最新离子膜电解装置工艺学习
《电解离子膜》PPT课件
原电池 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属 （或能导电的非金属）
负极：氧化反应，金属 失电子 正极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子
电解池
阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连
阳极：氧化反应，溶液 中的阴离子失电子或电 极金属失电子 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子
电子
导线
负极
2
探究实验
实验 如图所示，将用导线连接在一起的两
步骤
根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型
管中，观察现象。
C
C
实验 现象
无 明显变化
结论 没有且不能自发发生原电池反应
分析原因: 装置不满足构成原电池的条件
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3
【猜 想】
CuCl2溶液在导电（通电）时会不会发生化学反应？
阳极
阴极
CuCl2溶液
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4
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5
实践探究
向氯化铜溶液中通入直流电
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
理论先行
思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+ H+
阴离子：Cl- OH-
思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动
e-
阳 极
Cl2
o
通电前：CuCl2 = Cu2+＋ 2Cl-
H2O
H+ + OH-
通电后：Cu2+ 、Ｈ+移向阴极：
Cu2+ + 2e－ = Cu Cl- 、OH-移向阳极：
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。
最新化工有限公司离子膜烧碱工艺标准操作说明电解槽的操作
xx化工有限公司离子膜烧碱工艺标准操作说明第四部分电解槽操作IV．电解槽操作IV-A电解槽操作一般指导IV-A-1单元槽IV-A-2支架IV-A-3管口附件IV-A-4一次盐水中的悬浮物（离心机）IV-A-5软管及软管垫片IV-A-6总管IV-A-7固定头和活动头的绝缘(板/ 片)) IV-B电解槽部件的定期检查与更换（1）电槽垫片（2）软管垫片（3）阳极管口的牺牲电极（4）单元槽和总管上的阳极液管口（5）单元槽和总管上的阴极液管口（6）阳极（7）阴极IV-C电解槽的安装IV-C-1安装单元槽（1）准备工作（2）安装IV-C-2单元槽上粘贴垫片（2）垫片粘贴定位IV-C-3膜安装（1）确认和准备工作（2）安装膜（除了阳极端槽）（3）安装膜到阳极端框（4）记录IV-C-4电解槽软管的安装（1）准备工作（2）电槽软管安装IV-C-5充液前检查电解槽IV-D膜的更换IV-D-1局部膜的更换（1）确认（2）准备工作（3）膜的置换IV-D-2拆除全部的膜（1）确认（2）准备工作（3）从阳极端框取出膜（4）其他膜的取出（5）膜取出后所需进行的工作IV-E从电解槽中取出单元槽（2）把单元槽放在搬运车上（3）把单元槽放在木制平台上IV-A电解槽操作一般指导IV-A-1单元槽单元槽被复合隔板分成两部分，称作阳极室和阴极室。
阳极室的内部是由钛材制成以防止氯气的腐蚀，阴极室的内部侧是镍材制成以防止碱的腐蚀。
阳极室和阴极室的隔板两侧分别焊接固定的筋板, 筋板上焊接阳极和阴极。
每个电解室安装有电解液进口和出口的2个管口。
单元槽的两边用螺栓固定有支架, 单元槽通过支架挂在侧杠上。
Fig.IV-1图IV-2Cell hanging hookBipolar cell frame(4’×8’)Cell tightening deviceCathode terminal cell frameAnode terminal cell frame Anolyte outlet sub-headerLock nuts Catholyte inlet sub-headerPress with hydraulic cylinders Catholyte outlet hoseAnolyte inlet sub-headerCatholyte outlet sub-headerHeaders with hose connections Anolyte inlet hose搬运单元槽时以下的注意是必要的：（1）不要划伤密封面特别是单元槽框架的钛一侧。
离子膜电解槽施工工法(2)
离子膜电解槽施工工法离子膜电解槽施工工法一、前言离子膜电解槽是一种用于电化学工业的重要设备，通过离子膜将电介质分离，实现阳离子和阴离子的选择性传输。
离子膜电解槽施工工法是指在建设离子膜电解槽时，所采用的施工方法和技术措施。
本文将详细介绍离子膜电解槽施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，旨在为读者提供一份全面、实用的工法指南。
二、工法特点离子膜电解槽施工工法的特点主要包括：1. 施工工序简单明了，施工周期短，能够提高施工效率；2. 工艺成熟稳定，施工工法经过多年实践验证，具有较高的可靠性；3. 采用先进的材料和设备，能够提高电解槽的耐腐蚀性和运行效率；4. 施工工艺具有灵活性，能够针对不同的工程要求进行调整和优化。
三、适应范围离子膜电解槽施工工法适用于电化学工业中的各种离子交换反应和电解反应，包括盐类生产、金属精炼、电镀、水处理等领域。
根据具体的工程要求和产品质量要求，可以选择适合的施工工法进行实施。
四、工艺原理离子膜电解槽施工工法的基本原理是将电解槽的阳极室和阴极室通过离子膜分隔开来，以实现阳离子和阴离子的选择性传输。
具体的实施工法需要根据实际工程情况进行调整和优化。
在施工过程中，可以采取一些技术措施，如控制电解液的温度和浓度、调整电流密度等，以确保电解槽的正常运行和产量质量的稳定。
五、施工工艺离子膜电解槽施工工艺分为准备工作、构筑工作、膜材料安装和接头处理等阶段。
具体的施工过程中，需注意保持施工环境干燥清洁，避免杂质和污染物进入电解槽。
同时需要严格遵守施工规范和操作流程，确保施工质量和施工安全。
六、劳动组织离子膜电解槽施工工法的劳动组织包括施工人员的角色和职责划分、工作流程的安排和任务分配等。
在施工过程中，需要充分发挥施工人员的专业能力和技术经验，以有效协调和管理施工工作。
七、机具设备离子膜电解槽施工工法所需的机具设备包括起重机、挖掘机、焊接设备、膜材料切割机等。
离子膜烧碱装置工艺培训课件.概要
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。
离子膜电解槽的工作原理
离子膜电解槽的工作原理
离子膜电解槽是一种利用离子膜将电解液分隔成两个隔离的电解区的电化学装置。
其工作原理如下：
1. 离子膜：电解槽内放置一种特殊的离子选择性透膜，也称为离子膜。
离子膜有正负两种类型，分别让通过正离子或负离子通过，同时阻止反离子通过。
离子膜的作用是将电解液分隔为阳极区和阴极区。
2. 电解液：电解槽内填充两种具有电导性的电解液，分别存在于阳极区和阴极区。
阳极区的电解液中含有被氧化的物质，而阴极区的电解液中含有被还原的物质。
3. 电解反应：在电解槽中通电时，正极吸引阴离子，负极吸引阳离子，导致正离子和负离子通过离子膜进入另一侧的电解液中。
4. 氧化反应：正极处发生氧化反应，氧化物质失去电子，生成氧气或者其他氧化产物，同时释放出正电荷。
这些正离子通过离子膜进入阴极区。
5. 还原反应：负极处发生还原反应，还原物质接受电子，生成还原产物，同时吸收正电荷。
这些负离子通过离子膜进入阳极区。
6. 离子传递：离子膜的选择性透过性使得阳离子只能通过阳离子膜进入阴极区，
负离子只能通过阴离子膜进入阳极区。
这样就实现了电解液的分隔和离子传递。
7. 电解产物：在阳极和阴极的反应过程中生成的气体或化学物质可在各自的电解液中收集或利用。
离子膜电解槽可用于水电解、金属电解、气体电解等多个领域的电化学反应。
离子膜电解法生产钾碱生产新工艺
离子膜电解法生产钾碱生产新工艺摘要：本文着重介绍离子膜电解法钾碱联产氯气及氢气的先进工艺，并利用该工艺扩产改造隔膜法生产工艺，能为公司降低生产成本，这对于提高企业效益，增强市场竞争能力是非常有益的，从而实现大幅度节省能源、保护环境、提高产品质量等目的。
该方法工艺技术成熟，可靠性高，其能耗，物耗及产品质量等工艺技术指标均达到了国内外先进水平。
关键词：离子膜；电解法；钾碱前言：随着中国经济水平迅速提升，钾碱市场需求不断增加。
但是在钾碱产业发展中，与发达国家相比，我国对应的技术手段较为落后，无法满足实际生产需要，也随之出现了污染严重，能耗较高以及产品质量较低的问题。
离子膜电解法制取钾碱为当今较为普遍采用的技术手段，对以上所产生的问题得到了有效的改善，文章针对该技术展开了具体阐述。
一、钾碱生产技术国内针对氢氧化钾主要是通过隔膜法进行生产，部分企业则是通过离子膜法进行生产，如今隔膜法使用最多，但是伴随着近年来出现了一些问题，企业应用离子膜法也变得更加普遍。
下面将离子膜法生产工艺做一说明。
（一）优势与传统隔膜法比较，离子膜法有如下优点：第一，能耗较低：制取1吨氢氧化钾所需电力远小于使用隔膜法。
第二，产品质量高：离子膜法生产氢氧化钾，纯度高。
第三，投资更省：离子膜电解法的费用比用隔膜法低约1倍。
第四，氯气和氢气的纯度都较高，可高于高。
第五，受环境污染较少：与使用隔膜法将产生石棉废物和其他污染环境的材料相比较，使用离子膜电解法将无废物产生。
（二）工艺流程第一，盐水精制1次。
将设备回收水，电解脱氯淡盐水及补加后的水通入盛有原盐的融盐桶内制备饱和粗盐水并在进入反应槽前将精制剂添加到粗盐水中，粗盐水中镁离子与精制剂反应产生氢氧化镁沉淀。
同时粗盐水中有机物如腐植酸、盐藻类可通过次氯酸钾将其分解为小分子有机物。
反应槽内粗盐水由加压泵输送，经气水混合器及加压溶气罐送入预处理器，氯化铁溶液及碳酸钾溶液投入预处理器，粗盐水中所含钙离子可与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀。
离子膜电解食盐水工艺流程特点
离子膜电解食盐水工艺流程特点下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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脱氯淡盐水加热器
氯酸盐分解槽
氯酸盐分解泵
淡盐水脱氯单元
❖ 淡盐水脱氯单元是将电解槽出来的淡盐水中 含有的游离氯进行脱除，满足化盐用水及除 硝系统的使用。
真空泵
脱氯塔冷却器
脱氯塔
亚硫酸钠 脱氯淡盐水泵
3.生产原理：
❖ 3.1盐水二次精制的原理
盐水二次精制采用阳离子交换树脂的吸 附作用，吸附一次盐水中的钙镁离子。离子 交换树脂是一种螯合树脂，由苯乙烯-二乙烯 基苯的共聚物与磷氨酸的官能团组成。
4.设备结构与运行过程 4.1螯合树脂塔运行及再生过程
❖ 3.2电解的原理
在直流电作用下，二次精制盐水进入电 解槽阳极室，碱液进入阴极室进行电解， 离子膜安装在阴极和阳极之间, 氯气在阳极 室产生，氢气和烧碱在阴极室产生，反应 方程式如下：
❖ 阳极: 2Cl- → Cl2 +2e-
❖ 阴极: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
费碱
5%的的碱液进入树脂塔， 将H型树脂再生为Na型
步骤 6 水洗 3 1.0 小时 步骤 7 等待1
步骤 8
盐水填 充
3.0 小时
步骤 9 等待2
总计
纯水：35.6 m3
纯水：35.6m³ 13.25小时
盐水:17.9m3/H
盐水: 53.7m3
1.0小时 24.0小时
用纯水将树脂塔中的碱置换 干净
烧碱液泵
32%成品碱单元
❖ 32%成品碱单元是从电解槽阴极出来的32% 的碱液根据需要送至蒸发装置或降温后送至 罐区及其他用碱装置。
32%碱中间罐
32%碱冷却器 32%碱中间泵
氯酸盐分解单元
❖ 氯酸盐分解单元是将电解槽出来的淡盐水中 含有的氯酸盐进行分解，防止氯酸盐对蒸发 及固碱的设备造成腐蚀。
用合格的精盐水将树脂塔中 的纯水置换完全，避免因纯 水混入精盐水中影响进槽盐
水浓度
树脂塔每再生一步都要记录一次树脂层高度，用于观察树脂再生情况。正常
树脂体积是在纯水反洗状态后测量的。实际操作时，树脂的体积和正常体积相比要 缩小10-20%, 这是由盐水(从上向下流)挤压和吸附多价阳离子引起的。
另外一个特点是树脂的Na型大约是H型的1.2-1.4倍，也就是说在树脂塔碱再生时 体积就会膨胀。
❖ 方程式: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2
氯化钠被电离成钠离
子和氯离子。 氯离子
在阳极室放电转变为氯
Cl2
Ｈ2
气。同时，
钠离子通过离子交换 膜移到阴极室。在阴极
Ｈ+ Cl-，
OH―
氢离子在阴极表面放电
转变为氢气。
NaCl
过滤盐水换热器 过滤盐水储槽
过滤盐水泵
树脂捕集器 废盐水储槽
树脂塔
精盐水 高位槽
精盐水储槽
精盐水泵
电解单元
电解单元主要是将合格的精盐水进入电解 槽进行电解，在阳极生成氯气，和未电解的 淡盐水，阴极生成氢气和32%的氢氧化钠。
SP-261 湿氯气气液分离器
阴极液高位槽
阴极液换热
阳极液循环槽
淡盐水泵 阴极液循环槽
1
正常 反洗
HCl 再生
水洗 2
NaOH 再生
时间 1.0 小
时
0.5 小 时
0.75 小 时
2.0 小 时
1.5 小 时
流量 纯水: 41.7m3/H
纯水: 56.3 m3/H
纯水：23.3m3/H 31% HCl:5.9m3/H
纯水：36.5 m3/H
纯水：26.5 m3/H 32% NaOH: 2.7m3/H
H2O
❖ 3.3脱氯的原理
脱除游离氯有三种方法：空气吹除法、真 空脱氯法、化学试剂法。
树脂中的Na+被金属阳离子置换，方程式如 下：
(RCH2NHCH2PO3Na)2Na2 + Ca++ (RCH2NHCH2PO3Na)2Ca + 2 Na+
共有3台螯合树脂塔，2塔串联运行，1塔再生，一个周期72小时， 48小时运行，24小时再生
步骤
步骤1
步骤 2
步骤 3
步骤 4
步骤 5
名称 水洗
物料
作用
纯水: 41.7m³ 置换出树脂塔中的盐水
纯水：28.2m³
纯水：17.5m³ 31% HCl: 4.4m³
纯水：73m³
纯水：39.8m³ 32% NaOH：
4.1m³
纯水从树脂塔底部进入， 洗掉小树脂等杂物，疏松
树脂层
用6%的盐酸进入树脂塔， 将树脂由Ca型变为H型
用纯水将树脂塔中的酸置 换干净，避免碱再生时浪
离子膜电解装置工艺学习
❖ 概述 ❖ 电解装置生产任务 ❖ 电解装置工艺流程 ❖ 电解装置生产原理 ❖ 主要控制指标 ❖ 主要设备结构 ❖ 关键控制点 ❖ 联锁及联锁说明 ❖ 常见事故案例及处理方法 ❖ 安全知识及案例
概述
国内外电解法制碱技术主要有三种，隔膜法，水银法， 离子膜法，我公司电解装置采用的是离子膜法。离子膜制碱 技术是70年代中期出现的，是具有划时代意义的电解制碱技 术，与隔膜电解制碱和水银电解制碱相比，已被认为技术最 先进和经济上最合理的生产氢氧化钠的方法，是当今电解制 碱技术的发展方向。其主要特点是：
1.电解装置生产任务：
电解装置是氯碱生产的核心，其生产任务 是通过离子膜电解槽对二次精制盐水进行电 解，得到我们需要的产品,电解生成的32％的 烧碱送往蒸发工序和烧碱罐区；生成的湿氯 气、湿氢气送往氯氢气处理工序；主要原料 是一次盐水送过来的一次精制盐水，通过螯 合树脂塔进一步精制后，供电解槽使用。
1）投资省：离子膜法比水银法投资节省约10~15%，比隔膜法 节省约15~25%；
2）出槽氢氧化钠浓度高：隔膜制碱浓度约10~12%，离子膜法 制碱浓度为32%左右；
3）能耗低，生产成本低：与隔膜法电解制碱相比，节约能耗 约20~25%，与水银法制碱相比，节约能耗10~15%；
4）氢氧化钠质量好，含盐低； 5）氯气纯度高，氯中含氢、含氧低，氢气纯度高； 6）污染小，离子膜法制碱可避免水银和石棉对环境的污染；
2.工艺流程
❖ 主要工艺分五个单元
二次盐水精制单元（离子交换树脂精制） 电解单元（电解和电解液循环） 32%碱成品单元 氯酸盐分解单元 淡盐水脱氯单元
各单元之间的关系
氯气 氢气
二次盐水 精制单元
电解单元
氯酸盐分解单元 淡盐水脱氯单元 32%碱成品单元
二次盐水单元
二次盐水单元主要是将一次精制盐水温 度加热至55~65℃，之后进入螯合树脂塔将 盐水中的钙镁除去，钙镁＜20ppb。