离子膜烧碱装置工艺培训课件样本
氯碱工艺培训ppt
CH2-COONa
第七页，共23页。
盐水精制工艺控制指标
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
盐水中杂质名称 Ca+Mg ≤
Sr ≤
Ba ≤
Fe ≤
Al ≤
I
≤
SiO2 ≤ SO42- ≤ Mn ≤
Ni ≤
SS ≤
TOC ≤
HD
一次盐水 100 0.5 0.5 0.2 0.1 0.2 5 7 ／ ／ 1 10
20~40
第八页，共23页。
二次盐水
单位
0.02
ppm
0.05(杜邦0.4)
ppm
0.5
ppm
0.2
ppm
0.1
ppm
0.2
ppm
5
ppm
7
g/l
0.01
ppm
0.01
ppm
1
ppm
10
ppm
/
ppm
二次精盐水
真空泵
亚钠
去脱硝
脱
氯
氢氧
塔
化钠
高纯酸
槽
纯水
+_
电解槽
氢气洗涤塔
氢泵
阳极循环槽
阳极有效面积：
最大运行电流：
电 流 密 度：
阴
极：
3.276m2
17KA
5.2 ka/m2
镍底盘+镍网(活性涂层)
第十页，共23页。
阳极侧：
具有很高的离子传导能 力，决定电压的高低
磺酸层
R-SO3H
○○○○○○○○○○○○○○○
羧酸层
R-COOH
阴极侧：
具有很高的正离子选 择渗透能力，决定电 流效率的高低
新改离子膜烧碱知识课件
• 1.用气负荷 • ⑴ 仪表空气用气负荷 • 正常用气量：515m3/h；压力：0.65MPa ；用气状况：连续 • ⑵ 空气用气负荷 • 最大用气量1100 m3/h；压力：0.65MPa；用气状况：连续 • ⑶ 氮气用气负荷 • 正常用气量300m3/h，最大用气量1100 m3/h；压力：0.65MPa；用气
• 3.为防止突然停车氯气外溢和离子膜电解槽损坏，在烧碱变电所 设计一台应急柴油发电机组800KW。该装置在系统停电后15秒 钟后启动。
• 4.需要应急电源的设备有：阳极液循环泵（淡盐水循环泵）、阴极液循 环泵（碱循环泵）、吸收塔循环泵、尾气风机
• 5.各重要岗位配应急照明设施。
• （九）污水处理
• 二、公用工程
• （一）蒸汽系统 • 1、本装置蒸汽设计流量为25t/h，正常使用量为17.5吨/小时。根据工
艺条件，过热蒸汽需进行减温减压，蒸汽减温后的参数为： P=0.4MPa(G)；T=152℃。 • 2、蒸汽的主要用途： • 用于卤水预热、化盐水预热、过滤盐水预热、电解阴阳极液预热及氯 酸盐分解等。
防水泵，与消防水管网并列运行形成整个园区公用消防水系统，提供 0.8-1.4Mpa压力的消防水，消防泵设置连锁装置，保证消防水系统水压 水量，满足园区应急需求。
• 离子膜烧碱装置内设有11具消防水炮，39个室外消火栓，206个灭火器 材箱，35个戊型单栓室内消火栓。
• （七）配电系统 • 1.35KV变电站装设3台主变，每台容量40MVA。一期装设2台。一期供
离子膜烧碱知识
一 离子膜生产规模
一、正常年操作：8000小时。
二、生产规模确定：
电解法生产烧碱培训课程【优质文档】
三、槽电压及电压效率
槽电压：电解时电解槽的实际分解电压。
E槽 = E理 + E超 + ∑E降+ E液
理论分解 电压E理
超电压E超
电解液的 电压降E液
接点、导线 等的电压降 之和∑E降
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第三节 隔膜法电解
本法是以石墨为阳极（或金属阳极），铁为 阴极，采用石棉隔膜的电解方法。隔膜由一种多 孔渗透性材料做成，能将阳极产物与阴极产物分 离隔开，可使电解液通过，并以一定的速度流向 阴极。
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第二节 电解法制烧碱的基本原理 一、电解过程的基本定律 1.法拉第第一定律
电解过程中，电极上所析出的物质的量与通 过电解质的电量成正比，即与电流强度及通电时 间成正比。
G = KQ = KIt
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2.法拉第第二定律 当直流电通过电解质溶液时，电极上每析出
（或溶解）一电化学当量的任何物质，所需要的 电量是恒定的，在数值上约等于96500库仑，称 为1法拉第（用F表示）
36
37
（2）离子膜法的二次盐水精制 离子膜电解法对盐水质量要求更高，进入电解槽
的盐水必须在隔膜电解法盐水精制的基础上增加 盐水的二次精制工序。
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二、电解产品的后加工
1.电解碱液蒸发 电解碱液蒸发的主要目的： 一是提高碱液的浓度，使其达到成品碱液浓度的 要求； 二是把电解液中未分解的氯化钠和烧碱分离开。
即1F = 96500C = 96500A·s = 26.8A·h
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二、电流效率
电流效率是电解时电极上析出物质的实际产 量与理论产量的比值，用η表示。
电流效率是电解生产中很重要的技术经济指 标。电流效率越高，电流损失越小，同样的电量 获得的电解产物越多。现代氯碱厂，电流效率一 般为95%~97%。
离子膜烧碱装置工艺培训课件样本
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0t/a离子膜装置，一是12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺50000t/a离子膜装置。
二、烧碱制碱技术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。
重要是膜和相应电解槽发展决定离子膜制碱技术。
膜和电解槽发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步，当前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，国内去年开始山东东岳集团才开始生产出用于强制循环膜。
电解槽从最开始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0t/a离子膜装置精制、电解工序、氢解决工序，氯气送50000t/a离子膜装置氯干燥解决；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、氯气解决工序、氢解决工序。
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，可吸取氯气和二氧化碳。
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有毒气体。
密度为3.21，是空气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。
液氯密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。
离子膜制碱培训讲
1.中和用的盐酸质量 HCL≤31%（高纯）(1) Fe2+＜10 mg/L (2) Fe2+＜0.5mg/L Ca2++Mg2+＜0.5mg/L Ca2++Mg2+＜0.5mg/L CLO-＜5mg/L CLO-＜5mg/L 2.工艺流程 在过滤器出口的盐水管路上，加入 31% 盐酸，经过静态混 合器，使盐酸和盐水混合均匀后，送PH自动分析仪根据测得的 PH 值去自动调节盐酸的加入量，达到控制的目的。也有的厂家。 如过滤后不含 Ca2+、Mg2+ 微粒，故无中和工序，在 PH＞10 的情况下， 二次精制后的盐水，也能符合电解要求。中和流程 见图 2-1。
九、盐水精制操作要点
◆精制反应时间
◆控制一定的温度
◆精制剂的加入量 九思膜盐水精制技术及应用
十、 一次Байду номын сангаас水精制工艺流程
来自电解工序的淡盐水、树脂塔再生水、盐泥压滤系统的 滤液、系统回收水，以及补充的工业水进入配水桶混合后，由 化盐泵经汽水混合器加热升温后，送入地下化盐池化盐。饱和 粗盐水经折流槽自流进入反应池，在折流槽加入精制剂次氯酸 钠、氯化钡、碳酸钠和氢氧化钠，加药后粗盐水在反应池中， 次氯酸钠将有机物氧化分解，氯化钡与硫酸根离子反应生成硫 酸钡沉淀，碳酸钠与粗盐水中的钙离子反应生成碳酸钙结晶沉 淀，氢氧化钠与粗盐水中的镁离子反应生成氢氧化镁胶体沉淀。 完成精制反应后的粗盐水自流进入中间池，用九思膜过滤供料 泵经粗盐水过滤器滤截留大于1.0mm 机械杂质送往九思膜过滤 单元。 过滤器过滤出的一次盐水在中和折流槽中，加入亚硫酸钠， 除去游离氯后自流进入一次盐水储槽，再经一次盐水泵送离子 膜二次精制。过滤器浓缩液出口流出的浓缩盐水按
离子膜烧碱生产工艺操作完教学课件完整版电子教案
管径与壁厚的选择
2.管子壁厚
管子的计算厚度是满足管子承受介质压力的强度要求所 必需的，在确定管壁厚度时，还要考虑介质腐蚀和管子制 造偏差可能造成的管壁厚度的减少，故需在计算厚度的基 础上加上厚度附加量，并据此按钢管规格标准选取管子的 厚度。
图1-6 化工管道的壁厚示意图
管件与阀门
1.常用管件
（1）弯头
波形补偿器是利用金属薄壳挠性件的弹性变形来吸收其 两端连接直管的伸缩变形。
结构形式：波形、鼓形、盘形等. 特点：结构紧凑，流体阻力小。但补偿能力不大，且结构 较复杂，成本较高。
管路的连接
(6)管路安装和布置的一般原则 ① 管路应对车间所有管路全盘规划，各安其位。 ② 管路应成列平行铺设，尽量走直线，少拐弯，少交 叉，力求整齐美观。 ③ 房内的管路应尽量沿墙或柱子铺设，以便设置支 架； 各管路之间与建筑物间的距离应能符合检修要求；管路通过 人行道时，最低点离地面应在以上。 ④ 为了节约基建费用，便于安装和检修及操作安全， 管路铺设应尽可能采用明线（除下水道、上水总管和煤气总 管外）。
（5）止回阀
根据阀盘前后介质的压力差而自动启闭的阀 门，如将它装在管路中，流体只能向一个方向流 动，从而阻止介质的逆流。
图1-16 止回阀
止回阀（单向阀、止逆阀）
管件与阀门
（6）节流阀 结构与截止阀相似，仅启闭件形状不同。 截止阀的启闭件为盘状，而节流阀启闭件为 锥状或抛物线状。
管件与阀门
（7）隔膜阀 在阀杆下面固定一个特别橡胶膜片构成隔膜， 并通过隔膜来进行启闭工作。
管路的连接
（2）法兰连接 法兰连接是管路中应用最多的可拆连接方式。 特点：法兰连接强度高、拆卸方便、适应范围广。 法兰盘与管子的连接方式：整体式法兰、活套法兰和 介于两者之间的平焊法兰等。 法兰密封面的形式：星平面、凹凸面、榫槽面、锥面 等形式。 密封垫的材质：金属、非金属及各种组合垫片。
离子膜电解法生产烧碱PPT课件
• 电解工序：将二次岗位送来的浓度为300g/L左右的盐水
和纯水岗位送来的纯水分别送入电解槽阳、阴极室，阳极 侧生成氯气，盐水浓度下降成为淡盐水，阴极侧生成烧碱 和氢气。盐水被电解生成32%的成品烧碱溶液，98%（体 积）的氯气和99%（体积）的氢气，阴极生成的成品碱送 至贮罐销售，氯气和氢气被送至氯氢处理工序进一步处理。
离子膜电解法生产烧碱PPT
离子膜氯碱生产工艺
现状: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，烧碱广泛用于造 纸、纺织、印染、搪瓷、医药、染料、农药、 制革、石油精炼、动植物油脂加工、橡胶、轻 工等工业部门，也用于氧化铝的提取和金属制 品的加工。
特点：具有能耗低、三废污染少、成本低及
氯氢处理工序：
• 氯气处理：离子膜电解来的氯气温度很高，约在80-
90℃左右，含有盐雾及大量水份，湿氯气具有很强的腐蚀 作用，对一般金属材料的输送管道及设备腐蚀严重，不便 于输送和利用，所以把湿氯气洗涤、冷却、干燥，变成干 燥氯气。
高温湿氯气，首先进入氯水洗涤塔进行洗涤，然后经 氯水冷却器用循环水冷却，再进入钛管冷却器用冷冻水间 接冷却至满足工艺要求，出来后进入水雾捕集器分离冷凝 水，分离的冷凝水同冷凝下来的氯水一起进入氯水洗涤塔 循环使用，氯气则进入干燥塔干燥后加压输送。
一次盐水制备流程
来自高位槽 30%NaOH
Na2SO3
原盐
配水桶
化盐桶 前反应器
HCl
Na2SO3
离子膜电解制碱完整版PPT资料
的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内
又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。
※网络结构可靠性、开放性及先进性。在系统操作层，采用冗余的
100Mbps以太网；在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的
可靠性；在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和
在离子膜电解装置中分析仪一般采 用的形式是：
• 离子膜电解装置中主要有在线PH计、ORP
计、密度计。PH计主要用于测量盐水的酸 碱度，电极使用玻璃电极；ORP计主要用 于测量盐水中游离氯的含量，电极使用玻 璃电极；密度计主要用于测量盐水或碱液 的密度，通常是使用振动式密度计，也可 以使用质量流量计或激光折光密度计。
100℃，所以一般采用热电阻温度计，连 接方式有两种：
– 没有腐蚀的介质采用螺纹连接； – 腐蚀性介质，如盐水、碱液等采用法兰连接，
热电阻与保护连接采用螺纹连接的方式。
在离子膜电解装置中流量仪表一般 采用的形式:
• 一般现场流量使用玻璃转子或金属管转子
流量计。氮气、纯水用电远传转子流量计， 氯气、氢气、蒸汽用孔板差压变送器，盐 水、盐酸、碱液用抗干扰很强、法兰连接 的双频励磁电磁流量计。
自动控制、仪表
• 离子膜电解装置自动控制仪表特点: • 离子膜电解工艺装置要求严格，为使离子
膜电解装置能安全、可靠地运行，对仪表 的测量精度、稳定性及可靠性，都有很高 的要求。同时由于有氢气和氯气产生，现 场仪表的防爆与防腐应符合相应的规范要 求。
在离子膜电解装置中温度仪表一般 采用的形式:
• 由于整个电解工艺温度最高也不超过
※可扩展性和可裁剪性。保证经济性。
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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 0t/a 离子膜装置, 一是 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, 当前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产, 中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、装置工序简介
装置分为 0t/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形成爆炸性气体, 其爆炸范围为氯含氢4～96%。
干氯气和金属钛会发生剧烈燃烧反应, 甚至发生爆炸, 生成TiCl4, 湿Cl2中由于大量的水分存在, 钛管表面生成一层TiO2保护膜, 保护钛设备不受腐蚀, 因此防止湿Cl2变干Cl2而发生反应。
工艺控制经钛冷却器被冷冻水冷却时的Cl2温度不得小于12℃。
氯气是一种有毒气体, 空气中含氯量超过90mg/l时, 会引起咳嗽, 短时间内即可中毒。
氯气化学性质活泼, 可与多种元素化合, 也能与许多化合物起反应, 因此在自然界中游离状态存在者极少。
氢气
氢气是无色无味易爆气体, 相对比重为0.069( 空气为1) , 密度为0.089g/l, 比空气轻14.5倍, 在空气中燃烧生成水, 其燃烧热为1.08×104kJ/m3, 热容为Cp=14.24J/g℃( 0～200℃) , 电化当量为0.0373。
氢气难溶于水, 在常温常压下, 每升水可溶入0.02升氢气, 在气体中氢气的扩散速度和导热性最高, 其导热系数为0.649kJ/m·hr·K( 约比空气大7倍) 。
氢气与空气混合可形成爆炸性气体, 其爆炸极限为4～74.2%( 体积百分比) 。
氢气也是一种还原剂, 能与很多氧化物反应生成水。
原材料简介
盐水外观为无色透明水溶液, 可被水无限稀释, 常温常压下的Cl2溶解度为1～2 g/L, 比重为 1.17, 比热为 3.26J/g, 沸点为
107℃, 为电的良导体, 对金属易产生电化学腐蚀。
原材料规格性能
五、工艺原理
盐水精制过滤原理
从一次盐水精制送来的盐水含有一定量的固体悬浮物。
这部分固体悬浮物会增加进入离子交换塔盐水钙镁等杂质含量, 同时使离子交换塔中的离子交换树脂结块, 因此必须将其除去。
离子膜法制碱盐水精制过程中使用的碳素管过滤器( F-1140) , 属表面过滤, 悬浮液置于过滤介质的一侧, 在过滤开始前先用α-纤维素进行预涂, 在过滤器滤芯外形成一层滤饼, 防止悬浮物进入滤芯内部孔
道。
过滤原件为过滤器F-1140的碳素管, 过滤介质为α-纤维素为助滤剂的滤饼, 盐水经过滤饼, 固体杂质被截留于滤饼的表面层, 使滤饼不断增厚, 而穿过滤饼的液体则变为清净的滤液。
实际操作过程中, 应根据操作结果对主体给料和预涂层进行调整和确认。
盐水过滤过程中, 由于滤饼( 预涂层) 是依靠滤芯两侧的压差附在滤芯上的, 而压差又是因为有盐水经过而产生, 因此, 为防止滤饼从滤芯上脱落, 在过滤运行及切换过程中, 必须保持的过滤盐水流量保持稳定, 防止盐水中的悬浮物S.S因滤饼剥落而穿透滤芯进入滤后盐水系统。
另外, 盐水过滤过程中, 由于对过滤器进行主体给料, 滤饼不断加厚, 当过滤压差增至0.2MPa时, 为保证滤芯安全, 应切换过滤器。
在使用α-纤维素作为预涂层和主体给料物时必须彻底除去游离态的氯, 否则会降低α-纤维素和过滤元件的作用, 使其性能变差。
2.1.2 离子交换原理
盐水中的Ca2+、 Mg2+及其它各种阳离子对膜电解工艺危害极大。
采用常规化学处理及沉降得到的盐水尚不能满足要求, 还必须采用离子交换法进一步除去阳离子。
离子交换树脂D403是一种大孔隙螯合型阳离子树脂。
其交换基为亚胺基二乙酸基。
当溶液中共存有一价二价金属离子时, Na型螯合树脂D403选择性地交换吸附二价金属离子, 显示出对二价金
属离子的高选择性、高亲和力。
Na被金属阳离子( 特别是一价阳离子) 置换, 反应式如下:
2RCH2NHCH2PO3Na2 + Ca2+ = Ca( RCH2NHCH2PO3Na) 2 + 2Na+
螯合树脂被二价金属离子Ca2+、 Mg2+交换吸附的络合物在低PH的溶液中很容易地解吸( 再生) , 络合物用盐酸进行再生, 转换成H 型树脂, 反应如下:
Ca( RCH2NHCH2PO3Na) 2+ 4HCl → RCH2NHCH2PO3H2+ CaCl2+ 2NaCl H型树脂再经NaOH再生, 转换成Na型树脂, 反应如下:
RCH2NHCH2PO3H2 + 2NaOH → RCH2NHCH2PO3Na2 +2H2O
此时树脂又可重新投入使用。
当盐水流过一定高度的树脂层, 使盐水与树脂充分接触, 将盐水中高价金属阳离子减少至工艺要求水平。
因此, 不论是再生过程, 还是运行过程, 都应保证盐水与离子交换树脂有充分的接触时间, 即要保证盐水流量不能过高, 树脂层高度不能太低。
2.1.3 脱氯原理
电解送来的淡盐水的溶解氯气约为700～800 mg/l。
如果不在脱氯工序中将这些氯气除去, 会造成一次盐水精制工序空气污染, 导致亚硫酸钠和α-纤维素的过量消耗, 并腐蚀管道, 损坏盐水过滤器中的滤芯和离子交换树脂。
因此应将其除出。
溶解在盐水中的氯气, 一部分与水反应, 一部分则以气体形式游离于水中。
Cl2 + H2O → HCl + HClO。