烧碱工艺
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烧碱生产工艺流程
《烧碱生产工艺流程》
烧碱,又称氢氧化钠,是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃制造、纺织工业、造纸业、化肥生产等多个领域。
烧碱的生产工艺流程通常包括以下几个主要步骤:
1. 原料准备:烧碱的主要原料是氯化钠(食盐),此外还需要对氯化钠进行预处理,如研磨、干燥等。
2. 电解制备:将预处理后的氯化钠溶解在水中,然后将溶液注入电解槽中。
在电解槽中,通过电解过程,将氯化钠分解成氯气、氢气和氢氧化钠。
3. 离子交换膜法:通过离子交换膜法对氢氧化钠的浓缩和纯化,使其达到工业级标准。
4. 除杂处理:对生产过程中产生的副产物进行处理,以保证产品的纯度和质量。
5. 包装和贮存:对生产好的烧碱进行包装和贮存,准备发往市场。
整个烧碱生产工艺流程需要严格控制各个环节的操作参数,以确保产品质量。
同时,还需要重视安全生产和环保要求,防止对环境造成污染和对员工造成伤害。
通过持续改进生产工艺和技术,企业可以提高烧碱的生产效率,降低成本,并且减少对环境的影响。
烧碱是一个关键的工业原料,其生产工艺流程的优化将对工业生产产生积极的影响。
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。
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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。
烧碱生产工艺详解我国烧碱(氢氧化钠)行业起源于1929年上海天元电化厂的成立,烧碱生产工艺包括苛化法和电解法两种。
其中,苛化法即纯碱苛化法,电解法又可分为水银法、隔膜法、离子交换膜法。
目前,离子交换膜电解法是烧碱行业主流的生产工艺。
起初苛化法在国内的应用较为广泛,但是2000年以后,电解法逐步取代苛化法成为主要的生产方法。
目前,国内在产的烧碱企业都使用离子交换膜电解法。
一、烧碱苛化法生产工艺苛化法制烧碱以纯碱为原料,主要依靠天然碱矿资源,生产成本较低,经济效益高。
不过,由于我国碱矿资源有限、苛化法产量较小,国家政策予以限制,2000年前后,我国企业全面淘汰该生产工艺。
苛化法生产工艺并不复杂,其反应式为Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓。
苛化法主要有三个生产步骤:第一步是苛化,第二步是蒸发,第三步是盐析。
在苛化阶段,苛化槽中需配置纯碱溶液,加入生石灰,不断搅拌发生苛化反应,而后过滤得到清卤液。
在蒸发阶段,制作合格的清卤液依次进行中浓蒸发和高浓蒸发,去除硫酸钠、碳酸钠和氯化钠杂质,获得高浓度氢氧化钠。
在盐析阶段,高浓液进一步析出晶体、过滤,送入冷析桶,达标后的产品用间歇沉淀槽进行沉淀,即可得到片碱。
二、烧碱电解法生产工艺根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同,电解法可以分为水银法、隔膜法和离子交换膜法。
目前,离子交换膜电解法是我国烧碱生产的主流工艺,其化学反应式是2NaCl+2H2O = 2NaOH+Cl2↑+H2↑。
1、水银电解法水银电解法是通过生产钠汞齐来使氯气分开,得到烧碱的方法。
其电解槽由电解室和解汞室组成,该工艺的优点是电解槽流出溶液产物中氢氧化钠浓度较高,其质量分数可高达50%,无需蒸发增浓;产品质量高,含盐低,但是由于该工艺能耗高,且水银是有害物质,该工艺目前已基本被淘汰。
2、隔膜电解法隔膜电解法是利用多孔渗透性的石棉隔膜作为隔层,以石墨为阳极、铁为阴极,把阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠和氢气分开,获得烧碱的一种方法。
离子膜烧碱工艺
一、工艺流程
烧碱溶液通过传统的加热工艺蒸发时,可以分解出氯气,氢气和钠溶液,但这种方法的效果不佳,并且会消耗大量的能源,耗费时间也很长。
离子膜烧碱工艺利用了电解的原理,以氯气、氢气和钠溶液作为新产品,可以有效提高生产效率。
其工艺流程主要包括烧碱溶液处理、离子膜电解分解和连续搅拌浓缩等步骤。
1.烧碱溶液处理:烧碱溶液由钠和水组成,是进行离子膜烧碱工艺的基本材料,事先要对其进行进行预处理以及脱全氯和水分蒸发等操作,以达到理想的浓缩程度和指定的氯分析浓度。
2.离子膜电解分解:处理后的烧碱溶液可以进行离子膜电解分解,离子膜是由导电材料制成的电解所必需的一种膜物,它的作用是实现液质的分离,从而实现电介质烧碱溶液中的汽液分离。
烧碱基础知识烧碱的生产工艺与主要用途烧碱(氢氧化钠)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工、冶金、纺织、造纸等行业。
本文将介绍烧碱的基础知识、生产工艺以及主要用途。
一、烧碱的基础知识烧碱的化学式为NaOH,是一种强碱性物质。
其分子中含有一个钠离子(Na+)和一个羟基离子(OH-)。
烧碱可溶于水,能与酸反应产生盐和水,具有腐蚀性。
二、烧碱的生产工艺烧碱的生产工艺主要有电解法和氯碱法两种。
1. 电解法:将食盐溶液经过电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
该方法的原理是利用电流通过食盐溶液,使氯离子(Cl-)在阳极上氧化生成氯气,同时在阴极上还原水生成氢气和氢氧化钠。
这种方法产生的烧碱纯度较高,适用于大规模工业生产。
2. 氯碱法:以氯气氧化氢氧化钠制取烧碱。
该方法的原理是先将氨水与氯气反应生成氯化铵,再将氯化铵与石灰石反应得到氯化钙,最后通过加热分解氯化钙生成氯气和氢氧化钠。
这种方法适用于小规模生产,但纯度较低。
三、烧碱的主要用途烧碱是一种重要的化工原料,在许多领域有广泛的应用。
1. 化工行业:烧碱是制造各种化肥、染料、合成纤维等化工产品的重要原料。
例如,烧碱与硫酸反应可以制取硫酸铝,用于制造合成纤维和造纸。
2. 冶金行业:烧碱可用于铝冶炼、铅冶炼和锌冶炼等过程中的碱性处理。
它可以与金属氧化物反应生成金属碱,从而帮助去除杂质。
3. 纺织行业:烧碱是纺织工业中的重要助剂。
它可以用于去除纤维素的天然杂质,使纤维更加柔软、光亮。
4. 造纸行业:烧碱可用于制浆和造纸过程中的脱墨、漂白等工序。
它可以去除纸浆中的有机杂质和色素,提高纸张的质量。
5. 医药行业:烧碱在制药过程中有一定的应用,如用于制备某些药物的中间体。
总结起来,烧碱是一种重要的化工原料,其生产工艺主要有电解法和氯碱法两种。
烧碱的主要用途包括化工、冶金、纺织、造纸和医药等行业。
通过合理的生产工艺和应用方式,烧碱能够发挥重要的作用,推动各行业的发展。
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。
烧碱的制备工艺简介现代工业主要通过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法,我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法,这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前我国主要采取隔膜电解法和离子膜电解法。
在这次年产五万吨烧碱工艺流程序初步设计中我采取的是隔膜法制烧碱的氢气处理方法,并简要讨论工艺中的能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质的氯化钠),根据生产工艺中的耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
图1 烧碱工艺总流程示意图1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产1.1整流整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序,其能耗主要是变压、整流时造成的电损,它以整流效率来衡量。
整流效率主要取决于采用的整流装置,整流工序节能途径是提高整流效率。
当然减少整流器输出到电解槽之间的电损也是不容忽略的。
1.2盐水精制将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、M g2+、S 02-等有害离子和固体杂4质)获得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序的功能。
一一次盐水精制: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。
传统性的一次盐水精制工艺,采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤,然后再经炭素烧结管过滤器过滤。
近几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水,该工艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。
经生产实践证明,经膜过滤分离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。
所以一次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。
采用膜过滤器(不预涂)图2 盐水一次精制流程图二次盐水精制:二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。
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10wtppb左右。
年产30万吨离子膜烧碱生产工艺引言离子膜烧碱,也称作电渗析烧碱,是一种通过离子交换膜技术生产的高纯度烧碱。
它具有高纯度、高效率、环保等优点,被广泛应用于化工、纺织、造纸等行业。
本文将详细介绍年产30万吨离子膜烧碱的生产工艺。
1. 原料准备年产30万吨离子膜烧碱的生产工艺首先需要准备一定量的原料。
主要原料包括氯化钠(NaCl)和电解水(H2O)。
其中,氯化钠作为主要的烧碱产生原料,电解水则用于制备电解液。
2. 电解液制备制备电解液是离子膜烧碱生产的关键环节。
首先,将适量的电解水中加入烧碱反应槽,然后将烧碱反应槽与阳极和阴极连接。
在电解槽中,通过加热和搅拌等方式,使电解液中的氯化钠充分溶解,形成含有NaCl溶液。
3. 离子交换膜反应在离子膜烧碱生产工艺中,离子交换膜起着重要作用。
首先,将电解液通过离子交换膜系统,将Na+离子从阴极侧转移到阳极侧,而Cl-离子则从阳极侧转移到阴极侧。
这个过程称为离子交换。
4. 氢气和氯气的处理在离子膜烧碱生产过程中,氯气和氢气是副产品。
为了保证生产过程的安全和环保,需要对产生的氯气和氢气进行处理。
常见的处理方法包括冷却、压缩等,以确保这些气体能够安全排放或进一步利用。
5. 碱液回收与浓缩在离子膜烧碱生产过程中,产生的碱液需要进行回收与浓缩。
首先,将碱液通过蒸发器进行蒸发,去除其中的水分,使其逐渐浓缩。
然后,利用结晶器将浓缩后的碱液进行结晶,获得高纯度的烧碱产品。
6. 废水处理在离子膜烧碱生产过程中,废水是不可避免的产物。
为了保护环境,需要对产生的废水进行处理。
常见的废水处理方法包括中和、沉淀、过滤等。
通过这些处理步骤,可以将废水中的有害物质去除,使其达到排放标准。
7. 产品包装与储存最后,经过上述步骤得到的高纯度烧碱产品需要进行包装与储存。
通常采用塑料桶或塑料袋等包装材料,将烧碱产品进行储存。
在储存过程中,需要注意避免阳光直射和高温环境,以确保产品质量和安全性。
结论通过以上的生产工艺步骤,年产30万吨离子膜烧碱可以高效、环保地生产出来。
离子膜烧碱工艺流程
离子膜烧碱工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:将硅酸盐矿石或者其他含碱物质进行破碎、筛分等预处理,得到适合进一步处理的原料。
2. 碱石灰石烧制:将原料与燃料混合,送入石灰窑进行高温烧制。
石灰窑内的烧结反应将原料中的碱转化为碱石灰石。
3. 碱水制备:将烧制得到的碱石灰石与水反应,生成高浓度的碱水。
反应会产生大量的热量,需要进行恰当的控制,防止产生过高的温度。
4. 废液处理:碱水生产产生的废液中会含有一定的杂质和废碱,需要进行处理。
常见的处理方法包括沉淀、过滤、离子交换等,以去除杂质,并回收废碱。
5. 离子交换膜电解:将高纯度的碱水通过离子交换膜电解装置,进行电解分解。
正极产生氧气,负极则产生氢气和氢氧化钠。
6. 碱液浓缩:将电解得到的稀碱液进行浓缩,得到所需的工业级纯碱产品。
浓缩过程中需要控制温度和压力,以防止发生结晶、结垢等问题。
7. 产物处理:对于电解得到的氢气和氧气,可以通过进一步处理,提高纯度后用于其他化工工艺。
对于产生的废气和废液,也需要进行污染物处理,以达到环境排放标准。
以上就是离子膜烧碱工艺流程的基本步骤,具体操作和设备可以根据工艺要求进行调整。
烧碱生产工艺烧碱是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、肥皂、造纸、化肥、纺织等行业。
烧碱的生产工艺主要包括氯碱法、氨法和电法。
本文将对氯碱法进行详细介绍。
氯碱法生产烧碱主要通过电解食盐水来得到。
其基本原理是利用电流在盐水溶液中发生电化学反应,将盐水中的氯气与水分解为氢气和氧气,并生成氢氧化钠。
首先,将食盐水注入电解槽,同时在槽内放入一对钛、铂或钢板作为电极。
通常电池箱由铝或钢板制成,内部涂有耐腐蚀材料以保护槽体。
电极分为阳极和阴极,其中阳极是经过氯化处理的钢板,阴极则是经过氧化处理的钢板。
在阳极和阴极之间设置一个隔膜,以防止氯气和氢气混合。
接下来,通电。
正负极之间的电流会引发水和盐水中的电解作用。
电解过程分为阳极和阴极两个反应。
在阳极上,氯离子会被氧化为氯气,并与阳极上的水分子反应生成次氯酸和氢离子。
而在阴极上,水会被还原为氢气和氢氧化钠。
通过上述反应,氢氧化钠会在导电盐水中逐渐积累。
当氢氧化钠浓度达到一定程度时,将其抽出并进行浓缩处理。
此时,氢氧化钠已经成为工业级烧碱,可以用于各种化工生产过程。
然而,以上的生产过程中产生的氯气是一种有害物质,并且会对环境造成污染。
为了解决这个问题,通常在生产过程中还会增加一个氧化阶段。
在氧化阶段,将氧化铅放入电解槽中,通过与氯气反应,可以使氯气转化为氯氧化物。
氯氧化物可从溶液中沉淀下来,并通过过滤将其分离。
此外,氯氧化物还可以通过一系列的化学反应转化为次氯酸钠、过氧化钠等有用产品。
在整个生产工艺中,需要注意一些问题。
首先,盐水中的杂质会对生产过程产生不良影响。
因此,在注入电解槽之前,盐水需要经过预处理,并通过过滤等方式去除其中的杂质。
其次,电解槽内部必须保持适当的温度和通风条件,以防止溶液浓度和温度升高过快。
总结起来,氯碱法生产烧碱是一种成熟的工艺,通过电解食盐水可以高效地得到烧碱。
然而,在生产过程中需要注意环境污染问题和盐水杂质的处理,以确保产品质量和生产安全。
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。
烧碱的制作工艺烧碱,是一种广泛应用的碱性物质,常被用于纺织、制药、皮革、玻璃等行业。
在化工生产中,烧碱的生产一直是一个重要的环节。
本文将介绍烧碱的制作工艺。
原料介绍烧碱的原料是盐类,一般使用氯化钠(NaCl)作为主要原料。
过程中,主要需要用到以下原料或辅助物质:1.水。
用于在反应中充当溶剂。
2.氧气。
在发电机上通过电解水制取。
3.辅助物质。
通常使用氯化钾(KCl)和其他盐类来控制反应的速率和温度。
制作工艺烧碱是一种化学反应,其制作的工艺主要包括以下步骤:1.电解水。
使用氧化铜电极和氢氧化铜电极,在电解槽内制取高浓度的氢氧化钾。
2.向反应器中加入盐类。
将氯化钠、氯化钾等盐类加入反应器中,加入的量和比例根据实际情况而定。
3.加入氢氧化钾。
将制取好的高浓度氢氧化钾加入反应器中。
4.反应。
开始反应后,通过控制温度和反应速率,使反应物充分混合和反应,生成氢氧化钠。
5.离心分离。
将反应结束后生成的氢氧化钠与未反应的盐类分离开来。
6.真空蒸发。
将氢氧化钠溶液放入微压蒸发器中进行蒸发,使其浓度进一步提高。
7.精制。
通过再次反应、离心分离和真空蒸发,使产物纯度达到要求。
8.包装。
将精制后的烧碱按照客户要求进行包装,发往市场供应。
注意事项在烧碱的制作工艺中,需要注意以下事项:1.温度和反应速率必须合理控制,以免产生反应不充分或者失控等问题。
2.操作过程中需要注意安全,防止因为操作不当产生意外。
3.产品质量需要达到指定的标准,否则不能出厂销售。
结语烧碱的制作工艺是一个复杂的过程,需要严格的操作和控制。
在实际应用中,也需要注意保证产品质量和生产安全。
本文仅作为介绍,对于具体的生产过程还需要根据实际情况进行详细的操作和控制。
氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。
易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。
氢氧化钠是一种极常用的碱,是化学实验室的必备药品之一。
氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气,对其必须密封保存,且要用橡胶瓶塞。
氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸水性和潮解性,还可用做碱性干燥剂。
氢氧化钠在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要氢氧化钠。
使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。
另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。
工业用氢氧化钠应符合国家标准GB 209-2006;工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准GB/T 11199-89;化纤用氢氧化钠应符合国家标准GB 11212-89;食用氢氧化钠应符合国家标准GB 5175-85。
光合实验中吸收二氧化碳。
烧碱的制备方法有两种:苛化法和电解法。
现代工业主要通过电解饱和NaCl 溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法,我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法,这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前国内的烧碱生产主要采用的是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱的制作工艺,并简要讨论工艺中的能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质的氯化钠),根据生产工艺中的耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
主要化学反应为:2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产图 1 烧碱工艺总流程示意图1整流:整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序,其能耗主要是变压、整流时造成的电损,它以整流效率来衡量。
烧碱生产工艺流程
烧碱是一种重要化工原料,在工业生产中有广泛的应用。
下面为大家介绍一下烧碱的生产工艺流程。
烧碱生产主要是通过氯碱法进行的,主要原料是盐水。
首先,将盐水进行预处理,去除杂质,提高盐水的纯度。
预处理主要包括盐水过滤、净化等步骤。
接下来,将预处理过的盐水注入电解槽中,电解槽是烧碱生产的核心设备。
电解槽内部设置有阳极和阴极,阳极和阴极之间隔开一定距离。
盐水在通入电解槽后,经过电解作用分解成氯气和氢气。
然后,将产生的氯气和氢气分离。
氯气通常是通过氯气收集罩收集起来,氢气则通过设备捕集,以免造成安全隐患。
在氯气得到收集以后,进行下一步的处理。
氯气可以用于生产各种氯化物化合物,也可以通过氯碱反应产生氢氧化钠。
氢气主要是通过回收再利用的方式来减少资源浪费和环境污染。
常用的回收方式是通过氢气制取氨、氢氧化钠等反应。
最后,将已经经过电解产生的氢氧化钠溶液经过浓缩、结晶等步骤,得到固体的烧碱。
整个烧碱生产工艺涉及到多个步骤和设备,还需要注意一些操
作规程和安全要求。
比如,在操作电解槽时,需要控制好各项参数,如电流密度、温度等,以保证反应的进行。
此外,在收集氯气和氢气时,也需要进行安全措施,避免泄露和引起火灾。
总结起来,烧碱生产工艺流程主要包括预处理、电解、氯气与氢气的分离、氢气的回收再利用以及烧碱的浓缩结晶等步骤。
通过这些步骤,可以生产出高质量的烧碱产品,满足不同领域对烧碱的需求。
离子膜烧碱工艺流程离子膜烧碱工艺是一种利用离子交换膜技术制取高纯度烧碱的过程。
离子膜烧碱工艺流程一般包括原料准备、电解槽电解、中和、浓缩、结晶等几个主要步骤。
首先,原料准备是离子膜烧碱工艺流程的第一步。
常用的原料是氯化钠和水合盐,其中水合盐是为了提高产量和降低能耗而加入的。
原料通过配比进入电解槽。
其次,电解槽电解是离子膜烧碱工艺的关键步骤。
电解槽中设有阴、阳极,以及中空的离子交换膜。
电解槽内部通过直流电源加电,在阳极处发生氧气的析出反应,生成氧气和氢氧根离子,而在阴极处发生水的还原反应,生成氢气和钠根离子。
离子交换膜起到分离阳、阴极反应产物的作用,使阳极处的氧气和氢氧根离子在阳极室内发生反应,形成高浓度的氢氧根液。
电解产生的钠根离子则经过离子交换膜进入阴极室。
中和是离子膜烧碱工艺流程中的下一个步骤。
阴、阳极室中所得到的液体进入中和塔,通过与稀酸反应,形成盐酸和氯化钠。
中和液中的氯化钠在后续工艺中可以回收利用。
浓缩是烧碱工艺流程中的关键步骤之一。
中和产生的盐酸经过浓缩塔蒸馏,生成高浓度盐酸,同时产生的水蒸汽经过冷凝器冷却后排出。
浓缩后的盐酸可以继续被用于中和反应,形成循环利用。
最后一个步骤是结晶。
经过浓缩后的盐酸进入结晶槽,通过逐渐降低温度,使盐酸结晶,以获得纯度较高的烧碱。
结晶得到的烧碱可以回收利用,而未结晶的盐酸则通过管道排出。
离子膜烧碱工艺流程具有高效、环保、节能等优点。
通过电解槽电解、中和、浓缩和结晶等步骤,可以制得高纯度的烧碱产品,同时可以循环利用原料和副产物,减少资源的浪费和环境的污染。
这种工艺流程在化工领域得到了广泛的应用和推广。
氯碱行业烧碱工艺演示烧碱是氯碱行业的一种主要产品,它在工业生产和日常生活中具有广泛的应用。
下面将介绍烧碱的生产工艺,以及在氯碱行业中的重要性。
烧碱的生产工艺可以分为两个主要步骤:盐水电解和石灰苏打法。
首先是盐水电解过程。
这个过程使用的原料是普通食盐(氯化钠),通过电解将其分解成氯气、氢气和氢氧化钠溶液。
这个过程发生在电解槽中,电解槽内有阳极和阴极,阳极是钛金属,阴极是钯金属。
在电解过程中,盐水被加热至高温,然后经过电解产生氯气和氢气,同时还生成了氢氧化钠溶液。
氢氧化钠溶液会被抽出,经过过滤和浓缩等步骤,得到高纯度的烧碱。
电解过程中生成的氯气和氢气是一种副产品,他们在氯碱工业中有着重要的应用。
氯气可以用于生产氯化氢、二氯甲烷等化学品,同时也用于水处理、污水处理和食品消毒等领域。
氢气则可以用于合成氨、生产硫磺等。
石灰苏打法是另一种烧碱的生产工艺。
这个过程使用的原料是氯化钠和石灰。
首先,氯化钠和石灰按一定比例混合,并在高温条件下进行反应。
在反应过程中,氯化钠被分解成氯化钙和氢氧化钠,同时生成了二氧化碳。
然后,二氧化碳通过吹气的方式进入氢氧化钠溶液中,产生碳酸钠。
接下来,碳酸钠会通过过滤、浓缩等工序,得到高纯度的烧碱。
石灰苏打法相对于盐水电解法在烧碱行业中的优势是可以更好地利用原料,实现资源的循环利用。
而盐水电解法则消耗了较多的电能和盐水资源。
烧碱作为氯碱行业的重要产品,在许多领域中有着广泛的应用。
首先,它是一种重要的化工原料,用于生产合成洗涤剂、合成塑料、橡胶和化学纤维等产品。
其次,烧碱也被广泛应用于纸浆制造和纸张加工过程中,用于去除纸浆中的酸性物质和杂质,提高纸张的质量。
此外,烧碱还可以被用于污水处理、金属加工和玻璃制造等行业。
总的来说,烧碱的生产工艺包括盐水电解和石灰苏打法。
在氯碱行业中,烧碱是一种重要的产品,广泛应用于化工、纸张、污水处理以及其他许多行业中。
通过不断优化工艺,提高生产效能,并结合资源循环利用,氯碱行业的烧碱生产将更加环保、高效。
第三章工程分析一、现有工程工程概况及污染源调查(一)产品及规模现有工程主要产品及生产规模为:烧碱30000t/a,液氯18000t/a,盐酸21000t/a。
(二)生产工艺该厂现有3万吨/年烧碱装置为金属阳极隔膜电解法,其工艺过程主要包括化盐、电解、氢处理、氯处理、液氯、碱蒸发、盐酸等工段。
1、盐水工段盐水生产是将原料盐溶解成饱和的氯化钠溶液,并经精制反应、澄清、过滤、中和等过程使之成为电解所需的合格的精盐水。
在盐水生产过程中,排放物主要是盐泥。
2、电解工段将化盐工段送来的精制盐水连续均匀地分别输入各个电解槽,在直流电的作用下,盐水被电解生成H2、Cl2、NaOH溶液。
在阳极上产生的氯气经氯气管送至氯气处理工序;在阴极上产生的氢气导入氢气管送至氢气站,电解液自阴极箱导出管导出,流入电解液总管,送蒸发工段。
反应原理为:阳极反应:2Cl-2e → Cl2阴极反应:2H2O+2e →H2↑+2OH-Na++OH-→ NaOH总反应式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑由上述食盐水溶液电解反应式可知,电解过程中每生成一吨100%NaOH电解液,可同时产生0.886吨氯气及0.025吨氢气,需要折合100%NaCl1.461吨。
3、氢气处理工段自电解工段来的80~90℃的高温氢气通过冷凝,除去所含水份,再用罗茨鼓风机加压送入氯化氢合成工段。
4、氯气处理及液氯工段由电解来的80~90℃的高温氯气首先经过冷却,然后经三组并联的泡沫干燥塔,在塔板上与溢流下来的浓硫酸呈泡沫状充分接触,氯气中的水份被浓硫酸除去。
冷却时产生的含氯废水,现有装置直接排全厂循环水池。
由氯气处工序来的压缩氯气,经液化机组以氨制冷,将氯气在低温下液化,冷凝下来的液氯进入计量槽和液氯贮槽,并灌瓶包装出售,液化尾气送盐酸工段。
5、电解液蒸发工段来自电解工段的电解液含碱浓度只有10%左右,把电解液用泵送入三效蒸发器,经过蒸发,碱液被浓缩至32-35%,然后进行冷却、配碱,分配合格的碱用泵送入碱栈台。
6、盐酸合成工段反应式:H2+Cl2=2HCl自氯氢处理来的氯气和氢气分别进入各自的缓冲器,再经各自的阻火器后,进入合成炉反应,生成的氯化氢气体由顶部加入的来自尾气吸收塔的稀盐酸吸收,再冷却制成盐酸,未被吸收的氯化氢气体经尾气吸收塔用水吸收,生成稀盐酸流入合成炉,剩余尾气由水喷射泵抽走。
制成的盐酸送入成品酸罐出售。
工艺流程见图3-1。
电解氯处理液化化盐原盐水精盐水氯气氯气氢处理氢气氢气盐酸工段氯气盐酸成品液氯包装电解液回收盐水蒸发工段固碱工段30%、42%成品液成品固碱♣洗槽水♣氯水♣蒸发水图例♣废水♠废渣♠盐泥图3-1 工艺流程图(三)主要原辅材料及能源消耗主要原辅材料及能源消耗消耗情况见表表3-1。
表3-1 主要原辅材料及能源消耗一览表 序号 材料名称 单位 消耗量来源 吨NaOH 耗 年耗 1 原盐 t1.67 5×104外购 2 碳酸钠 t 0.023 700外购 3 浓硫酸 kg 9 27×104外购 4 煤 t 0.85 2.55×104外购 5 水 m 3 28.8 86.4×104自采 6电Kwh31009300×104外购(四)主要生产设备表3-2 主要生产设备一览表 序号 设 备 数 量 1 化盐桶22 道尔澄清桶23 隔膜法金属阳极电解槽664 氢气冷却塔25 Ⅰ段钛冷却器26 Ⅱ段钛冷却器17 泡沫干燥塔38 筛板干燥塔19 氯压机610 三效蒸发器111 浸没蒸发器312 闪蒸蒸发器113 双级氨压缩机314 合成炉415 一、二级吸收器416 锅炉4(五)给排水1、给水该厂现有深井4眼,包括两眼400米深井,600米和800米深井各一眼,供水能力为180m3/h,实际供水110m3/h。
2、排水该厂各工段废水全部进入废水处理池处理后,大部分循环使用,20m3/h废水排入厂外排干渠,干旱季节基本上被渗漏、蒸发,雨季可与雨水混合经由老黄南排干入海。
(六)供电、供热公司电源引自距离1.5公里处的黄骅110KV变电站,厂内现有35KV变电站一座,动力变压器二台,总计4000KVA,整流变压器二台,总计15902KVA。
厂内现有20t/h蒸汽锅炉和10t/h蒸汽锅炉各两台,各开一备一,均燃用大同烟煤(低位发热值24000kJ/kg,灰分4-16%,全硫分1.5%),每天耗煤80吨。
(七)污染源调查与监测1、废水(废液)现有装置外排废水主要是氯处理工段产生的氯水、电解工段修槽工序产生的洗槽水、电解液蒸发工段产生的蒸发废水等,各工段废水全部汇入废水处理池(循环水池)絮凝沉淀后,回用工艺,废水处理池污水排放量为20m3/h。
氯处理工段产生废硫酸,浓度78%,产生量360t/a,出售给有关单位利用。
现有工程主要废水排放及治理措施见表3-3。
表3-3 现有工程主要废水排放及治理措施名称来源污染物mg/L排水量排放方式处理措施氯水氯处理活性氯 8234 0.5 m3/h 连续排循环水池洗槽水修槽工序SS 227 2 m3/d 间断排循环水池循环水池中的水溢流外排,排水口废水流量为20 m3/h。
根据监测,厂排水口废水中pH:11.4,SS:212mg/L,活性氯:36.4mg/L,皆超过《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》(GB15581-95)中的二级标准; CODcr:138mg/L,符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中表4的二级标准。
全厂废水排放量为160000 m3/a,按照年产30000吨烧碱计,吨产品排水量为5.3m3/t,符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》。
2、废气正常生产时,电解工段电解槽排放的含氢废气部分回收,部分直排大气;盐酸工段氯化氢尾气经尾气吸收塔吸收后,经15米排气筒排放。
液氯生产过程中由于泄漏等原因造成氯气的损失一般为0.1-0.2kg/t液氯;0.5m3/h高浓度氯水中50%的氯挥发进入大气,气态氯排放量为1.7kg/h。
这两类氯气属面源无组织排放。
非正常生产时,电解槽开停车过程中及氯气系统事故状态下产生的废氯气,目前经由氯气管道上的水封外排。
辅助工程废气主要是锅炉烟气,该厂现有20t/h和10t/h蒸汽锅炉各两台,20t两台锅炉采用水膜除尘器,公用烟囱高30米;两台10吨锅炉各采用文丘里水膜除尘器,两烟囱各高25米。
废气污染物排放情况见表3-4。
表3-4 现有装置废气排放情况污染源处理前处理措施处理后效率%高度m 排气量m3/h浓度mg/m3排气量m3/h浓度mg/m320t 锅炉35140SO2 2049 麻石水膜除尘器38654SO2 1332 3530烟尘 2134 烟尘 249.3 88.310t 锅炉17880SO2 2013 文丘里水膜除尘器20563SO2 1168 4225烟尘 2097 烟尘 239.4 88.6HCl尾气--尾气吸收塔1050 21 99.8 15电解氢气1632 H2:62500部分回收多余排放500 H2:62500利用7020事故氯气<1100m3/次Cl2 950893(60%)水封吸收无组织排放基本不变基本不变微 1氯气无组织排放量 2.04kg/h由表3-4可以看出,电解氢气只利用了70%,其余皆放空;氯化氢合成尾气排放速率为0.022kg/h,符合《大气污染物综合排放标准》》(GB16297-1996)。
在调查监测期间,氯气无组织厂外监控点浓度低于《大气污染物综合排放标准》。
由于事故氯气没有得到有效的处理,一旦事故发生,由于氯气的溶解度较小,管道水封几乎起不到任何作用,将造成大量氯气的外泄,引起环境污染,对厂区及附近居民或农田造成危害。
10t/h锅炉烟气经文丘里水膜除尘器除尘和脱硫后,烟尘及SO2符合《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-91),但排放高度不达标,其高度应大于40米。
20t/h锅炉烟气经麻石水膜除尘器除尘和脱硫后,烟尘符合排放标准,SO2不达标,排放高度也不达标,其高度应大于45米。
3、废渣盐水工段产生的盐泥,排放量为1680t/a,其中含NaCl9%、泥沙61%,目前排入废水处理池沉淀后,定期捞出沉淀物送盐泥池堆存;漂白液废渣,产生量300t/a,主要成分为Ca(OH)2,漂白液废渣经压滤后用来铺路;锅炉燃煤产生大量炉渣及除尘后的粉煤灰,产生量为5938t/a,粉煤灰、炉渣一起卖给用户烧砖。
废渣排放见表3-5。
表3-5 废渣排放一览表序号产生源主要成分产生量(t/a)处置措施1 盐水工段盐泥泥沙、NaCl 1680 堆存2 漂白液废渣Ca(OH)2300 铺路3 锅炉粉煤灰5938 出售4、噪声厂内噪声源主要来自各种泵、罗茨鼓风机、氨压缩机等。
主要噪声源见表3-6。
表3-6 主要噪声源序号噪声源排放方式声压级dB(A) 降噪措施1 氯压机连续100 室内布设2 氢压机连续95 室内布设3 纳氏泵间断95 室内布设4 锅炉引风机间断95 隔声厂区内高噪声设备较多,大部分设备位于车间内部,且厂区较大,厂界噪声经监测大部分点位符合《工业企业厂界噪声标准》,只有厂区西南角处厂界噪声夜间为56.1dB(A),超过标准值1.1dB,主要是锅炉房噪声所致。
(八)现有环保措施根据1989年黄骅氯碱厂委托天津大沽化工厂设计所编制的《华北制药厂黄骅氯碱分厂1万吨/年烧碱改造扩建工程初步设计(环境保护篇)》,以及1991年7月1日编制的《华北制药厂黄骅氯碱分厂年产3万吨烧碱扩建项目工程可行性研究报告》,氯碱厂目前应有以下环保措施:1、废水处理措施(1)废氯处理设施,包括脱氯塔和漂液设施,氯水先经脱氯塔脱氯后,氯气回工艺,废氯水生产漂白液。
目前本装置未设脱氯塔,氯处理产生的氯水直排下水道,汇入循环水池;现有漂液装置的氯源为液氯工段的废氯。
由于氯水中活性氯浓度极大,仅仅由于稀释的原因使得排水口浓度降低,但仍超标。
(2)修槽废石棉绒过滤池,修槽时含石棉绒的冲洗水经沉淀过滤,加以回收,外售作石棉瓦。
目前电解车间未设石棉绒过滤池,造成电解车间排水中石棉悬浮物浓度较高。
(3)废水处理(中和)池,各车间排出的废水通过下水道汇集在废水处理池中,通过检测pH值,适量加入酸碱,调整pH值,达到国家排放标准。
该厂现有循环水池一套,总面积13000m2,全厂所有废水都汇集于此,经沉淀,澄清后回用全厂循环水系统。
水位高出一定水平时,池水溢流外排。
循环水池的利用提高了全厂水循环利用率,同时外排水经过较长时间的沉淀也在感官上较澄清。
循环水pH值每天由环保科监测,但只考虑到工艺的满足条件,外排水碱性较大,超标严重。
2、废气处理措施(1)开、停车氯气处理措施,开停车时由于设备内有空气存在,氯气的纯度较低,全部送漂液工段处理。