被走壳程的约8℃冷水冷却至12～14℃，然后由其下部封头流出至水雾捕集器，除去水雾后，进入干燥系统。其间冷凝下来的氯水经水封流出至氯水贮槽。

当生产规模较大，氯气压缩机采用大型离心式氯气压缩机，同时离子膜电解产生的

氯气压力不足够高时，为满足大型进口氯气压力为正压的要求，在氯水洗涤塔出口处设置氯气鼓风机，将湿氯气加压为正压操作后，再进入钛管冷却器冷却和干燥系统。如果离子膜电解产生的氯气压力足以克服整个氯处理系统的阻力降时，就不需要设置氯气鼓风机。

311.为什么湿氯气冷却后的温度一般控制在12～14℃?

怎样做到氯气处理冷却单元和干燥单元的合理搭配，达到既减少设备投资，又节省操作费用的目的，优选湿氯气冷却后的温度指标是非常重要的途径之一。

湿氯气中的含水量与其温度有关，温度越高，其含水量越大；温度越低，则含水量就越小。通过降低被水蒸气饱和的湿氯气温度可使氯气中含水量大幅度降低，但随着温度的下降，其降低幅度趋缓。

虽然，较低温度的湿氯气可使干燥单元负荷减小，达到同样含水指标时，硫酸消耗少；但为此需加大冷却单元设备投入，增加冷量的消耗；更为重要的是湿氯气在9.6℃时会生成Cl2·8H2O结晶，阻塞设备和管道，并造成氯气的损失；可见，湿氯气冷却后的温度不能过低。

离子膜烧碱工艺(整理过)

离子膜烧碱工艺一、工艺流程简介烧碱目前以离子膜工艺为主。按流程顺序分为一次盐水、二次盐水精制、电解、淡盐水脱氯、Cl 2处理、H 2 处理等工序。核心工序是二次盐水精制和电解部分。盐水一次精制的主要目的是控制悬浮物(SS)与各种杂质离子的含量在要求的范围内，为盐水二次精制作准备。盐水二次精制最主要部分是螯合树脂塔，，使粗盐水经过树脂塔后除去二价阳离子。部分工艺在二次精制中盐水进螯合树脂塔之前设置碳素管或其它类型过滤器，以进一步降低盐水中的悬浮物的含量。电解部分是烧碱制备流程的关键工序，符合电解要求指标的精制盐水流经电解槽时，在一定直流电作用下，离子经离子交换膜的发生迁移，最终在阴极液相形成烧碱，阳极液相产生淡盐水，阴极气相生成H 2，阳极气相生成Cl 2 。二、离子交换膜法电解制碱的主要生产流程工艺流程图精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室，通电后H 2O在阴极表面放电生成H 2 ，Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室，此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cl 2 。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑；而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液，但在电解开始时，为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质，阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。

三、具体工艺流程盐水精制单元工艺简述：饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。 ①一次盐水精制一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段，精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。 bc 精制原理 ①除镁镁离子常以氯化物的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入烧碱溶液生成不溶性的氢氧化镁沉淀。反应方程式：MgCl 2+2NaOH=Mg(OH) 2 ↓+2NaCl 离子反应方程式：Mg2++2OH-=Mg(OH) 2 ↓ 为使反应完全，控制氢氧化钠过量，本反应速度快几乎瞬间完成，是本工艺中的前反应。 ②除钙钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入碳酸钠溶液使生成不溶性的碳酸钙沉淀，反应方程式： CaCl 2+Na 2 C0 3 =CaC0 3 ↓+2NaCl CaS0 4+Na 2 C0 3 =CaC0 3 ↓+Na 2 S0 4 离子反应方程式： Ca2++CO 32-=CaC0 3 ↓ 为使反应完全，碳酸钠一般控制过量，本反应速度较慢，反应速度受温度影响较大，一般在50℃左右，在碳酸钠过量情况下需半小时方能

离子膜烧碱装置工艺培训课件

离子膜烧碱装臵工艺培训课件一、装臵简介巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装臵，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺的20000t/a离子膜装臵，一是2001年12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺的50000t/a离子膜装臵。二、烧碱制碱技术的发展历程烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。主要是膜和相应电解槽的发展决定离子膜制碱技术。膜和电解槽的发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步的，目前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，我国去年开始山东东岳集团才开始生产出用于强制循环的膜。电解槽从最开始的单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。三、装臵工序简介装臵分为20000t/a离子膜装臵精制、电解工序、氢处理工序，氯气送50000t/a离子膜装臵氯干燥处理；50000t/a离子膜装臵分为

精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气处理工序、氢处理工序。四、原材料产品简绍产品性质 30%离子膜烧碱 30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸收氯气和二氧化碳。离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。氯气（Cl2）氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为 1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害常温下水中的溶解度为5～7g/l，湿氯气对绝大部分金属具有强烈的腐蚀性。氯气与氢气混合后在温度和光的作用下可

离子膜烧碱工艺流程

离子膜烧碱工艺流程 https://www.360docs.net/doc/239091753.html,/thread-437527-1-1.html CAD 邢家悟主编《离子膜法制烧碱操作问答》(化学工业出版社，2009年7月) 第一章盐水精制甲元 1.盐水精制的目的氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。 2.盐水精制工艺简述直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。第二章电解单元 92.离子膜电解槽电解反应的基本原理离子膜电解槽电解反应的基本原理是将电能转换为化学能，将盐水电解，生成NaOH、Cl2、H2，如图20所示，在离子膜电解槽阳极室(图示左侧)，盐水在离子膜电

解槽中电离成Na+和Cl－，其中Na+在电荷作用下，通过具有选择性的阳离子膜迁移到阴极室(图示右侧)，留下的Cl－在阳极电解作用下生成氯气。阴极室内的H2O电离成为H+和OH－，其中OH－被具有选择性的阳离子挡在阴极室与从阳极室过来的Na+结合成为产物NaOH，H+在阴极电解作用下生成氢气。 93.离子膜电解槽的类型离子膜电解槽按照单元槽的结构形式不同，分为单极式离子膜电解槽(图21)和复极式离子膜电解槽(图22)。单极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上只有一种电极，即单元槽是阳极单元槽或阴极单元槽，不存在一个单元槽上既有阳极又有阴极的情况。复极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上，既有阳极又有阴极(每台离子膜电解槽的最端头的端单元槽除外)，是阴阳极一体的单元槽。 94.不同类型离子膜电解槽的供电方式离子膜电解槽的供电方式有两种∶并联和串联。在一台单极式离子膜电解槽内部(参见图23)，直流供电电路是并联的，因此总电流即为通过各个单元槽的电流之和，各单元槽的电压基本相等，所以单极式离子膜电解槽的特点是低电压大电流。

离子膜制碱工艺

新疆轻工职业技术学院毕业论文论文题目：离子膜制碱工艺系部：化学工程系班级：三高08化工班学生：俞晋龙指导老师：张明峰

目录前言 (3) 一离子交换膜法制碱的优势及前景 1.1离子交换膜法制碱的优势 (4) 1.2离子交换膜法制碱的前景 (5) 二离子交换膜法制碱的性能和种类 2.1离子交换膜法制碱的性能 (6) 2.2离子交换膜的类型 (7) 三离子交换膜法制碱的基本原理 3.1电解原理 (8) 3.2离子交换膜 (8) 四离子交换膜法制碱的工艺条件的选择及操作控制 4.1盐水质量 (9) 4.2阴极液中的氢氧化钠的浓度 (9) 4.3阳极液中氯化钠浓度 (9) 4.4盐水中加盐酸 (9) 4.5盐水与纯水-淡碱液的供应 (10) 4.6气体压强 (10) 4.7操作温度 (10) 五离子交换膜法制碱工艺流程及主要设备 5.1工艺流程 (11) 5.2离子交换膜电解槽 (12) 六小结 (13) 七参考文献 (14) 八致谢 (15)

摘要：简单介绍了离子交换膜法制碱工艺的优势及前景，通过对隔膜法、汞法、离子膜法的比较得到，离子膜法制烧碱较传统的隔膜法，水银法具有很大优势。另外彻底根治了石棉、水银对环境的污染。因此，离子膜法制烧碱是氯碱工业发展的方向。离子膜法制碱的基本原理是：电解原理。它的工艺条件主要取决与：盐水的质量、氢氧化纳的浓度、氯化钠浓度、盐水与纯水-淡碱液的供应等。工艺流程分为四部分：一次盐水精制、二次盐水精制、电解槽、烧碱蒸发装置。关键词：离子膜、电解、烧碱、电解槽前言氯碱工业产品主要有烧碱、氢气、氯气及下游产品，品种超过900多种，广泛应用于轻工、化工、纺织、农业、建材、电力、电子、国防、冶金等各个部门，是我国经济发展与人民生活不可缺少的重要基本化工原料。离子膜法生产氯碱优点是可节电1/3，成品浓度高，基建占地少，无污染，经济效益好，所产氯碱质量好，成本低，产品性能大大优于隔膜烧碱，能满足轻纺、化纤、造纸、冶金等行业对高质量碱的要求及发展。我国通过引进、消化、吸收和创新，加速了离子膜制碱技术的国产化，目前，技术已取得了突破性进展，具备了从设计施工、开车的全套技术能力，国产复极式离子膜电解槽性能已接近国外先进水平。世界烧碱消费结构中，化学工业所占比例最大，为39%，其次为造纸，占16%。我国烧碱消费以轻工、化工、纺织工业为主，三大行业每年的消费量约占75%。1998年我国烧碱消费量为500万吨，预计2010年将750万吨。目前，世界烧碱生产能力5420万吨，产量4340万吨。我国烧碱生产能力达到680万吨，产量530万吨，居世界第二位。离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。离子膜制碱法有许多优点，现在以被关泛应用，很有发展前景。一、离子交换膜法制碱的优势及前景 1.1 离子交换膜法制碱的优势离子膜法食盐溶液电解工艺之所以占上风,就其规模而言,大到日产近(3.0

锂离子电池工艺流程

锂离子电池工艺流程正极混料 ●原料的掺和：（1）粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。（2）钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。 ●干粉的分散、浸湿：（1）原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。当润湿角≤90度，固体浸湿。当润湿角＞90度，固体不浸湿。正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。（2）分散方法对分散的影响： A、静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原

有结构）； B、搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别材料的自身结构）。 1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。 2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。 3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。 4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。 5、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。

离子膜烧碱工艺整理过要点

离子膜烧碱工艺(整理过)要点

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离子膜烧碱工艺一、工艺流程简介烧碱目前以离子膜工艺为主。按流程顺序分为一次盐水、二次盐水精制、电解、淡盐水脱氯、Ｃl 2处理、H 2 处理等工序。核心工序是二次盐水精制和电解部分。盐水一次精制的主要目的是控制悬浮物（SS）与各种杂质离子的含量在要求的范围内，为盐水二次精制作准备。盐水二次精制最主要部分是螯合树脂塔，,使粗盐水经过树脂塔后除去二价阳离子。部分工艺在二次精制中盐水进螯合树脂塔之前设置碳素管或其它类型过滤器,以进一步降低盐水中的悬浮物的含量。电解部分是烧碱制备流程的关键工序，符合电解要求指标的精制盐水流经电解槽时，在一定直流电作用下,离子经离子交换膜的发生迁移，最终在阴极液相形成烧碱，阳极液相产生淡盐水,阴极气相生成H 2，阳极气相生成Cl 2 。二、离子交换膜法电解制碱的主要生产流程工艺流程图精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NａOH溶液)加入阴极室, 通电后Ｈ 2O在阴极表面放电生成H 2 ,Ｎa＋则穿过离子膜由阳极室进入阴极室，此时阴极室导入的阴极液中含有NａOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cｌ 2 。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。阴极室注入纯水而非ＮaCｌ溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑;而Nａ+则可透过离子膜到达阴极室生成ＮaＯH溶液，但在电解开始时，为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。

离子膜烧碱的工业分析

离子膜烧碱的工业分析-----中间产品及副产物分析离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱（即氢氧化钠）。其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H＋、Na+通过，而Cl－、OH－和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。淡盐水脱氯淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低，无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序，只能由烧碱液循环吸收，制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。氯氢处理（含废氯气处理） 1、氯气处理由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。冷却选用填料式洗涤塔，能够较好地除去湿氯气带出的盐雾，填料采用CPVC 花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。对于干燥部分，在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式，比较典型的有： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔； b、一段填料塔、二段泡沫塔； c、一段填料塔、二段泡罩塔。国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合，这是两种典型的塔。泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多；缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量，操作弹性仅为15%，塔板阻力降大，一般为100-200mmH2O，而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定性。填料塔操作弹性大，易操作，压降小，但投资大，有效塔板数少。泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔制碱，塔板数多，压降与泡沫塔相当，操作弹

离子膜烧碱装置工艺培训课件

离子膜烧碱装置工艺培训课件一、装置简介巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装置，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺的20000t/a离子膜装置，一是2001年12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺的50000t/a离子膜装置。二、烧碱制碱技术的发展历程烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。主要是膜和相应电解槽的发展决定离子膜制碱技术。膜和电解槽的发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步的，目前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，我国去年开始东岳集团才开始生产出用于强制循环的膜。电解槽从最开始的单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。三、装置工序简介装置分为20000t/a离子膜装置精制、电解工序、氢处理工序，氯气送50000t/a离子膜装置氯干燥处理；50000t/a离子膜装置分

为精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气处理工序、氢处理工序。四、原材料产品简绍产品性质 30%离子膜烧碱 30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸收氯气和二氧化碳。离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。氯气（Cl2）氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害常温下水中的溶解度为5～7g/l，湿氯气对绝大

离子膜烧碱生产工艺浅析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/239091753.html, 离子膜烧碱生产工艺浅析作者：许明来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第03期摘要：离子膜法生产烧碱是目前世界上最先进的制碱技术，国内许多氯碱企业虽然也发现了成套引进的生产工艺存在某些工艺设计不合理、原材料及能源浪费等问题，但由于氯碱生产属于高危生产行业，且离子膜烧碱生产系统自动化程度高、联锁点多、技术复杂，一旦出现失误极易造成严重的安全环保事故和巨大的经济损失等原因，一直没有研究开发出有效的解决办法，致使我国的离子膜烧碱生产工艺一直无大的改进或实质性进展。本文分析了离子膜烧碱生产工艺。关键词：离子膜；能耗；烧碱；生产工艺离子膜电解法又称膜电槽电解法，是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂（见离子交换剂）的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过，以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。这项技术已经用于氯碱的生产，海水和苦咸水的淡化，工业用水和超纯水的制备，酶、维生素与氨基酸等药品的精制，电镀废液的回收，放射性废水的处理等方面，其中应用最广泛、成效最显著的是氯碱工业。在氯碱工业中，利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液来制造氯气、氢气和高纯度的烧碱（氢氧化钠）或氢氧化钾。 1 离子膜烧碱生产工艺 1.1 配水在电解的工序中，需要脱离掉淡盐水中多余的硫酸根。被输送到一次盐水工序的淡盐水包含两个部分：第一部分便是流经自动控制的装置调节出的盐水；第二部分是存储在储槽中的上清液（已经沉淀处理）。从其它的工序中回收出来的水，调节所用的水和盐泥中排滤出的滤液，经过一定比例的调和就形成了化盐水。 1.2 化盐和盐水的精制把化盐水的温度调到适合，在盐池的底部经过逆流的方式接触到原盐，在逆流的水流中添加氢氧化钠溶液同液体中的镁离子发生化学反应，产生沉淀氢氧化镁而被分离出去，有机质也被逐步的分解为较小的分子。经过混合器加压后的粗盐水，会进入预处理器中。在盐水中的小分子和悬浮状的物质就会以沉淀的形式被除去。留在反应槽里面的清盐水经过膜分离之后，合格的还要进行第二次的盐水再精制。螯合树脂就是二次精制中必备的药品。过滤后的一次盐

离子膜法制碱生产技术

离子膜法制碱生产技术全书共分十四章及附录部分。书中全面系统地阐述了盐水二次精制；离子膜电解工艺、电解槽结构、操作条件、脱氧；离子膜碱蒸发、片（固）碱的制备等，同时，详细介绍了高纯盐酸、设备防腐、分析、仪表自控及整流供电过程。附录中介绍了相关设备的技术标准和生产企业。第一章绪论第一节离子膜电解制碱的发展过程第二节离子膜电解制碱的特点第三节离子膜电解制碱的现状第二章盐水二次精制第一节盐水二次精制的目的和指标第二节盐水二次精制的流程第三节螯合树脂处理盐水第四节二次盐水精制岗位操作及事故处理第三章离子膜电解原理和工艺流程第一节电解原理第二节工艺流程第四章离子膜电解解槽第一节离子膜电解槽的结构设计第二节离子膜电解的槽的分类及及性能第三节离子膜电解槽技术的发展趋势第五章离子膜电解工艺操作条件和岗位操作第一节离子膜电解工艺操作条件第二节离子膜电解岗位操作第六章离子交换膜第一节全氟离子结构、特性及其要求第二节各种膜简介第三节离子膜的经济寿命第四节离子膜在国内使用情况第五节膜损伤的原因和预防措施第七章除氯酸盐和淡盐水脱氯第一节脱氯原理和工艺数据第二节真空法脱氯第三节空气吹除法第四节化学法除残余氯、废气吸收和除法氯酸盐第八章离子膜电解碱液的蒸发第一节概论第二节离子膜法碱液蒸发流程及设备第三节工艺操作条件及蒸发的影响因素第四节正常操作及故障处理第九章离子膜固体烧碱第一节大锅熬制离子膜固体烧碱第二节片状离子膜固体烧碱第三节离子膜固碱的种类

第十章高纯盐酸第一节高纯盐酸原性质和要求第二节生产原理第三节生产工艺流程第四节主要设备及优缺点第十一章设备防腐第一节腐蚀论述第二节IM法制烧碱装置的防腐蚀第三节主要材料的腐蚀形态和防腐第四节设备与管道防腐第五节蒸发与固碱设备防腐第十二章分析第一节实验室用水规格第二节工业无离子水和电导率测定第三节高纯盐酸分析第四节一次盐水分析第五节二次盐水分析第六节离子膜法液体烧碱分析第七节氯气和氢气分析第十三章自动控制与仪表第一节概述第二节主要检测与控制系统第三节联锁系统第四节DCS在离子膜烧碱装置中的应用第五节仪表防腐及引进问题第十四章离子膜电解槽的供电第一节概述第二节整流变压器第三节整流装置第四节变压整流装置的保护、测量、控制与信号第五节近控屏、远控屏、冷却装置第六节停送电操作及巡视检查和事故预想第七节离子膜槽整流装置设计选型实践附录相关设备《离子膜法制碱生产技术》电子书下载地址

离子膜法制烧碱的生产工艺总结

离子膜法制烧碱的生产工艺总结本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺过程中的离子膜法碱液蒸发的特点以及影响碱液蒸发的因素。标签：离子膜法隔膜法蒸汽分离器离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一，但是在目前烧碱生产工艺中所见的比例并不是很大，所以我们必须仔细的认识一下子膜法制烧碱的工艺特点一、离子膜法碱液蒸发的特点 1.流程简单，简化设备，易于操作。由于离子膜碱液仅含有极微量的盐，所以，在其整个蒸发浓缩过程中，即使是生产99的固碱，也无须除盐。这就是极大的简化了流程设备，即隔膜碱蒸发必须有的除盐的设备及工艺工程都被取消（如旋液分离器、盐沉降槽、分离机、回收母液贮罐等），而且，由于在蒸发过程中没有盐的析出，也就很难发生管道阻塞，系统打水问题，使操作容易进行。 2.浓度高，蒸发水量少，蒸汽消耗低。离子膜法碱液的浓度高，一般在30～33，比隔膜法碱液的10～11要高很大，因而大量的减少了浓缩所用的蒸汽。若以32的碱液为例，如果产品的浓度为50，则每吨50的成品碱需蒸出水量为：1.15t，而隔膜法电解碱液若同样浓缩到50，则一般要蒸出6.5t的水量（隔膜碱液浓度按10.5计）。也就是说，浓缩到同样的50，离子膜碱液蒸发比隔膜碱液蒸发少蒸出约5. 4t水。由于蒸发水量的减少，蒸汽消耗就大幅度下降。以双效流程为例，一般仅耗汽0.73～0.78t/t（100碱），另外蒸汽的空间也相应的减少，使设备的投资也相应的降低。二、影响碱液蒸发的因素 1.生蒸汽压力。蒸汽是碱液蒸发中的主要热源，生蒸汽（或称一次蒸汽）的压力高低对蒸发能力有很大的影响。通常较高的一次蒸汽压力，使系统获得较大的温差，单位时间所传递的热量也相应的增加，因而也使装备具有较大的生产能力。当然，蒸汽压力也不能过高，因为过高的蒸汽压力容易使加热管内碱液温度上升过高，造成液体的沸腾，形成汽膜，降低了传热系数，反而使装备能力受到影响。同样，蒸汽压力偏低，经过加热器的碱液不能达到需要的温度，减少了单位时间内的蒸发量，使蒸发强度降低。因此，选择适宜的蒸汽压力是保证蒸发强度的重要因素。另外，保持蒸汽的饱和度也是至关重要的。因为，饱和蒸汽冷凝潜热是其可提供的最大热量；再则，保持蒸汽压力的稳定也是保持操作的主要因素之一，因为，加热蒸汽压力的波动，就会使蒸发过程很不稳定，从而直接影响了进出口物料的浓度、温度，甚至影响液面、真空度、产品质量等。 2.蒸发器的液位控制。在循环蒸发器的蒸发过程中，维持恒定的蒸发器液位

国内外离子膜法烧碱生产技术综述_续完_

【综　述】国内外离子膜法烧碱生产技术综述(续完) 张英民3,郎需霞,邵冰然,丁晓玲 (青岛海晶化工集团有限公司,山东青岛266042) [关键词]离子膜法烧碱;生产技术;离子膜;盐水精制;电解;氯气干燥;蒸发 [摘　要]对目前国内外离子膜法烧碱生产装置的相关工艺进行了系统的阐述。 [中图分类号]T Q114.2 [文献标志码]A [文章编号]1008-133X(2008)03-0001-08 A rev i ew on the worldw ide producti on technology of i on-exchange m em brane causti c soda(Part2) ZHAN G Ying-m in,LAN G X u-xia,SHAO B ing-ran,D IN G X iao-ling (Q ingdao Haijing Che m ical I ndustry Gr oup Co.,L td.,Q ingdao266042,China) Key words:i on-exchange me mbrane caustic s oda;p r oducti on technol ogy;i on-exchange me mbrane; brine refine ment;electr olysis;drying of chl orine gas;evaporati on Abstract:The p resent world wide p r oducti on p r ocesses related t o the p r oducti on facilities of i on-ex2 change me mbrane caustic s oda are elaborated syste matically. 2　二次盐水精制 2.1　工　艺二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附,该技术长期以来几乎没有变化,系统以2塔或3塔串联运行,1塔再生。2塔工艺要求一次盐水中的Ca2+、Mg2+含量低,因此越来越多的企业出于安全考虑,选择了3塔工艺,也有的企业根据盐水的质量情况及产能情况,采用更多塔的串联。生产装置有北化机、日本链水、日本旭化成、意大利迪诺拉等公司生产的装置。典型的3塔工艺见图8。 2.2　树脂种类国外的树脂有胺基磷酸型的DuoliteES-467 (法国)、太阳珠SC-401(日本)以及亚胺基二乙酸型的CR-11(日本三菱化学)、美国罗门哈斯I RC-718、Amberlite I RC-743、德国拜尔TP-208、英国漂莱特S-940等。目前国产螯合树脂的型号也较多,南开大学的D412,上海树脂厂的D751,上海华申树脂有限公司的D403,淄博东大化工股份有限公司的TP260和TP208,苏青集团江阴市有机化工厂的D401、D402等牌号的树脂基本达到国外同类产品的水平。螯合树脂型号较多,其主要成分螯合基团分为两种,即亚胺基二乙酸型和胺基磷酸型。这两种螯合树脂的主要物化性能指标见表1。表1　螯合树脂的主要物化性能指标种类 Ca2+ 吸附容量/ mol/L 水质量分数/ % 粒径/ mm 湿表观密度/ g/mL 适宜温度/ ℃ n(H+)/ n(Na+)/ % D-7510.5052～620.3～1.20.70～0.80≤80 CR-11≥0.5060.10.3～1.20.73≤80 D-4030.6046～560.3～1.20.70～0.80≤800.75 D-4120.3550～600.3～1.20.7445～500.70 ES-4670.3560～650.3～1.00.7345～500.75 S-9400.5060～650.6～1.00.72～0.78≤900.69 TP-260 2.30600.40～1.250.77-20～850.75 从对不同树脂的对比分析中不难发现,除TP-260型树脂的Ca2+吸附容量较高外,其他树脂的性能指标均比较接近。目前国内企业所用的树脂,不管是国产的还是进口的,只要工艺条件控制得较好,都能满足生产需要。 1 第44卷　第3期2008年3月氯碱工业 Chl or-A lkali I ndustry Vol.44,No.3 Mar.,2008 3[作者简介]张英民(1964—),男,高级工程师,现任青岛海晶化工集团有限公司副总经理兼总工程师。 [收稿日期]2007-09-10 [编者注]本文作者之一张英民为《氯碱工业》第4届编委会主任委员

离子膜烧碱生产原理

离子膜烧碱生产原理烧碱生产是以超纯盐水为原料，在离子交换膜电解槽中进行强烈的电化学反应而生成的。在阳极室中氯化钠按下列方式在溶液中进行电离: NaCl → Na+ + Cl- 主要阳极反应为阴离子Cl-在阳极上发生氧化生成氯气 2Cl-→ Cl 2 + 2e- 阳极室的Na+和水通过离子交换膜一起传输到阴极室. 阴极室的水在电流的作用下发生如下的电解反应: 2H 2O + 2e-→ H 2 + 2OH- 阴极室最开始的反应是阳离子H+得到电子被还原为H 2 ，同时产生OH-。 Na+和OH-结合生成NaOH: Na+ + OH-→ NaOH 整个电化学反应方程式如下: 2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 为了调节阴极室中NaOH的浓度在NaOH循环管中加入纯水淡盐水和Cl 2 一起排放出阳极室外。阴极室中产生的烧碱和H 2 一起排放出阴极室外。把循环碱液用纯水稀释后重新加到阴极室中。上述电化学反应如图1所示在电解进行过程中，由于阳极中的一部分Cl-透过了离子交换膜进入阴极室，阴极液就受到了少量盐的污染。一般来说，膜的电流效率越低，阴极液的盐污染程度就越高。电解时，由于OH-在电场作用下由阴极室向阳极室移动，我们称之为OH-反渗透。Na+传输量的减少取决于OH-的透过离子膜的多少。电解槽电流效率的减少和OH-的减少直接有关。当阴极室OH-浓度增加时，电流效率减少。因此所生产烧碱的浓度受到限制，一般为32-35wt%此外，还要取决所用膜的类型。新装膜原理上只允许Na+和少量的OH-和Cl-透过。实际上膜都有一定的使用寿命，随着膜工作时间的增加，阴离子透过膜的量也相应增加，槽的电流效率下降，阳极室由于下面的副反应PH值增加: 电化学副反应 ·H 2 O被氧化产生氧气

膜法脱硝工艺在离子膜烧碱生产中的应用

膜法脱硝工艺在离子膜烧碱生产中的应用彭祥燕张中华王兴华邹先军（中盐湖南株洲化工集团有限公司，湖南株洲412004） [关键词]烧碱膜法脱硝应用 [摘要]本文介绍了当前脱硝的两种方法，并对其进行了分析。着重介绍了膜法脱硝在年产18万吨离子膜烧碱生产中的应用情况。 Application of sulfate-removing by membrane method in the production of ionic membrane caustic soda Peng xiangyan,Zhang zhonghua,Wang xinhua,Zou xianjun (Hunan Zhuzhou Chemical Industry Group Co.,Ltd.-CNSIC, Zhuzhou 412004,China) Key words: caustic soda; sulfate removed by membrane method; application Abstract:This paper is introduction and analysis of two sulfate-removing method, have introduced the Application of sulfate-removing by membrane method in the production of 180000t/a ionic membrane caustic soda. 前言在烧碱生产过程中，盐水精制是主要工序之一，为保障电解工序乃至整个烧碱的正常生产，必须保证盐水质量达到规定的工艺指标。盐水中的SO42-过高会增加电解过程中的副反应，导致电流效率普遍下降，严重影响离子膜烧碱的正常生产，为此大多生产厂家规定其浓度不得超过5g/ L[1]。在离子膜电解生产烧碱的流程中，通过盐水的回用，原盐（或卤水）中所含的SO42-和加入亚硫酸钠等产生的SO42-

离子膜法制碱技术

目录摘要 (1) 关键词 (1) 前言 (1) 1.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序 (1) 2.离子膜制烧碱盐水精制介绍 (1) 3.离子膜制烧碱的特点 (1) 3.1投资省 (1) 3.2 能耗低 (2) 3.3 碱液质量好 (2) 3.4氯气及氢气纯度高 (2) 3.5无污染 (2) 4.离子膜制烧碱盐水精制的工艺原理 (2) 5.离子交换膜的性能简介 (3) 6 . 离子膜制碱盐水精制的工艺条件 (3) 6.1 NaOH的浓度 (3) 6.2 阳极液NaCl浓度 (4) 6.3 电流密度 (4) 6. 4 阳极液PH值 (4) 6.5电解液的温度 (5) 6. 6电解液流量 (5) 7. 离子膜制碱盐水精制的工艺流程 (5) 8、离子膜制碱盐水精制的工艺设计 (6) 8.1一次盐水 (6) 8.2二次盐水精制 (6) 8.3电解工艺 (6) 8.4淡盐水脱氯 (7) 8.5氯氢处理（含废氯气处理） (7) 8.6氯气液化 (8) 8.7氯化氢合成及盐酸 (8) 9. 离子膜制碱盐水精制的工艺计算 (9) 9.1一次盐水计算依据： (9) 9.2、输出 (12) 小结 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)

摘要：本文结合先进的离子膜法制碱技术向着复极槽、高电流密度、自然循环方向发展的趋势，介绍了盐水中各种有害物质的去除工艺，特别是膜技术在盐水精制中的良好使用效果，说明盐水精制技术正向着自动化控制、减轻环境污染、高质量盐水的方向发展，离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺中常用的制法之一。关键词：离子交换膜性能盐水精制工艺计算前言目前盐水电解生产烧碱的方法主要有隔膜法和离子膜法，离子膜法具有综合能耗低，碱液浓度高，氯氢纯度高，装置自动化控制程度高，环境污染轻等优势，是当今世界公认的先进制碱技术及发展方向。烧碱是最重要的基本化工原料之一，其最初的用途是从制造肥皂开始，逐渐用于轻工、纺织、化工等领域。随着制铝工业及石油化学工业的发展，其应用范围更加广泛，下游产品已达到900多种。另外，在烧碱生产过程中所联产的氯气、氢气也是重要的基本化工原料，在化肥、精细化工、轻工、纺织等行业也得到广泛应用。近年来随着我国经济的快速发展，对化肥、精细化工、轻工、纺织等有强劲的需求。氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及此衍生系列产品基本化学工业，其产品广泛用于国民经济各个部门，对国民经济和国防建设具有重要的作用。随着国民经济的快速发展，现有氯碱生产能力远未达到市场需求，具有较好的经济效率。 1.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序为盐水一次精制工序、电解工序、淡盐水脱氯、氯氢处理工序、氯化氢合成及盐酸. 2.离子膜制烧碱盐水精制介绍离子交换膜法电解食盐水的研究始于20世纪50年代，由于所选的材料耐腐蚀性能差，一直未能获得实用性的成果，直到1966年美国杜邦公司开发了化学稳定性好的全氟磺酸阳离子交换膜，离子交换膜电解食盐水才得到实质性进展。 3.离子膜制烧碱的特点 ﹙1﹚投资省目前国内离子膜法投资比水银法或隔膜法反而高，主要是目前离子膜法电解技术和主要设备均从国外引进，因此成本高，随着离子膜法装置国产率将提高，

烧碱生产工艺及流程

学习资料注意保存烧碱（学名氢氧化钠）是可溶性的强碱。纯碱（学名碳酸钠）实际上是个盐，由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性，再由于它和烧碱有某些相似的性质，所以它与烧碱并列，在工业上叫做“两碱”。烧碱和纯碱都易溶于水，呈强碱性，都能提供Na+离子。这些性质使它们被广泛地用于制肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。普通肥皂是高级脂肪酸的钠盐，一般是用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。如果直接用脂肪酸作原料，也可以用纯碱来代替烧碱制肥皂。印染、纺织工业上，也要用大量碱液去除棉纱、羊毛等上面的油脂。生产人造纤维也需要烧碱或纯碱。例如，制粘胶纤维首先要用18～20％烧碱溶液（或纯碱溶液）去浸渍纤维素，使它成为碱纤维素，然后将碱纤维素干燥、粉碎，再加最后用稀碱液把磺酸盐溶解，便得到粘胶液。再经过滤、抽真空（去气泡），就可用以抽丝了。精制石油也要用烧碱。为了除去石油馏分中的胶质，一般在石油馏分中加浓硫酸以使胶质成为酸渣而析出。经过酸洗后，石油里还含有酚、环烷酸等酸性杂质以及多余的硫酸，必须用烧碱溶液洗涤，再经水洗，才能得到精制的石油产品。在造纸工业中，首先要用化学方法处理，将含有纤维素的原料（如木材）与化学药剂蒸煮制成纸浆。所谓碱法制浆就是用烧碱或纯碱溶液作为蒸煮液来除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等，并中和其中的有机酸，这样就把纤维素分离出来。在冶金工业中，往往要把矿石中的有效成分转变成可溶性的钠盐，以便除去其中不溶性的杂质，因此，常需要加入纯碱（它又是助熔剂），有时也用烧碱。例如，在铝的冶炼过程中，所用的冰晶石的制备和铝土矿的处理，都要用到纯碱和烧碱。又如冶炼钨时，也是首先将精矿和纯碱焙烧成可溶的钨酸钠后，再经酸析、脱水、还原等过程而制得粉末状钨的。在化学工业中，制金属钠、电解水都要用烧碱。许多无机盐的生产，特别是制备一些钠盐（如硼砂、硅酸钠、磷酸钠、重铬酸钠、亚硫酸钠等等）都要用到烧碱或纯碱。合成染料、药物以及有机中间体等也要用到烧碱或纯碱。

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