离子膜电解装置工艺学习
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离子膜槽电解法介绍离子膜槽电解法(Electrodialysis with Ion Exchange Membranes,简称EDIX)是一种通过离子交换膜实现离子选择性传输的电解方法。
该方法可以用于分离溶液中的离子,并广泛应用于水处理、环境保护、化学工业等领域。
原理离子膜槽电解法利用离子交换膜的选择性透过性,将溶液中的离子分离开。
在离子膜槽中,溶液被分成两个盛有离子交换膜的相邻腔室。
当外加电压施加在电解槽上时,离子会通过离子交换膜迁移,形成阳离子腔和阴离子腔。
离子膜槽电解法的关键是离子交换膜。
离子交换膜具有特殊的结构和化学特性,能够选择性地通透不同离子。
阳离子交换膜透过阳离子,阻挡阴离子,而阴离子交换膜则相反。
通过调整电解液的成分和电压的施加,可以实现不同离子的选择性传输和分离。
应用离子膜槽电解法在水处理中的应用非常广泛。
它可以用于去除水中的离子污染物,如重金属离子、硝酸盐离子等。
此外,离子膜槽电解法还可以用于海水淡化,将海水中的盐分去除,以获得淡水资源。
离子膜槽电解法也被应用于化学工业中的溶液分离和提纯。
例如,它可以用于酸、碱、盐等化学品的分离和浓缩。
此外,离子膜槽电解法还可用于生产氢气和氧气,以及其他化学反应的电催化反应。
优势和局限性离子膜槽电解法相比传统的电析法和电渗析法具有以下优势: 1. 选择性高:离子交换膜具有很好的选择性,可以实现高效的离子分离。
2. 能耗低:相对于传统的电析法和电渗析法,离子膜槽电解法的能耗更低。
3. 操作简便:离子膜槽电解法的操作相对简单,只需施加适当的电压和调整电解液成分。
然而,离子膜槽电解法也存在一些局限性: 1. 成本较高:离子交换膜的制备成本较高,增加了整个设备的成本。
2. 膜污染:长时间使用后,离子交换膜容易受到污染,影响传输效率。
3. 对离子浓度要求高:离子膜槽电解法在分离高浓度离子时效果较好,但对于低浓度离子的分离效果较差。
发展趋势随着科学技术的发展,离子膜槽电解法在水处理和化学工业中的应用将进一步扩大和深化。
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0t/a离子膜装置,一是12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺50000t/a离子膜装置。
二、烧碱制碱技术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。
重要是膜和相应电解槽发展决定离子膜制碱技术。
膜和电解槽发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步,当前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产,国内去年开始山东东岳集团才开始生产出用于强制循环膜。
电解槽从最开始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0t/a离子膜装置精制、电解工序、氢解决工序,氯气送50000t/a离子膜装置氯干燥解决;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、氯气解决工序、氢解决工序。
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,可吸取氯气和二氧化碳。
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有毒气体。
密度为3.21,是空气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。
液氯密度为1.47,熔点-102℃,沸点-34.6℃,气化热62kcal/kg(36℃)。
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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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。
内容提要II. 电解装置II-A 概述II-A-1 电解工艺II-A-2 阳极部分II-A-3 阴极循环II-A-4 电解II-B 离子交换膜工艺原理II-B-1 反应(1) 主反应(2) 钠离子的选择性渗透(3) 通过膜水的迁移(4) 金属氢氧化物的沉淀II-B-2 操作参数(1) 实际电流(2) 阳极液浓度(3) 阴极液浓度(4) 电解液的流量(5) 电流效率的估算(6) 通过膜的压差(7) 气体压力(8) 电解液的温度(9) 油压机II-C 电解槽操作II-C-1 安全设备II-C-1.1 整流器的自动关闭II-C-1.2 其他的联锁系统II-C-1.3 细节II-C-1.4 应急电源II-C-1.5 联锁图II-C-1.6 报警信号清单II-C-1.7 草图II-C-2 膜试漏(1) 概要(2) 准备(3) 阴极室充氮加压(4) 膜试漏(5) 膜试漏的必要性(6) 必须进行膜试漏的原因II-C-3 电解槽的泄漏试验和空气清除(1) 概要(2) 准备(3) 充纯水(4) 电解槽的泄漏试验(5)排水II-D 电解开车II-D-1 操作准备II-D-1-1 阴极系统的空气清除II-D-2 电解槽开车II-D-2.1 充电解液II-D-2.2 气体总管连接,电解液循环和开车II-D-2.3 正常运转阶段II-E 电解槽停车II-E-1 概要(1)标准步骤(2)停车后电解槽的处理II-E-2 电解槽的预备停车II-E-3 电解液的排除II-E-4 单元槽和膜的清洗II-E-5 膜湿润II-E-6 紧急停车II-F 电解槽的正常操作II-F-1 电解负荷调节II-F-2 电解液流量调节II-F-3 压差调节II-F-4 温度调节II-F-5 电解液浓度调节II-F-6 锁定电解槽II-G 油压机的操作(1) 油泵的启动和主要管线压力的调节(2) 调节万能块的减压阀(3) 油压机的操作(4) 油供应指示(5) 油压系统的维护说明II-H 电解系统的标准操作条件表格和相关图形II-I 故障排除II-J 电解槽操作的步骤图II-K 电解槽开车和停车检查清单II 电解装置II-A 概述II-A-1 电解工艺电解工艺包括8台电解槽以及它们的相关设备电解槽的结构显示如下:一个电解槽包含1个挤压单元(hydraulic press unit),91个复极槽(bipolar cells),安装在侧杠两边的1个阳极终端槽(anode terminal cell)和1个阴极终端槽(cathode terminal cell),以及循环系统。
离子交换膜法电解制碱工艺一、离子膜电解制碱原理如下图。
电解槽的阴极室和阳极室用阳离子交换膜隔开,精制盐水进入阳极室。
通电时H20在阴极表面放电生成氢气,Na+离子通过离子膜由阳极室与OH-结合成NaOH;CL-离子则在阳极表面放电生成氯气。
经电解后的淡盐水随氯气一起离开阳极室。
氢氧化钠的浓度可利用进电解槽的纯水量来调节。
离子膜电解制碱原理二、盐水的二次精制盐水的质量是离子膜电解槽正常生产的一个关键。
它不仅影响离子膜的寿命,也是离子膜能否在高电流密度下运行得到高电流效率的至关重要的因素。
电解槽所用的阳离子交换膜,具有选择和透过溶液中阳离子的特性。
因此,它不仅能使Na+离子大量通过,而且也能让Ca2+、 Mg2+、 Fe2+、Ba2+、等离子通过,当这些杂质阳离子透过膜时,就和从阴极室反渗过来的微量OH-离子形成难溶的氢氧化物堵塞离子膜。
在盐水中氯酸根和悬浮物也能影响离子膜的正常运行。
有的离子膜对盐水的I-离子的含量还有要求。
因此,用于电解的盐水的纯度远远高于隔膜电槽和水银电槽,他必须在原来一次精制的基础上再进行第二次精制。
(一)二次盐水的过滤一次盐水中的少量悬浮物,如果随盐水进入螯合树脂塔,将会堵塞树脂的微孔,甚至使树脂呈团状物,严重时有结块现象,从而降低树脂处理盐水的能力。
因此,盐水精制时一般要求盐水中悬浮物(s.s)的含量小于1ppm。
这样就必须经过过滤,如果采用传统的砂滤设备往往不能符合要求,目前常用的是碳素管式过滤器。
碳素管式过滤器是由许多根烧结的碳素管组成,具有良好的耐腐蚀性,它由纯碳烧结而成,管壁上分布有均匀的微孔,孔径为100μ,气孔率为42%。
过滤后的二次盐水能达到悬浮物(s.s)的含量小于1ppm的要求。
(我们公司的不锈钢纤维烧结滤芯亦能满足这种过滤要求,我们可以开拓它在离子膜制碱中二次盐水过滤中的应用。
)1-澄清盐水槽;2-澄清盐水泵;3-助剂给料泵;4-助剂接料泵;5-碳素过滤器;6-预涂泵;7-预涂槽;8-过滤盐水槽;9-过滤盐水泵预涂过滤前必须在碳素管的外表面预先涂上一层厚薄均匀的助滤剂α-纤维素,以防止盐水中的悬浮物堵塞碳素管的微孔,以提高过滤器的过滤性能。
目录摘要 (2)关键词 (2)前言 (2)1烧碱物化性质 (2)1.1烧碱的物理性质 (2)1.2烧碱的化学性质 (2)2烧碱生产原理 (3)3离子膜制碱的工艺流程 (5)3.1盐水二次精制工序 (5)3.2电解工序 (5)3.3淡盐水脱氯工序 (7)3.4离子膜修槽工序 (8)4生产过程的物料和能量衡算 (8)5离子膜法碱液蒸发的特点 (10)6影响碱液蒸发的因素 (11)6.1生蒸汽压力 (11)6.2蒸发器的液位控制 (11)6.3真空度 (12)6.4电解碱液浓度与温度 (12)6.5蒸发完成液浓度 (12)6.6蒸发器的效数 (12)6.7蒸汽分离器 (13)6.8热损失 (13)7生产过程危险危害因素评价 (13)7.1中毒 (13)7.2火灾和爆炸 (13)7.3灼伤 (14)7.4触电 (14)7.5噪声 (14)7.6高处坠落 (14)7.7机械伤害 (15)8劳动安全卫生对策措施 (15)8.1防毒对策措施 (15)8.2防火防爆对策措施 (15)小结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)摘要:烧碱离子膜电解工艺中离子膜工段有盐水二次精制、电解、淡盐水脱氯、离子膜修槽等工序。
关键词:烧碱 离子膜 工艺前 言烧碱(又称为氢氧化钠)在国民经济中有着重要的作用。
广泛应用于造纸、纤维素的生产、洗涤剂、合成脂用酸的生产以及动植物油的提炼。
纺织印染工业用作棉布退浆、煮炼剂和丝光剂。
化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。
石油工业用于精炼石油制品,并用于油田钻井泥浆中。
同时,还用于生产氧化铝、金属锌和铜以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药等方面。
近年来,随着中国国民经济的发展,烧碱在各行各业中的应用也越来越重要。
目前,氯碱生产有隔膜法、水银法和离子膜法。
无论在技术先进、工艺优越性以及产品质量、节约能源等方面均为离子膜法占优。
然而,无论用何种方法生产,在烧碱生产过程中都存在着多种危险危害因素,一旦发生事故可能造成极为严重的后果,不仅影响到生产的正常进行,同时人们的生命和财产也将遭到损失。
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。