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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。
请阐述离子膜电解法制烧碱的工艺流程下载温馨提示: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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烧碱工技师理论知识试卷A一、选择题。
1.离子膜是一种（）透过性膜。
A.流动性B. 选择性C.再生性2.次氯酸钠的化学分子式为（）。
A. NaClOB. Na2ClO C. Na3ClO3.螯合树脂再生时需要的碱液含量为（）。
A.5%B.10%C.8%4.离心泵的主要部件有：叶轮，（），轴封装置。
A. 电机B.轴承C. 泵壳5.电槽出口氢氧化钠浓度过高，则单元槽压（）。
A.越低B.越高C.不变6.淡盐水脱氯中，加入（）以除去其中的次氯酸根。
A.亚硫酸钠B.硫酸钠C. 亚硫酸钙7.离子膜电解槽阴极室的压力总是（）阳极室的压力。
A.小于B.等于C.大于8.片碱机主刮刀（）片。
A.10B.8C. 69.在降膜蒸发过程中，要避免出现壁面液膜的断裂变干现象，因此要注意控制好进入降膜蒸发器的流量，最小流量不能低于满负荷流量的（）% 。
A.20B.30C.4010.螯合树脂的再生共有（）个步骤。
A.5B. 7C.1011.二次盐水中的钙镁离子含量不超过（）。
A.20 x10-9B. 20 x10-6C. 20 x10912.停离子膜单槽时，将槽温将至（）℃以下方可排液。
A.40B.45C.5013.我分厂片碱每袋重量控制在（）千克。
A.24.95~25.35B. 24~25C. 24.5~25.514.碱液溅到皮肤上后，立刻用清水冲洗，时间不少于（）分钟。
A.10B.15C.3015.在片碱生产中，高温浓碱对镍制设备有一定的腐蚀性，腐蚀的原因主要是碱液中所含氯酸盐在（）℃以上时逐步分解，并放出新生态氧与镍材发生反应，并生成氧化镍层。
A100 B.200 C.25016.H2的爆炸极限（），CL2的爆炸极限（）A. 4.5-95%、4.1-74.2%B. 4.5-74.2%、4.1-95%C.4.1-74.2%、4.5-95%17.影响化盐操作的因素有（）A.压力温度B.压力盐层高度C.温度、盐层高度。
18.设备“三超”是指超温、（）、超负荷。
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。
离子膜烧碱工艺离子膜法制烧碱——10化工班第四组全体成员一、世界离子膜法电解装置发展历程（一）第一阶段为萌发成长期1、“四竞争”（1）复极槽与单极槽的竞争复极槽是低电压、高电压，在复极槽中，各个阴阳极单元串联而成，从而使每个电槽的槽电流相对较小，而槽电压相对较高，这对整流效率来将是一般有利的。
复极槽具有流程短，设备台数少，易采用计算机控制，占地面积少，节省电解厂面积等优势。
单极槽是高电流，低电压，在单极槽中，电流并联式的流经各电极对，由于电流流经的通道较长，致使电压降较高，唯有把各“电极对”的尺寸减少或引入内部铜导体后，才可将槽电压降低。
初期的离子膜单极槽在运行中一旦发现某槽泄露或者有问题，可与隔膜槽一样借助停槽开关，单独停槽检修或者更换，以防止对其他电槽的影响，不至于因局部事故而影响全厂生产。
单极槽可传入隔膜槽系统逐步替换隔膜槽而成为离子膜法电解。
（2）自然循环与强制循环的竞争自然循环是靠电解液的相对密度差推动电解液循环的，具有动力消耗小，循环量大，对膜冲击小，压力稳定，运行安全等特点，但是生产符合一般不能低于50%，不像强制循环那样有高压差和因操作上压差波动二造成膜的机械损伤；强制循环是采用崩推动电解液循环，增加电解反应过程中电解液在电解液内部循环的推动力，具有不受低电流负荷的影响、循环量易控制等特点，但动力消耗大，对摸冲击大，压力不稳定。
（3）单元槽有效面积的竞争单元槽有效面积增大可以有效地提高离子膜利用率，减少更换和维修费。
但是并非面积越大越好，面积过大，离子交换膜的实际强度就难以支撑，也会造成垫圈泄露。
（4）压滤机式压紧与单元组合式压紧的竞争压滤式电解槽是把多个单元槽用一个压紧装置压紧加以封闭，特点在于组装简单，膜内不受压，无接触电压损失，但需要有较高的压紧力，密封面加工要精密、单片槽加工精度要求高，存在槽框加工误差累积问题；单元组合式电解槽是单独地将每一电极对的法兰夹夹紧，以达到可靠的密封要求，2、“四趋向”（1）电流密度趋向提高；（2）单元槽数量趋向增多；（3）单槽产能趋向增大；主。
离子膜烧碱工艺(整理过)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10wtppb 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，气量是淡盐水2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。
离子膜电解装置中电解工序产生的湿氯气温度高、压力低，并含有大量水分。
含有较多水分的湿氯气中会发生化学反应，生成盐酸和次氯酸。
