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山东化工职业学院毕业论文题目：10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择年级专业：学生姓名：指导教师：导师单位：山东化工职业学院化学工程系论文完成时间：2012年11月18日山东化工职业学院毕业设计（论文）评定表山东化工职业学院毕业设计（论文）任务书设计者：合作责：指导教师：课题名称：10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制工艺方案的选择1、设计目的1）运用已经学过的各门功课的知识，结合生产实习过程，研究进行一次盐水精制的方法。
2）培养学生独立工作及发行问题、分析问题、解决问题的综合能力。
培养学生认真的学风和踏实的工作作风。
3）对学生的知识面，掌握知识的深度，理论结合实际的能力，实验能力，外语水平，计算机运用水平，书面及口头表达能力进行考核。
2、设计要求：1）要有结合某项实际、具体项目的设计能进行独立的论证，并要做技术含量较高。
2）设计或论文应该在教学计划所规定的时限内按时完成。
3）书面材料、框架及字数应符合设计及论文的规定等。
3、参考文献：1）曾之平王扶明主编：《化工工艺学》化学工业出版社2005 2）《氯碱工业》CN21-1170/TQ3）孙勤刘苏《我国氯碱行业盐水精制工艺评述》4、发体日期：5、完成日期：系主任签字：东明万海氯碱10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择摘要：东明万海氯碱10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制项目，主要采用目前能满足离子膜烧碱一次盐水要求的比较成熟的“预处理+HVM膜”工艺。
由于我国的工业用原盐中Ca、Mg及TOC、有机物、其他重金属离子含量较高，甚至存在Ca、Mg离子倒挂等现象，难以满足离子膜烧碱工艺的要求，故必须对这些杂质进行脱除，目前采用的“预处理+HVM膜”工艺能有效的脱除一次盐水的Ca、Mg及TOC、有机物、其他重金属离子，达到离子膜烧碱配套的二次盐水的原料要求，使一次盐水中Ca2++Mg2+离子含量低于1ppm以下，为二次盐水精制（螯合吸附）提供合格的原料。
毕业设计(论文)(冶金化工系)题目氯碱生产—盐水精制工艺专业应用化工技术班级姓名学号指导教师完成日期目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1氯碱工业概述 (2)1.2氯碱工业主要产品及用途 (2)1.3氯碱工业的发展趋势 (3)1.3.1世界氯碱工业及其发展趋势 (3)1.3.2 我国的氯碱工业及其发展趋势 (3)第二章盐水精制工艺 (4)2.1原盐的品种及组成 (4)2.2盐水精制工艺 (5)2.2.1盐水精制工艺原理 (5)2.2.2盐水精制工艺流程 (8)2.2.3盐水精制工艺条件 (11)第三章精制工艺主要生产设备 (16)3.1盐水一次精制工艺主要生产设备 (16)3.1.1 溶盐设备——化盐桶 (16)3.1.2 澄清设备——浮上澄清桶 (16)3.1.3 过滤设备——虹吸式过滤器 (17)3.1.4 盐泥处理设备——三层洗泥桶、板框式压滤机 (18)3.2盐水二次精制工艺主要生产设备 (20)3.2.1 炭素管式过滤器 (20)3.2.2 螯合树脂塔 (21)第四章工艺计算 (22)4.1计算依据 (22)4.2物料衡算 (23)4.2.1 精盐水组成 (23)4.2.2原盐组成及盐水精制主要指标 (23)4.2.3 盐水精制剂的用量 (24)4.2.4 盐泥的组成 (25)4.2.5 回收盐水组成 (25)4.2.6 补充水量 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录一 (30)附录二 (31)摘要盐水的生产精制工段是将固体原盐与蒸发工段送来的回收的淡盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液，同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂（氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等），使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂（苛化麸皮或聚丙烯酸钠等），经过澄清、砂滤、中和等步骤，制得质量合格的精盐水，按需要源源不断地输送给电解工段。
在确定好工艺流程的基础上进行物料衡算和能量衡算，从而确定出主要工艺设备的型号、尺寸及数量，并绘制带控制点的工艺流程图和主要设备图等。
、产品说明（一）产品的性质本工序的产品是去除了原盐中钙、镁、硫酸根、有机物、可溶性和不溶性杂质以后的定浓度的氯化钠水溶液（一次盐水），无色、透明、有咸味，密度1.2kg/l （20C 318g/l）（二）精盐水质量指标、原料说明（一）原盐化学名称：氯化钠分子式：NaCI 分子量：58.5物理性质：氯化钠为无色透明的正六面体结构，有咸味，密度 2.165g/cm3（25C）,熔点8008C，沸点1413C,溶于甘油，难溶于乙醇，其水溶液呈中性，有导电性。
氯化钠的溶解度随温度的上升而稍增大氯化钠溶解度与温度的关系化学性质：氯化钠熔融态电解可得到氯气和金属钠，而氯化钠的水溶液在直流电作用下，可得到烧碱、氯气、氢气。
NaCI (熔融)直流电Na + 1/2 Cl2 T2NaCI + 2出0 直流电2NaOH + CI2 T + H2 T工业氯化钠化学指标见下表：(GB/T 5462-2003)1、氯化钠含量要高。
最低要求大于92%,最好能大于94%。
因为氯化钠含量高，其它有害杂质就相应少些，就能有效地保证入槽盐水的质量。
2、水溶性杂质量要少。
要求小于1.6%,最好能小于1%。
水溶性杂质主要是指GaCl2、MgCl2、GaSO4、Na2SO4等，如含量高，将要增加精制剂用量，从而增加盐水精制费用，使烧碱成本上升。
同时也影响盐水精制设备的能力发挥，特别是Ga2+、Mg2+含量比倒置时，一般澄清设备均很难满足工艺要求。
故要求原盐中0&2+含量大于Mg2+含量，钙镁比为2最佳。
3、不溶于水的机械杂质要少。
一般要求小于0.4%,否则将加大澄清设备的排泥量，使烧碱的盐耗上升。
4、盐的颗粒要粗细适中，成立方体半透明结晶状。
盐粒太细太湿易结成硬块状，给运输和使用带来困难。
盐粒过细还会在化盐过程中被盐水溢流带出，给后道工序操作增加难度。
盐结成大块状，影响化盐速度。
劣质原盐一般外观盐粒偏细，湿度大，颜色暗及发灰或发黑。
湖北宜化集团有限责任公司企业标准Q/YH.JS22040-2003 一次盐水岗位操作规程2003-10-1发布2003-12-25实施宜化集团有限责任公司发布前言1．本标准根据宜化集团二零零三年标准制修订2．本标准负责起草单位：宜化集团氯碱化工事业部3．本标准负责起草人：吕飞4．本标准负责审编人：舒晨宜化集团企业标准一次盐水精制岗位操作规程1.适用范围本规程规定了一次盐水精制工段的生产目的与任务，原盐、饱和食盐水的精制与特征，以及生产的基本原理，工艺流程，工艺控制指标，岗位操作法,事故处理等。
本规程适于宜化集团氯碱化工事业部一次盐水精制工段生产过程中的工艺管理和操作管理。
2.岗位范围本岗位的操作范围包括：溶盐桶、精制桶、澄清桶、一次盐水过滤器、盐泥压滤机、盐酸中和槽、精盐水槽、TXY、BaCl2、Na2CO3配制槽及各盐水泵等设备的生产。
3.岗位任务3．1 负责皮带运输机地下清盐和日常维护保养工作，保证皮带运输机的正常运行。
3．2 负责精制剂Na2CO3、BaCl2的正确配备与加入工作。
3．3 负责将粗盐水进行精制，保证Ca2+、Mg2+、SO42-等指标合乎工艺要求。
3．4 负责对盐水中不合格指标（NaCl浓度、SO42-含量）的协调与处理。
3．5 负责精制桶及澄清桶中盐泥的定期排放工作。
3．6 负责一次盐水过滤器的操作。
3．7 负责向二次精制输送合格的一次精制盐水。
3．8 负责各项参数的监控，按时巡检认真填写各种生产记录。
3．9 负责本岗位管道、阀门、泵等设备的维护保养工作。
3．10 负责生产用原辅材料、工具、器具（包括消防器材、公共劳保用品）等的保管与合理使用。
3．11 负责本岗位的环境工作，穿戴好劳保及其防护用品及协调汇报处理岗位上的各种不正常现象及事故隐患。
3．12 负责完成上级部门交办的其它工作任务。
4.原辅材料的消耗5 . 生产原理原盐中除了NaCl还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等化学杂质和机械杂质，这些杂质在化盐过程中，也被带进盐水中，用含有杂质的盐水进行电解，直接影响电流效率及离子膜的使用寿命，影响氯碱生产的经济效益。
氯碱盐水精制工序工艺简介一、盐水精制的原理（1）次氯酸钠除菌藻类及其它有机物盐水中的菌藻类被次氯酸钠杀死，腐殖酸等有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子。
（2）碳酸钠除钙离子在盐水中加入碳酸钠溶液，使其和盐水中的Ca2+反应，生成不溶性的碳酸钙沉淀，其反应式如下：Ca2++CO32-→CaCO3 ↓为了将Ca2+除净，碳酸钠的加入量必须超过反应式的理论需要量，本工艺碳酸钠的过碱量200~400mg/l。
（3）氢氧化钠除镁离子在盐水中加入NaOH溶液，使其和盐水中的Mg2+反应，生成不溶性的Mg(OH)2沉淀，其反应式如下：Mg2++2OH-→ Mg(OH)2↓为了将Mg2+除净，NaOH的加入量必须超过反应理论需要量，本工艺氢氧化钠过碱量为100~300mg/l。
（4）去除有机物、不溶性机械杂质由于工业原盐中存在各种杂质，随化盐过程进入盐水中，盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子，最终通过FeCl3的吸附和共沉淀作用，在预处理器中预先除去，一部分不溶性机械杂质也被同时除去。
二、工艺流程简述来自离子膜电解的淡盐水部分经1#折流槽，加入氯化钡溶液反应后流入澄清桶，从澄清桶上部流出的清液进入配水槽；另一部分与来自板框压滤机的滤液、工业水、再生系统回收盐水及冷凝液等杂水直接进配水槽进行配水，上述各部分水在配水槽中混合后，作为化盐水由化盐池给料泵送入化盐池，溶解原盐后得到饱和粗盐水，粗盐水自流进入前反应池，在进入前反应池之前于2#折流槽内按工艺要求分别加入精制剂氢氧化钠和次氯酸钠，粗盐水中的镁离子与精制剂氢氧化钠反应生成氢氧化镁，菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物；然后用加压泵将前反应池内的粗盐水送出，在气水混合器中与空气混合后进入加压溶气罐再进入预处理器，并在预处理器进口加FeCl3，在预处理器中除去Mg(OH)2和有机小分子，经过预处理的盐水进入后反应槽，同时在第一后反应槽中加入碳酸钠，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙作为膜过滤的助滤剂，充分反应后的盐水自流进入中间槽，由过滤器给料泵送入进液高位槽，然后自流入膜过滤器，过滤后精盐水流入3#折流槽，3#折流槽中加入10%亚硫酸钠溶液除去盐水中的游离氯，再加盐酸调节PH值后流入过滤精盐水贮槽。
新普利一次盐水精制工艺的特色一、化盐池1、悬浮盐带入后道工序，会造成NaCl含量不稳定，盐层板结、固化，机泵、阀门堵塞等，严重的会产生化盐桶“井喷”现象和一次盐水系统的停车。
2、固体盐由化盐池上部加入，化盐水经环形分配管，从化盐桶底部进入，与盐层逆向接触。
3、粗盐水从化盐池上部溢流流出，出口设有格栅，以除去原盐中夹带的草、绳等。
4、在化盐池中部设有折流板，是为了防止自下而上的化盐水发生短路而影响盐水浓度不均匀。
同时避免了垂直向下的细盐粒与垂直向上的化盐水发生对撞。
5、化盐水分配管采用环形分布避免了盐层板结现象，以保证盐水浓度稳定均匀。
分配管出口加弯头使其向下，避免杂物流入管道而堵塞。
化盐槽二、前反应槽设有搅拌器，其作用有：1、加速并二次溶盐，从化盐池来的粗盐水带有少量的悬浮盐，通过搅拌使其加速溶解。
2、粗盐水中生成的NH2Cl、NHCl2即易于从盐水中分离出来，以降低生成NCl3的可能性。
3、加速精制反应功能。
三、后反应槽设有搅拌器，作用是：a.加速并使Ca2+与Na2CO3反应完全并生成CaCO3。
b.使生成的CaCO3悬浮于盐水中。
四、预处理器及预处理系统的优化设计一）预处理器澄清基本原理所谓预处理器实际上就是氯碱生产中一次盐水精制工序中的浮上澄清桶与斜板澄清桶的结合体。
其澄清原理，根据运行工艺的不同分为三种：a、先除镁后除钙加气运行；b、钙、镁同时加气运行；c、钙、镁同时除不加气运行。
1、先除镁后除钙加气运行预处理器澄清原理一定压力下溶解于粗盐水中的空气在突然减压后从粗盐水中释放出来，形成一定粒径的微小气泡，并在Fe(OH)3的作用下与盐水中的Mg(OH)2附着在一起形成絮状的悬浮物。
这种附着在气泡上的絮状悬浮物表观密度大大降低，它们在盐水中所受的浮力使其克服自身的重力和液体的摩擦力，以一定的速度向上浮起，并从上排泥口排出。
而少量的水不溶物、CaCO3固体颗粒（由于采用先除镁后除钙工艺，此时还未投加Na2CO3，还未生成大量的CaCO3固体颗粒，因此CaCO3固体颗粒是极少量的。
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离子膜法制碱是当今氯碱工业中崛起的新技术,离子膜烧碱不仅质量好,能耗低,而且从根本上解决了由石棉隔膜法制碱造成的石棉绒对水质的污染和对操作人员健康的影响。
它可用于棉纺、化纤、医药、造纸和食品工业,近年来,对烧碱的需求明显上升,特别是纺织业,在加入WTO后渐渐复苏,对烧碱及其联产品氯气的需求迅速增加。
离子膜法制碱技术具有国际先进水平,被国家确定为化工重点发展的七大工程之一。
同时符合国家提倡的企业“做大、做强、做优”及“高新技术产业化、传统产业高新技术化、优化企业产品结构”的产业政策,通过采用新技术、新工艺,提高产品质量,降低原料消耗,减少“三废”排放,实现清洁生产和循环经济[7]。
1生产方法1. 1工艺路线的选择[2]目前世界上生产烧碱的方法有4种:隔膜法、水银法、离子膜法、苛化法。
隔膜法、水银法和离子膜法都是通过电解盐水生产烧碱;而苛化法则是以石灰和纯碱为原料制取烧碱。
苛化法目前仅在少数地区采用,我国苛化法烧碱仅占总产量的1. 5%左右。
水银法烧碱含盐量低,产品浓度高,质量好,但是该法对环境污染严重,其汞害对人体有很大危害,联合国环境保护组织已要求逐步取代该法。
隔膜法在国内外均广泛采用,该法早期为石墨阳极电解槽,在组装电槽中会产生大量铅和沥青烟雾,在操作中会生成石棉绒碱性污水和石棉绒粉尘,同时该法能耗非常大,因此从20世纪70年代国内外开始用金属阳极电槽取代石墨阳极电槽。
目前发达国家已完全淘汰石墨阳极电解槽。
我国的石墨阳极装置每年尚有约20多万t的产量,国家已将其列入淘汰类工业生产能力。
与石墨法相比,金属阳极隔膜法在技术上有了很大的提高,但能耗依然较高,产品质量较差,同时仍存在一定的石棉绒污染问题。
离子膜法是20世纪80年代发展的新技术,能耗低,产品质量高,且无有害物质的污染,是较理想的烧碱生产方法。
与金属阳极隔膜法相比,离子膜法具有以下优点:(1) 工艺流程简单。
由于离子膜法电解液浓度高,因此不需要蒸发工段即可获得30%以上的产品。
