离子膜烧碱工艺整理过要点
离子膜法烧碱蒸发浓缩生产工艺分析

离子膜法烧碱蒸发浓缩生产工艺分析作者:张悦来源:《科学与财富》2017年第19期摘要:在生产烧碱的方法中,离子膜法电解制碱属于一种较为先进的工艺制造方法,生产的烧碱应用于石油精炼、医药以及印染和纺织等方面较多,副加产生的氢气和氯气能够混合形成盐酸,可进一步加工成甲烷氯化物等。
本文对离子膜法烧碱蒸发浓缩的生产工艺做相应的探究分析,望给相关研究者起一定的参考价值。
关键词:离子膜法;烧碱;蒸发;浓缩在工业化生产烧碱中,离子膜法电解制碱因其先进性拥有耗能低、成本低和三废污染低以及操作简便等优势被广泛性应用。
离子膜法烧碱电解制法所生产出来的烧碱质量分数通常是32%,但是大多数用户的需求是高浓度离子膜法烧碱,因此将对烧碱(32%)放置蒸发的装置里做浓缩深加工。
离子膜法烧碱其蒸发同全部蒸发的过程是一致的,均是通过蒸汽加热让烧碱溶液里的水分得到充分汽化,使烧碱其浓度得到提升。
一、离子膜法烧碱的原理运用离子膜法进行烧碱,主要是把食盐水通过电解制成氢氧化钠,此制法的关键性部件为离子交换膜。
通过运用阳离子交换膜其独特的特点:选择透过性,能够只让阳离子(Na+、H+等)通过,对阴离子(Cl-、OH-等)与两级产物(Cl2、H2)起到阻止通过的作用,这样能够使阴极产物(H2)与阳极产物(Cl2)不会发生混合,使各自收集更为简便,且使NaOH同Cl2不会发生反应而生成NaClO,使烧碱纯度不受影响。
氯碱工业生产中,饱和食盐水是主要的原料,但是,其含有杂质,无法电解,所以需要对其做以提纯精制。
二、离子膜法烧碱生产过程将精制饱和食盐水置入阳极室,而纯水置入阴极室,纯水中溶有适量的NaOH溶液,通电之后,H2O于阴极表面产生放电后形成H2,此时,Na+会直接透过离子膜从阳极室进阴极室内,这时阴极室内中的阴极液则会产生NaOH,而Cl-会于阳极表面产生放电后形成Cl2。
经过电解的淡盐水,由阳极室导出,要想循环利用可提升食盐量,使浓度增加即可。
离子膜烧碱工艺要点

离子膜烧碱工艺要点1.工艺概述:离子膜烧碱工艺是通过离子交换膜将盐类水溶液中的离子分离出来,从而得到高纯度的烧碱。
该工艺具有高效、低能耗、无排放等特点。
2.原料准备:离子膜烧碱工艺的原料主要是氯化钠。
通常采用固体氯化钠与稀盐酸反应生成盐酸溶液,随后进入电解槽进行电解过程。
3.电解槽:电解槽是离子膜烧碱工艺的核心设备。
电解槽内部有阳极和阴极,通过电流的作用将盐酸溶液分解成氯气、氢气和碱液。
4.离子交换膜:离子交换膜是离子膜烧碱工艺中起分离离子的关键作用的装置。
离子交换膜具有特定的孔径和电荷特性,可以选择性地阻止阴离子或阳离子的传输,从而将氯离子分离出来。
5.电流密度控制:在离子膜烧碱工艺中,电流密度是一个重要的参数,它对烧碱的质量和产量有着重要影响。
适当的电流密度可以提高烧碱的产量和质量,但过高的电流密度会导致膜的不稳定和能耗的增加。
6.碱液分离:通过离子交换膜的作用,阳离子和阴离子被分离出来,形成高纯度的烧碱液。
烧碱液经过处理后可以得到可供市场使用的高纯度烧碱。
7.能耗控制:离子膜烧碱工艺相比传统的烧碱工艺具有较低的能耗。
通过合理控制电流密度、优化设备结构和提高膜的选择性,可以进一步降低能耗,提高工艺的经济性。
8.废水处理:在离子膜烧碱工艺中,产生的氯气和氢气需要进行处理,以避免对环境造成污染。
氯气可以通过水处理和氧化处理得到盐酸,而氢气则可以通过氧化和还原的过程得到水。
9.工艺优势:离子膜烧碱工艺相比传统的烧碱工艺具有诸多优势。
首先,它可以生产高纯度的烧碱,适用于一些对烧碱纯度要求较高的行业。
其次,该工艺具有高效、节能、环保的特点,可以降低生产成本和对环境的影响。
10.应用领域:离子膜烧碱工艺广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
在化工行业中,高纯度烧碱被用于生产合成纤维、染料、橡胶等产品。
在制药行业中,烧碱被用于中药提取和药品合成等。
在冶金行业中,烧碱被用于生产铜、锌等金属。
总之,离子膜烧碱工艺是一种高效、低能耗、环保的烧碱生产工艺,具有广泛的应用前景。
离子膜烧碱生产工艺

离子膜烧碱生产工艺
随着国民经济的发展,烧碱工业的发展十分迅速,目前我国的烧碱产量已占到了世界总产量的90%以上。
由于我国烧碱工业起步较晚,与国外相比还有一定差距。
因此,要在短时间内赶上国际水平,必须对我国烧碱工业进行改革,采取切实可行的措施,以提高烧碱生产效率和产品质量。
从国外引进的离子膜烧碱生产技术,就是这样一种先进的生产技术。
离子膜烧碱工艺是将 NaOH溶液在电解槽中电解成 NaCl、NaOH、 HCl和H2O四种不同成分的盐,再用 NaOH溶液与 HCl、H2O 溶液反应生成 NaCl和H2,经离心分离得到母液。
母液进入离子膜电解槽中进行电解,形成电势为3.5~4.0伏的直流电(或叫阴阳离子膜)。
母液在电解槽内发生一系列反应后变成 NaCl、 NaOH和H2,同时被离心分离出来。
目前我国的电解槽已采用离子膜电解槽,这种方法生产出来的烧碱产品质量好,消耗低,且具有较高的回收率。
—— 1 —1 —。
离子膜法烧碱生产安全技术规定

离子膜法烧碱生产安全技术规定1. 引言烧碱(氢氧化钠)是工业生产中的一种重要化学原料,离子膜法是一种常见的烧碱生产工艺。
然而,由于烧碱本身性质危险,离子膜法烧碱生产需要高度关注安全问题。
本文旨在制定离子膜法烧碱生产的安全技术规定,从而提高工人的安全意识和安全防范能力。
2. 现有安全技术规程在制定离子膜法烧碱生产的安全技术规定之前,我们需要了解已有的安全技术规程。
国内外相关制度、标准和规程对离子膜法烧碱生产安全都进行了详细阐述。
其中,我国制定了《钠生产安全规程》(GB12137-2013)和《氢氧化钠生产工艺规程》(GB16124-2012),这两个规程均规定了钠生产、氢氧化钠生产的生产工艺、设备和防火、爆炸等安全问题的技术措施和要求。
3. 离子膜法烧碱生产安全技术规定根据已有安全技术规程,我们制定了离子膜法烧碱生产的安全技术规定。
主要内容如下:3.1 生产工艺安全3.1.1 设施安全离子膜法烧碱生产设施和管道应符合国家标准,并应设有防火、防爆、检测、通风等安全设施。
设施和管道应使用耐腐蚀的材料,并应定期检查和维护。
3.1.2 操作安全离子膜法烧碱生产操作人员必须熟悉生产工艺和生产设备的操作原理,并应具备相关证书。
操作人员应严格按照操作规程操作,不得越权操作或进行超负荷运作。
操作人员应定期进行安全培训,并应定期进行身体检查。
3.2 安全管理3.2.1 工艺控制离子膜法烧碱生产过程中,应进行严格的工艺控制,如控制温度、电压、电导率等参数。
一旦发现工艺参数异常,应及时停止生产,并进行检修。
3.2.2 安全培训离子膜法烧碱生产企业应定期进行安全培训,特别是新员工入职应进行系统的安全教育。
应将完善的安全教育、安全规章制度纳入企业考核体系中。
3.2.3 安全检查企业应定期对离子膜法烧碱生产设备、管道进行安全检查,通过安全生产标准化评审等手段对企业安全生产进行全面综合评估。
4. 结论离子膜法烧碱生产安全是企业安全生产的重要组成部分。
简要介绍离子膜电渗析法制烧碱电解原理及基本工艺流程

离子膜烧碱工艺流程
离子膜电解法制作烧碱一般是以饱和食盐水为原料的,具体的制作工艺流程如下:
1、盐水精制
粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2t、Fe3+等杂质,远不能达到电解要求,需要经过提纯精制: 一次盐水一般是采用膜过流技术制取精制盐水,然后将精制盐水通过整合树脂塔处理,使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平,得到二次精制的盐水。
2、离子膜电解
精制过的盐水即可进行电解制碱,离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,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,0在阴极表面放电生成H,,Nat穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;C-则在阳极表面放电生成C。
电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。
离子膜法制烧碱的生产工艺总结【共6页】

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【内容摘要】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,1、离子膜法碱液蒸发的特点,1、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,1、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,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),2影响碱液蒸发的因素,2、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。
摘要: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2 影响碱液蒸发的因素。
关键词: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1、离子膜法碱液蒸发的特点1、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。
1、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: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)。
离子膜烧碱蒸发工艺综述

离子膜烧碱蒸发工艺综述摘要:介绍了离子膜烧碱蒸发的特点,主要因素,及引进SET蒸发工艺技术。
关键词:烧碱离子膜法制碱蒸发SET传统的隔膜法电解槽制得的烧碱NaOH含量只有10%~12%(wt),难以满足工业上的需求。
随着离子膜电解槽技术的发展,国内氯碱厂家陆续引进该技术,开始采用离子膜电解槽制碱法,制得的NaOH浓度已能达到30%~35%(wt),含盐量极少,可以满足纺织等工业的需要,直接作为成品碱出售。
若进一步浓缩到50%(wt),蒸汽消耗约为0.6~0.8t/NaOH,只有隔膜法的25%~30%。
山西潞安树脂公司在离子膜电解法的基础上,引进意大利SET公司的烧碱蒸发及浓缩工艺技术及配套设备,年产20万吨50%的液碱,从而提高市场抗风险的能力。
一、离子膜液碱蒸发的特点1.流程简单由于离子膜碱液仅含极微量的盐,所有在整个蒸发浓缩过程中,无须除盐,这就极大的简化了流程设备,降低了操作人员的劳动强度。
2.浓度高,蒸汽消耗少离子膜碱液的浓度高,一般在30%~33%,比隔膜法碱液的10%~11%要高很多,因而大量地减少了浓缩用的蒸汽。
若以32%碱液为例,如产品的浓度为50%,则每吨50%成品碱需蒸出水量为:而隔膜法电解碱液若同样浓缩至50%,则一般需要蒸出约6.5t的水量。
由于蒸发水量大大减少,蒸汽消耗大幅下降。
二、影响蒸发的主要因素1.生蒸汽压力蒸汽是碱液蒸发的主要热源,其压力高低直接影响到蒸发操作的能力。
在其他工况条件不变的情况下,往往较高的生蒸汽压力会使系统获得较大的温差,单位时间内所传递的热量也相应增加,装置有较大的生产能力。
正常生产中,需保持适宜的蒸汽压力。
压力过高容易使加热管内碱液温度上升过高,造成汽膜,降低传热系数。
压力过低,碱液不能达到所需温度,蒸发强度降低。
保证蒸汽压力的稳定供应,可以保证进出口物料的浓度,温度,保证产品质量。
2.真空度真空度是蒸发过程中提高蒸发能力的重要途径,也是降低汽耗的重要途径。
离子膜烧碱工艺

离子膜烧碱工艺离子膜烧碱工艺是一种利用离子膜技术制造烧碱的工艺。
离子膜是一种特殊的薄膜,具有选择性透盐离子的特性。
离子膜烧碱工艺利用离子膜将氯化钠溶液分离为含高氢氟酸和低氢氟酸的两个溶液,再通过电解将低氢氟酸溶液转化为碱液。
离子膜烧碱工艺具有高效、环保、节能等优点,被广泛应用于烧碱的生产。
第一步:氯化钠净化氯化钠通常含有杂质,需要进行净化。
通过晶体化、溶液净化等方法,可以将氯化钠中的杂质去除,得到纯净的氯化钠溶液。
第二步:氯化钠溶液分离将纯净的氯化钠溶液输入到离子膜电解槽中,离子膜可以选择性地透过钠离子,使高氯化氢酸和低氯化氢酸溶液分离。
高氯化氢酸溶液中含有大量的氯离子,低氯化氢酸溶液中含有较少的氯离子。
第三步:氯化氢转化为氢氟酸将低氯化氢酸溶液输送到反应槽中,加入适量的氟化物,通过反应将氯化氢转化为氢氟酸。
氢氟酸是一种强酸,具有溶解力强、反应性强的特点。
第四步:氢氟酸溶液电解将氢氟酸溶液输入到离子膜电解槽中,通过电解将氢氟酸转化为氢氧化钠。
电解的过程中,氢氟酸溶液中的氢离子和水分解产生氧气和氢氧化钠。
第五步:氢氧化钠脱水将电解产生的氢氧化钠溶液送入脱水槽中,通过蒸发脱水的方法,将溶液中的水分脱除,得到浓缩的氢氧化钠溶液。
第六步:氢氧化钠结晶将浓缩的氢氧化钠溶液输入到结晶槽中,通过自然结晶或加热结晶的方法,将氢氧化钠溶液中的钠离子结晶出来,得到固态的氢氧化钠产品。
1.高效:离子膜烧碱工艺采用电解技术,能够高效地将氯化钠转化为烧碱产品。
相比传统的氯碱法,电解法具有更高的产能和更低的能耗。
2.环保:离子膜烧碱工艺不需要添加任何化学试剂,只需要电能作为能源,无污染物产生,不会对环境造成污染。
3.节能:离子膜烧碱工艺采用膜分离技术,能够直接将氯化钠溶液分离为高氯化氢酸和低氯化氢酸,省去了传统烧碱工艺中钠盐的结晶和烘干等环节,能够节约大量能源。
4.产品纯度高:离子膜烧碱工艺通过离子膜的选择性透盐离子作用,可以将氯化钠溶液中的杂质分离出去,生产的烧碱产品纯度高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
离子膜烧碱工艺(整理过)要点————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: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、Cl2处理、H2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H2,阳极气相生成Cl2。
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H2O在阴极表面放电生成H2,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Cl2。
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:MgCl2+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:CaCl2+Na2C03=CaC03↓+2NaClCaS04+Na2C03=CaC03↓+Na2S04离子反应方程式:Ca2++CO32-=CaC03↓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反应完全。
②二次盐水精制离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于20wtppb,普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到10wtp pb左右。
若使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平,必须用螯合树脂处理。
二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔,分二塔式和三塔式流程。
塔的运行与再生处理及其周期性切换程序控制,可由程序控制器PLC实现,PLC与集散控制系统DCS可以实现数据通讯;也可以直接由DCS实现控制。
伍迪公司采用的就是二塔式,其他公司采用三塔式流程。
建议采用三塔式流程。
2、电解单元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。
电解流程:由二次盐水精制工序送来的精制盐水,通过盐水高位槽,进入电解槽的阳极液进料总管。
其流量由每个电解槽的自调阀来控制,以保证阳极液的浓度达到规定值。
进槽值由送入每台电解槽的直流电流进行串级控制。
浓度31%的高纯盐酸用来中和从阴极室通过离子膜渗透到阳极室的OH-离子,盐酸经过自动调节与阳极液一起送入阳极室。
精制盐水在阳极室中进行电解,产生氯气,同时NaCL浓度降低。
电解槽进、出口之间的NaCL分解率为约50%。
每个阳极室都有两个挠性软管,一个连接进料总管,另一个连接出料总管。
电解后产生的氯气和淡盐水混合物通过软管汇集排入阳极液总管,并在总管中进行气体和液体分离。
氯气在氯气总管中进行汇集后送入淡盐水储槽顶部。
在此,氯气中的水分被分离并滴落,然后氯气被送往界外。
氯气压力由自调阀控制。
淡盐水送入淡盐水储槽底部,然后用淡盐水循环泵一部分经液位自调控制送往脱氯工序;另一部分送往电解槽,进槽淡盐水流量由自动控制。
阴极液在阴极室电解产生氢气和烧碱,碱液进入阴极液循环槽,通过阴极液循环泵一部分经阴极液冷却器进入碱高位槽后,进入电槽,这部分电解液进槽前加纯水稀释,纯水量自调由直流电和碱串级控制;另一部分电解液经液位自调控制送入碱冷却器冷却至约45℃后送往碱储槽,然后送往罐区。
氢气在阴极液出口总管中分离,并在氢气主管线中进行汇集后,送到碱液循环槽顶部。
氢气中的水分被分离并滴落,然后氢气送往界外。
氢气压力由自调阀控制,与氯气压力串级控制,使氢气和氯气之间压差保持在设定范围内(5KPa)。
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。
3、淡盐水脱氯单元电解槽出来的淡盐水和氯氢处理来的氯水混合后,用31%的高纯盐酸将PH值调节到约1.5,送入脱氯塔的顶部。
脱氯塔的压力为-70~75Kpa,由真空泵进行控制。
脱氯塔出口处游离氯降低到50mg/L,脱出的氯气汇入氯气总管,也可送入废气吸收塔。
脱氯后的淡盐水先用NaOH把PH调到9~11,再将亚硫酸钠储槽中配制的浓度为10wt%的亚硫酸钠溶液用亚硫酸钠泵加入到淡盐水管道中,以彻底除去残余的游离氯。
游离氯含量为0的脱氯盐水送回一次盐水工序化盐。
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。
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600mmHO,气量是淡2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。
3、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。