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«职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生产操作》课程教学方案
淄博职业学院《离子膜烧碱生产操作》课程教学方案
能熟练掌握离子膜淡盐水脱氯生产工艺流程;
在完成讨论学习的过程中，要善于利用各种教学资源，能与同学、老师有效地进行问题交流，增
强社会交际和沟通能力，积极地完成工作任务。
之前已学习了离子膜电解槽的开停车运行运行的操作方法；熟悉了完成精制盐水生产运行任务的
一般工作方法。
现在需要学习完成淡盐水脱氯生产过程的运行及开停车操作。
以提高学生完成工作任务的专业技能。
教学环境教学方法时间安排
多媒体教室
讨论提问法和任务驱动教学法
教学过程设计
、任务资讯
1.准备淡盐水脱氯生产工艺流程图、淡盐水脱氯真空罐的图纸资料和岗位操作法;
2.要求学生从网络检索化工生产中真空脱氯生产方法与原理的相关技术信息。
二、任务决策
根据淡盐水生产任务的要求，有针对性地分析完成该项任务所需要的工作条件;
讨论共同参与制订完成淡盐水脱氯生产的操作任务的决策方案，并进行完善提高。
三、任务计划
由师生分组
根据淡盐水脱氯生产过程的决策方案要求和完成任务需要的时间要求，由教师指导，组长组织成员完成工作任务实施的工作计划。
完成淡盐水脱氯生产过程及精制盐水电解运行出现异常问
题的原因与制订处理措施等教学内容需要
四、任务实施
2学
时。
教师:
授课
时间
授课
班级
学习
内容
子任务2 :淡盐水脱氯处理----知识点1 :淡盐水脱氯技术
专业能力
教学
目标能认知淡盐水脱氯生产工艺流程；
能分析电解生产运行过程中出现异常问题的原因与措施;
方法能力学会操作电解后产生的淡盐水脱氯运行控制方法, 程
运行中出现的异常现象的原因的方法。
并分析精制盐水电解生产过
目标群体社会能力
序号:
多媒体教室
上课地点
学时
教帅指导任务完成的总体规划, 介绍任务完成需要的条件要素, 把完成本次任务淡盐水脱氯
生产等的相关图纸、淡盐水脱氯生产岗位操作的相关知识点和质量标准要求介绍给小组成员。
小组成员获得了相关信息之后，开始讨论学习并及时做好学习记录。
具体完成步骤如下：
T兑
氯塔
氯酸盐分解罐喷射泵
图3-11淡盐水脱氯系统工艺流程示意图
323.5 淡盐水脱氯系统工艺流程（重点与难点）
精制饱和盐水进入电解槽后进行电解，盐水中只有部分NaCI分解，其余的NaCI溶液成为较
低浓度的盐水（200g/l左右）称为淡盐水，淡盐水温度为85C，含游离氯700 —800mg/l。
从电
解槽溢流而出的淡盐水通过控制阀加酸调节pH后，进入阳极液接收罐内，把阳极液接收罐内的
淡盐水采用淡盐水泵输送，将其分成两部分：一少部分与精盐水混合后送往电解槽，进行淡盐水循环；绝大部分送往脱氯塔内进行脱氯。
电解槽产出的湿氯气送到氯气总管。
淡盐水脱氯系统工艺流程示意图见图3-11 O
酸化后淡盐水由泵输送到脱氯塔，由水力喷射泵保持脱氯塔的真空度，并通过再生氯回流阀
进行调节。
在脱氯塔气体出口处装有再生氯气冷却器，用于氯气和气体蒸汽的分离，气相（基本
为Cl2 ）排放到氯气总管，冷凝下来的氯水去氯水储槽，由氯水泵送到脱氯塔或离子膜阳极液贮
罐内，进行准备下一步的脱氯。
从脱氯塔下来的脱氯淡盐水中仍含有少量的游离氯，需要采用化学法除去残余的游离氯，在
脱氯盐水泵入口加入NaOH溶液和Na2SO溶液进行化学脱氯，调节pH值在9左右，控制游离氯为
0,再由脱氯盐水泵送往盐水工序化盐。
其化学反应如下:
Cl2+H2O= HClO+HCl
HCIO+NaOH=NaCIO+ 2O
NaCIO+NaSO= Na2SQ+NaCI
由于反应生成的SO2-是强酸根，而SO2-是中强酸根（亚硫酸钠溶液在酸性溶液中会分解出SO 气体，而失去了还原性），为避免反应物PH值下降，故反应要在碱性条件下进行，但是过高的碱
性会影响一次盐水的质量和造成碱液的浪费，所以反应过程中的PH值不宜大于9。
开车操作步骤
关闭系统中所有的各排气阀、 打开所有仪表变送器进口阀，
㈢ ㈣
动慢慢打
开淡盐水
的调节自控阀将淡盐水分为两路： 另一部分送往水力喷射泵，对脱氯塔进行水力抽真空。
㈤ 打开加盐酸阀前后的手阀，手动慢慢打开加盐酸流量调节阀开始向淡盐水管道加盐酸， 使淡盐水的pH 值显示为2,稳定后将加盐酸流量调节阀转自动运行。
㈥ 稍开加盐酸流量调节阀后加纯水的阀，调节流量使纯水流量为规定值。
㈦ 完成以下工作，启动脱氯盐水输送泵。
A 联系盐水工序，做好接收淡盐水的准备
.
B 检查泵的润滑油、密封水是否正常。
手动盘车正常。
C 打开脱氯后淡盐水自控阀及前后的手阀。
打开泵的进出口阀、回流阀及出口排气阀。
泵内 排气结束后关闭出口阀和排气阀。
D 启动电机，慢慢打开泵的出口阀向一次盐水送水。
E 慢慢关脱氯塔的液位调节阀（自控），同时调节泵的回流阀以维持泵的出口压力。
F 当脱氯塔液位稳定在 50%H ，将脱氯塔内液位调节转自动运行。
㈧ 脱氯盐水泵运转正常后，完成向淡盐水中加入 NaOH 操作。
A 打开在线检测pH 值取样管进出口切断阀。
B 打开加碱自控阀前后的手阀。
慢慢打开加碱自控阀，使出口淡盐水 在8.0〜10.5范围内。
C 运行稳定后，淡盐水 pH 值在线检测仪转自动运行。
㈨ 完成向淡盐水中加入 NaOH 操作后再加入 NaaSO 操作
A 打开淡盐水取样回流阀进出口的手阀。
打开在线监测氧化还原电位计取样管进出口切断 阀。
B 检查N Q SO 贮槽液位大于50%
C 打开NaaSO 自控流量调节阀前后的手阀。
慢慢打开 NaaSO 自控流量调节阀，使脱氯盐水泵
出口淡盐水氧化还原电位显示小于 300mV
小贴士智慧园：刚开车运行时，由于淡盐水的温度较低，从脱氯塔出来的脱氯盐水中残留的
㈩开启真空系统，脱氯系统处于开车状态
A 调节脱氯盐水泵的出口阀门，调节去水力真空泵的水量达到适中，使脱氯塔内的真空度达 到60〜70kPa ,满足脱氯的真空需要。
B 开启脱氯塔气相出口管路上的列管式冷凝器上的进出冷却水，调至适量，但是温度不能低 于 9.6 Co
C 将水力喷射泵从脱氯塔内抽解吸的 Cl 2，经过气液分离后，送至从电解厂房送至氯气处理
的氯气总管道内，以回收 Cl
323.6 淡盐水脱氯系统开停车操作 （难点）
排水阀和取样阀。
如液位变送器和压力变送器。
联系氯氢处理DCS 确保氯水罐保持一定的液位，能够接收脱氯单元来的氯水。
打开脱氯塔出口管上的排气阀，打开去阳极液管路上去脱氯的淡盐水阀的进出口阀，手 部分送到脱氯
塔，脱氯塔开始接收淡盐水;
游离氯会增加，Na2SO3加入量适当加大。
⑵脱氯系统的停车操作步骤
pH 值在线检测仪显示
20
A联系调度室、盐水工序、氯氢处理工序，通知本工序准备停车。
B确认进槽盐水泵输送已经停止。
C氯氢处理停止输送氯水，并保持氯水罐的液位稳定。
D使废氯气回流压力自动调节阀处于手动控制，并慢慢打开氯气回流压力自动节阀。
E待脱氯后的盐水罐内的液位降为30%B，关闭NaOH盐酸和N Q SO溶液的自控阀，停止向
脱氯盐水泵的进口加NaOH和NaSO。
关闭的脱氯盐水泵的出口阀，停脱氯盐水泵。
F进一步检查确认公用工程和化学品供应的阀门状态正确。
想一想:
♦出槽淡盐水内为什么会含有游离氯？这些游离氯不从淡盐水中除去能行吗?
♦为什么要采用真空法脱除氯气?
♦请简述水力喷射泵产生真空的机理?
NaOH 和♦在真空脱氯前为什么要向淡盐水内加入盐酸？脱氯后为什么要向淡盐水内加入
Na2SO3 ?
323.7 精制盐水电解生产工艺控制指标见表3-15。
（重点）
表3-15精制盐水电解电生产工艺控制指标
序号取样点分析项目范围
NaCIO/(g/L) < 15
Ca2++Mg+/(ug/kg) < 20
Sr2+ /(ug/kg) < 100
1 进槽二次精制盐水Ba2+ /(ug/kg) < 100
SiO2/(mg/kg) < 10
Fe2+/(ug/kg) < 100
SS/(mg/kg) < 1
NaCl/(g/L) 190〜210
pH值 1.5 〜3.0
2 淡盐水泵出口淡盐水NaCIO/(g/L) < 20
AV-Cl 2/(g/L) 0.3 〜3
Ni —
NaCl/(g/L) 190〜210
NaCIO/(g/L) < 20
pH值4± 1
3 各电槽出口淡盐水
温度「C）80 〜90
AV-Cl 2/(g/L) 1〜3
NaSO/(g/L) < 3
NaOH浓度(%) (30 ± 2)
NaCl/NaOH/(mg/kg) <40
4 电槽进料碱液总管NaCIQ/NaOH/(mg/kg) <15
Fe2Q/NaOH/(mg/kg) <0.1
温度（C）78 〜90
1
流量(m3/h) (26 ± 2)
NaOK 度> 32%
NaCI/NaOH/(mg/kg) < 40
5 碱循环泵出口成品烧碱
NaCIO/NaO H(PPm) < 20
Fe2Q/NaOH/(mg/kg) < 0.3
NaOH浓度/% (32 ± 0.5) 6 单槽出口碱液NaCl/NaOH/(mg/kg) < 40
NaCIO/NaOH/(mg/kg) < 20
Cl 2/% > 98
O/CI 2/% < 1.5 （新膜）7 总管Cl2
H2/Cl 2(%) < 0.2
氯气压力（mmHO）-80 〜40
Cl 2/% > 98
8 单槽Cl2 O/CI 2/% < 1.5 （新膜）
H/CI 2/% < 0.2
H2/% >98
C2/H2/% <0.1
9 总管H
M/H2/% < 0.1
氢气压力（mmHO）130〜430
pH值8 〜10.5
游离氯（mV）<500
10
脱氯盐水泵出口淡盐水
pH值P H8 〜0.3g/L
游离氯（wt%）
压力（kPa）< -55
11
脱氯塔
液位/% 30 〜80
12
亚硫酸钠高位槽液位/%
20 〜80
13 再生氯气冷却器出口温度（C）< 50
14 高纯水罐液位/% 30 〜80
323.8 精制盐水电解任务生产过程异常现象原因分析及处理方法
精制盐水电解生产过程异常现象原因分析及处理方法见表3-
16。
表3-16精制盐水电解生产过程异常现象原因分析及处理方法
异常现象及原因分析
A-1 .槽电压偏高
低于允许的电槽温度:
（开车时的允许温度为 70〜75 C;正常操作时
的最佳温度为 81〜88C;后续开车时
的允许温度为65〜75C）
处理措施
通过安装阳极液罐和阴极液罐内的加热元件升高电槽温度
2 阳极液pH值小于2 切断电路
3 阳极液浓度低于180g/L 切断电路
检查纯盐水供应
检查进料盐水管是否堵塞增加纯盐水供应
4
进料盐水管堵塞或进料盐水出现故障现场检查盐水溢流情况立即切断电路
如果需要，更换离子膜如果需要，更换进料管
5 NaOH浓度比目标值高检查循环碱液的流量增加稀释用的软水
6 循环碱液进料故障切断电路
恢复碱液循环系统
7 超过允许的差压切断电路
检修气体控制系统
检查管路中的气体冷凝口
8 盐水杂质含量超标
切断电路恢复盐水纯度
9
电解槽安装和储存不当：离子膜出现褶皱离子膜正
装反
铜排连接的扭矩不充分离子膜干燥
如果严重则更换离子膜
更换离子膜
用足够大的扭矩再次固定铜排
如果严重则更换离子膜
10 电极过电压高
重新激活或更换电极
检查的L&M征兆
11 监测槽电压的电缆线接触不良
重新连接电缆线
磨光接触面
12 电压监测系统指示有误恢复电压监测系统
A-2 .低压
1 离子膜出现针孔或被撕裂
切断电路
如果严重则更换离子膜
B.电流效率低
1 碱液浓度超标调节为合适的软水流量
2 电流密度超标调节电流负荷
3 盐水杂质含量超标
切断电路恢复盐水纯度
4 离子膜机械损坏如针孔或水泡，参见现象
“ F”
如果严重则更换离子膜
5 离子膜使用寿命终结更换离子膜
6 DCS指示有误恢复DCS
C.氯气中含氧量高
1 阳极涂层性能恶化更换阳极涂层
2 电流效率低如果严重则更换离子膜
3 Cl 2密封罐中密封水量水足添加密封水
4 空气从接头、阀门等处泄漏进入CI2管线如果严重则更换离子膜
5 离子膜使用寿命终结更换离子膜
6 离子膜出现针孔，若各单元槽的CI2取样口
的Q/CI 2为：
小于3% （体积分数）
3〜5% （体积分数）
大于5% （体积分数）
正常
异常，继续分析 Q/CI 2,准备更换离子膜切断电路，更换离子膜
D.碱液中氯含量高
1 电流密度低如果必要增加电流密度
2 电解槽温度高用阴极液换热器冷却电解槽
3 阳极液中NaCI浓度低如果低于180g/L，停止电路增加进料盐水供应
4 阳极液中NaOH浓度低降低稀释用的软水
5 输入阴极液的软水中氯含量高提高软水纯度
6 离子膜机械损坏如出现针孔如果严重则更换离子膜
E.碱液中氯化物含量高
1 阳极液中氯化物含量高检查氯化物分解系统
恢复阳极液中适当的氯化物含量参见现象B
F.离子膜机械损伤
1 拧紧拉杆的扭矩不足拉杆过紧
电解槽安装不当
更换损坏的离子膜
2
离子膜预处理和安装期间由于不当拉伸而引起褶皱
或折叠
更换损坏的离子膜
3
操作时由于气压波动而引起离子膜出现孔洞或撕裂更换损坏的离子膜
G电解液泄漏
1 拧紧拉杆的扭矩不足以正确扭矩再次拧紧拉杆
2 垫片老化切断电路，更换损坏的离子膜
3 离子膜沿着垫片撕裂切断电路，更换损坏的离子膜和垫片
4 硅润滑油涂抹不当如果严重，切断电路并重新涂抹润滑油
H.氯气中含氢量高
1 离子膜出现针孔或撕裂
各单元槽CI2取样口的H b/CI 2为：
小于0.1% （体积分数） 0.1〜0.2%
（体积分数）大于0.2% （体积分
数）
更换阳极涂层
正常
异常，继续分析 H/CI 2,准备更换离子膜
立即切断电路并更换离子膜
2
H2压力极高切断电路
检查压力控制仪和H密封罐的密封深度1 •阳极液中NaCI浓度低
1 进料盐水流量低增加进料盐水流量
2 进料盐水泵故障切断电路，检修损坏的泵
3 流量控制计或流量指示仪故障切断电路处理问题
4 管线在阀门，流量表，进料管，管道混合器和
过滤器处出现堵塞
切断电路，清理管线堵塞处清理循环盐水过滤器和阳极液槽
5 循环盐水总管中通过的进料盐水偏少关闭电槽排液管上的阀门
6 阳极液中NaCI浓度低检查盐水循环
J.阴极液中NaOH浓度高
1 软水流量低增加软水流量
2 碱液循环泵故障切断电路，检修损坏的泵
3 流量控制计或流量指示仪故障切断电路处理问题
4
管道的阀门，流量计，进料管，管道混合器和滤网
处出现堵塞
切断电路，清理管线堵塞处清理循环碱液滤网和阴极液罐K.接地线杂散电流高
1 由于工具或金属材料等导体造成铜排接地故障
切断电路
检查接地故障部分并进行修复
2 槽电压不平衡注意金属管线和设备的电化腐蚀，如果严重则更换离子膜L.阴极电位高
1 阴极涂层使用寿命终结如果严重则更换阴极涂层
2 阴极涂层表面有异物检查NaOH和软水中的Fe含量降低软水中的Fe含量
检查衬橡胶管线是否正常
3 碱液中次氯酸盐的含量高于0.1mg/kg
检查离子膜是否有针孔及软水的质量
M阳极电位高
1 阳极涂层使用寿命终结如果严重则更换阳极涂层
2 阳极涂层表面有异物
检查进料盐水中的 Fe、Ba、TOC的含量
恢复进料盐水的纯度
3 阳极液pH值高引起性能恶化
检查盐水pH值控制系统更换损坏的离子膜N.盐水进料管堵塞
1
管道或设备材料的腐蚀（如橡胶管道、氯化塑料
等）切断电路
除去杂质
年度维修时清除阳极液罐中的杂质
2 氯化材料如垫片、管道衬胶、管道材料等切断电路
除去杂技
年度维修时清除阳极液罐中的杂质
3
盐水pH值小于5，导致过量的絮凝剂（聚丙烯酸
钠）沉淀切断电路
检查盐水pH值控制系统
升高盐水pH值大于6
控制絮凝剂过量大于1〜3mg/L
O.极化电压低
1
离子膜针孔
如果槽电压比相邻单元低 30mV以下开车前检查各单元槽溢流盐水的pH值（小于12可以）
2 阳极和阴极之间形成外部短路
开车前检查各单元槽溢流盐水的碱含量（小于3g/L可以）
检查电流为3kA时溢流液是否变黄
定期分析Cl2中的Q和H含量
检查两侧吊耳螺栓是否未取下冲洗外部结晶
检查是否有杂质形成外部短路
3 阳极和阴极之间形成外部短路进行离子膜的更换
4 极化电流低1提高极化电流
P.电压偏低正常值的报警
1 盐水不足或中断检查现场溢流情况
立即切断电路
如果必要的话更换离子膜
Q.电解液从单元槽底部溢水口流出
1 镍板或钛板上有裂缝或孔洞立即切断电路
如果必要的话更换离子膜
R.电槽外部有电火花
1 盐水中断导致电介质击穿而使垫片断裂立即切断电路
如果必要的话，更换单元槽和离子膜
S.爆炸声
1 盐水中断立即切断电路
如果必要的话，更换单元槽和离子膜
T.氧化还原电位高
1 淡盐水pH值高于2.5 见现象B
2 脱氯盐水pH值低于8 见现象C
3 AIA-160
4 （在线监测淡盐水中的游离氯）探
测器显示错误
手动分析检查NaCIQ的浓度
如果必要的话，更新或清净探测器
见用法说明书
U.淡盐水pH值高
1 HCl流入量不足增加HCI流入量
2 AIA-2005 （在线监测循环淡盐水的PH值）
探测器显示错误
检测HCI浓度
检测稀释水的流量
手动分析pH值
如果必要的话，更新或清理探测器
见用法说明书
V.脱氯盐水的pH值低
1
32%烧碱流入量不足增加烧碱流入量
检测32%烧碱的浓度
2 AIA-1602 （在线监测脱氯后淡盐水的PH值）
探测器显示错误
手动分析pH值
检查哪个探测器显示错误
如果必要的话，更新或清理探测器
W NaS©流入量不足
增加NaSO 流入率
检测NaSQ 浓度（10嗨
3.2.3.10 精制盐水电解岗位安全生产要领及劳动防护
⑴防火防爆注意事项
① 氢与空气混合氢气含量达到
4%-74%寸为爆炸性气体，因此管路与设备应保持密闭良好,
并保持氢气纯度在 98%以上，管路与设备附近禁止明火操作，电气及照明设备应采取防爆装置， 停车检修时应用氮气置换管路与设备至含氢合格，动火前应测定设备、管路及环境的含氢量。
动 火的设
备、管段应与系统隔断，并办理动火手续，批准后准
予检修。
② 以扑灭，
③ 可动火。
④
呕吐，严重者引起肺水肿或迅速窒息死亡，因此应防止氯气外溢。
②如遇氯气大量外溢时应立即站在上风向处，戴好防毒面具进行处理，防毒面具应按期进 行检修，保证其效
能。
如遇氯气中毒时，应先移至空气通畅处，轻者服用甘草合剂，重者注射葡 萄糖酸钙，严重者立即送医院。
⑶防化学灼伤注意事项 ①
氢氧化钠对人体皮肤、眼睛、毛发有剧烈的侵蚀性，操作中要集中精力，并戴好防护眼 镜、
胶皮手套，必要时要穿防护衣、戴面罩等。
若碱流溅入眼内，需立即用大量清水冲洗，然后 到医务室用硼酸水冲洗，严重时要到医院治疗。
② 盐酸和氯化氢气体对人体有强烈的刺激与侵蚀，操作人员在操作时应戴上眼镜、口罩、 橡胶手套以及穿工作服和胶鞋。
酸、碱容器管道附近的检修
NaSQ 加入泵不能运行 转换用备用泵 V-1604的NaSQ 液位低
充入 NaSQ 到 V-1604
323.9 精制盐水电解生产任务岗位操作原始记录 见表3-17所示。
当遇氢气起火时，不准降低运行电流或停直流电，应用绝缘灭火器或石棉布隔绝空气予 以防止氢气系统形成负压将助燃之氧引入而发生爆炸。
盐酸系统动火检修前，须将物料处理干净，切断物料来源，同时分析含氢量低于 禁火区内，严禁吸烟与动火，如必要动火时须采取必要的措施，经有关部门批准。
防毒注意事项
氯气为有毒气体，吸入肺中会引起中毒，轻者咳嗽、支气管发炎，重者有窒息感，剧咳
③ ⑷ ①
② 罐内临时操作或维修照明用灯不可超过 其它注意事项
进罐或进入容器检修和操作，见《安全技术管理制度》有关部分。
起重、吊拉、高空作业见《安全技术管理制度》有关部分。
设备检修见《安全技术管理制度》有关部分。
转动设备必须加安全罩。
流入率低
（重点与难点） 0.5% 方
应在切断物料来源、泄压、排空物料、清洗干净后进行。
防触电事项
严格执行电气安装检修规定，非电气人员不得维修电气设备。
电器设备的开关下要铺设绝缘板或干燥木板，开关应始终处于干燥状态，操作时手及手套不能潮湿。
③在电解操作人员，必须穿绝缘良好、干燥的绝缘鞋，严禁双手同时接触阴、阳极或双手同时接触槽体和接地物体。
④
36V。
⑸
①
②
③
④
⑤吊车吊件时严禁吊件下行人。
五、任务检查
对照工作标准的项目，由个人先自行检查自己完成的任务情况后，然后实行小组成员互查，由组
长和老师共同讨论给小组赋分，然后由小组成员之间分配总分到每一人。
在检查中要善于总结经验与
操作中的不足，这项任务的完成使整个任务完成的核心。
六、任务评估
对照淡盐水生产岗位操作法要求和仿真操作系统的赋分标准，由小组成员根据淡盐水脱氯生产开停车操作等工作任务的情况，提出自己的赋分建议，教师根据总体完成的进度、时间、质量、
数量和安全环保等方面的表现进行工作等级划分。
确定小组的工作业绩位次，并将个人成绩记入
学生成绩簿上。
并在此基础上完成精制盐水电解生产任务完成后的总结与提升
作业
教学反馈（提升）查阅相关资料，了解采用淡盐水脱氯生产操作方法，能清楚精制盐水电解过程出现的异常问题及其处理措施的机理；完成做中学、学中做技能训练题。
