试论离子膜烧碱工艺中能耗问题

2017年10月离子膜制烧碱工艺降低能耗技术优化林向俊(新疆圣雄氯碱有限公司，新疆吐鲁番838100)摘要:核心的设备，在实际生产过程，电解槽能耗较高，如何更为有效的降低能耗，成为了目前降低生产成本的突破口。

通过优选效果更好的电解槽改造设备，进行优化改造，实现降低能耗的目的。

关键词:离子膜烧制碱；电解槽；能耗；工艺优化氯碱工艺在国内起源于上世纪90年代，氯碱产品广泛应用于人们的日常生活和国防经济建设中。

所采用的原料容易获取，工艺技术生产过程时间短，产能量大，电解法得到的次生产品也可应用于诸多行业[1]。

但该工艺在生产过程，面临着两大问题，一个是市场需求与实际产能的对应关系，当发生产能过剩时，产生的附带产品氯气等，具有有毒、易燃、易爆、腐蚀性强等特点，而该类产品在大量存储和运输过程，势必要投入大量的成本，并且具有很高的风险。

当市场产能不足时，将影响其它化工行业的原材料供应问题。

另一个问题则是在电解法制烧碱过程能耗巨大，电力供应和供电成本影响了企业的生产成本[2]。

因此目前许多企业都在寻求能更好的降低能耗的新技术设备，来降低生产成本。

近年来离子膜电解法成为了主流了制烧碱工艺技术，具有生产的产品纯度高、设备投资及占地面积小，能持续生产，产能大等优点[3]。

在此基础上发展起来的零极距电解槽，阴阳极极板与离子膜之间的距离几乎为0。

减小了极距的电解槽，有效的降低了电子城阴极侧的电压降，可以达到良好的降低能耗的目的。

1降低工艺能耗分析1.1能耗问题氯碱化工工艺是一个高耗能的技术，急需要解决的就是降低能耗，降低生产成本。

整个工艺技术核心部分是电解槽，膜极距工艺技术的应用，在一定程度上有效的降低了能耗，因此，越来越多的氯碱企业开始推广并采用膜极距电解槽设备来进行烧碱的生产。

1.2影响能耗因素降低能耗主要通过两个方面，一是降低用电的电量损耗，二是提高氯碱产量。

能耗由功率和时间决定，在生产过程电流稳定，工作时间固定，因此电能消耗的高地在于通过电压调节来实现。

离子膜烧碱工艺中能耗问题分析研究摘要：氯碱工艺在国内起源于上世纪90年代，氯碱产品广泛应用于人们的日常生活和国防经济建设中。

所采用的原料容易获取，工艺技术生产过程时间短，产能量大，电解法得到的次生产品也可应用于诸多行业。

但该工艺在生产过程，面临着两大问题，一个是市场需求与实际产能的对应关系，当发生产能过剩时，产生的附带产品氯气等，具有有毒、易燃、易爆、腐蚀性强等特点，而该类产品在大量存储和运输过程，势必要投入大量的成本，并且具有很高的风险。

关键词：离子膜；烧碱工艺；能耗；优化1.离子膜法烧碱工艺优点1.1能耗较低。

离子膜法不需要进行蒸发，能够减少该步骤能耗，此外，电解以及水循环工段能耗也会相应减少，从而降低能耗。

1.2污染小。

离子膜法烧碱工艺中产生的废液以及废气都可以循环使用，几乎不会对环境造成破坏。

1.3产品纯度高。

离子膜法烧碱工艺能够生产出高品质的产品，其纯度能够满足化纤行业生产的要求。

1.4生产安全性高。

离子膜法烧碱工艺生产灵活稳定，电解槽能够适应大幅度的电流变化，灵活控制生产，此外，离子膜法烧碱工艺操作简便，维护简单，降低了工人的工作强度。

2.烧碱工艺中能耗问题分析2.1电解液中电耗能的问题。

产生电耗过大的问题，主要是因为在整个离子膜的电解过程中，电解质中在不断电解过程中会增加了大量的杂质，而在生产中影响的有NH4对电解槽的电流效率有影响的Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Hg2+、I、SO42-、SiO2，会导致电压升高的Mg2+、Ni2+、Fe2+、Al3+、SiO2。

特别是在电解压处理过程中，企业使用除I-技术I-与盐水中的Ba2+形成碘酸钡和高碘酸钡，此化合物阻止了BaSO4沉淀的形成，又阻止了螯合树脂的吸附，它们随精盐水进入电解槽，渗透到离子膜内部，从而影响电解槽的电流效率，造成能耗过大。

因此，虽然各生产企业使用电解液的质量（如海盐、井矿盐、湖盐）、电解槽电解过滤能力不同，其中所杂质含量各有区别，但离子膜法电解系统对电解液的要求基本一致。

化工工艺离子膜烧碱生产系统的节能研究摘要：随着我国科技的进步，制造业水平快速发展。

近年来，离子膜烧碱生产系统获得很大发展，为进一步降低产品能耗，行业绿色发展，提供了非常合适的条件，在这种形式下，氯碱企业应不断提升先进技术的应用，主动探讨节能减排新技术，高度重视环保问题，从而确保企业长期健康发展。

关键词：化工工艺；离子膜烧碱；生产系统；节能研究引言随着科学技术的发展，技术水平迅速提高，新技术、新工艺层出不穷，良好的离子膜烧碱生产系统为高电流密度电解槽的使用打下基础；国家产业政策要求氯碱行业向着清洁文明方向发展，节能和减排同时作为企业考核指标，都将促进技术的创新与应用。

1我国的离子膜烧碱发展现状和存在的问题我国是世界烧碱产量及产能最大的国家，自1986年开始从日本首次引进离子膜烧碱生产线，由于其具有节电、省汽、产品质量好、环境污染少等优点，逐步淘汰了隔膜碱等落后生产工艺。

2015年底，国内离子膜法碱产能达到3818万吨，约占比98.6%，已成为国内主要的烧碱生产工艺。

但是我国广泛使用的离子膜烧碱技术具有诸多问题，主要的是生产原料的浪费较大、生产工艺复杂、生产线具有一定的安全隐患等。

除此之外，关键的离子膜主要依靠进口，国产化水平低；受设备制造水平限制，国产离子膜电解槽多具有故障率高、系统不稳定等问题，这些对于生产效率和安全性等方面造成了较大的影响。

因此，我们需要针对这些问题进行离子膜烧碱生产工艺技术的改进和优化。

2离子膜烧碱生产系统的节能措施（1）首先是降低电耗。

氯碱行业是高耗能行业，氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝，降低电耗是离子膜碱生产主要的节能降耗途径。

影响离子膜碱电耗的因素如整流工序，其将交流电通过变压、整流变为离子膜电解槽用的直流电，其主要损耗为整流电损。

据相关统计，整流效率没提高1%，吨烧碱整流电损可降低26.30千瓦时。

可通过抑制整流器谐波，提高自然功率因素，减少高次谐波的危害。

并选择节能型大功率晶闸管（可控硅）整流器作为电解电源，其效率正常值比二极管整流装置高2%-3%。

离子膜烧碱工艺中能耗问题的研究摘要：伴随着我国科学技术的进步，我国制造业水平发展迅速。

近几年来，离子膜法烧碱生产取得了很大的发展，为进一步降低产品能耗，实现工业绿色发展提供了良好的条件。

氯碱企业要以此为契机，不断提高技术水平，积极探索节能减排新技术，重视环境保护，保证企业长期健康发展。

关键词：离子膜烧碱工艺；能耗1离子膜法烧碱工艺优点离子膜法烧碱是20世纪80年代发展起来的一种新型烧碱工艺，与传统的金属阳极隔膜法烧碱工艺相比，具有明显的优越性。

(1)工艺操作简单。

采用高浓度的电解液制备离子膜法烧碱，不需蒸发就可得到高浓度的烧碱。

（2）减少能源消耗。

该工艺不需离子膜蒸发，可降低能耗。

另外，电解和水循环的能量消耗也会相应减少，从而降低能耗。

（3）减少污染。

该废液在烧碱生产过程中可回收利用，对环境的危害小。

（4）产品纯度较高。

采用离子膜法烧碱可生产优质产品，其纯度可满足化纤行业的生产要求。

(5)生产设备占用的空间较相对于其它烧碱生产工艺，离子膜烧碱工艺具有设备少、占地少的特点。

（6）安全生产情况。

离子膜法制碱工艺灵活而稳定。

本发明能够适应大电流的变化，灵活控制生产。

此外，该离子膜法烧碱操作维护方便，减轻了工人劳动强度。

2离子膜烧碱工艺中的节能发展方向2.1节电方向第一，为节省照明用电，以往所有灯具均采用自镇流(125 w)水银焊剂灯。

由于电压的影响，这种灯的芯子容易烧坏，需要经常更换。

若要降低成本，节省能源，就必须将所有灯具更换为40 W的节能型灯具。

节能灯具如能使用一年，每年可节约2万度电。

一家中型烧碱企业如果使用节能灯一年，每年可以节省电费80万元。

第二，节约用电。

若要省电省电，可将泵的回流改为变频器，即改用节流阀调节变频器的调速电机。

马达工作效率更高，大大延长马达及泵的使用寿命，减少泵的机械磨损及维护时间。

第三，电极零距离转换。

零极距电池通过在两个双极性电池之间增加一个弹性网子，缩短了电极间的距离，减小了电阻，从而达到降低功耗的目的。

离子膜法制烧碱节能技术分析论文离子膜法制烧碱节能技术分析论文1离子膜法制烧碱节电技术分析1.1节约动力电在当下烧碱生产设计过程中，经常会出现动力电消耗现象，尤其是氯碱生产中电解槽装置的电能消耗量，尤其明显，且大部分都是来自于回流电路。

因此，只有控制好电解槽的电压，使其各项指标达到基准范围才能实现生产节约目标。

可以利用离子膜法制烧碱节电技术来完成，具体做法可以从以下几方面进行分析。

其一，更换电解槽中氯气输送水环泵，可以选用节能型氯气压缩机来替代。

其二，利用中、高压法来进行液氯生产，最大化保证节能生产效果。

其三，对电解槽所释放的热量进行有效回收，进而满足氯气和氢气排放需求。

其四，针对一些大型氯碱生产电器，应采用变频调速技术，来进行节电控制，并严格检测进槽盐水的各项指标，防止电压过高产生大量的电能消耗，可以采用零极距电解槽来控制电压流动状态。

其五，当条件允许时，可直接将氢气输送出临界面，从而减少动力消耗，提高电流效率。

最后，在适当条件下，可通过降低氯压机和氢压机出口的压力，来实现动态节能生产[1]。

1.2节约照明用电通常，工业照明用电，主要包括：室内照明，户外装置照明，站、场照明，地下照明，道路照明等。

按照国家相应的建筑照明设计标准来看，现下，氯碱工业照明用电值要远远高于基准用电参数，因此，为了实现节电生产，应将其照明系统控制在40W范围内，就可完成基本生产。

2离子膜法制烧碱节水技术分析氯碱工业生产属于用水量较大的生产行业，据相关数据证明，普通中小型企业年用水量就可高达数百万吨以上，而大型生产企业则要用到近千万吨用水量。

除此之外，氯碱工业所产生的污废水排放量也要高于其它化工生产企业，随着其企业规模的不断扩大，生产用水及水环境污染情况也在日益加剧，因此，相关企业应大力实行节水环保的生产原则，全面提升企业水资源的合理利用。

首先，可以循环利用设备冷却水，使其达到跨车间、跨工段、跨岗位的利用效率，并对一些用水量较大的生产车间，实行安装冷却用水闭路循环系统，这样就可在一定程度上，达到节水目的，控制水资源浪费情况。

离子膜法烧碱生产中的节能降耗策略摘要：近年来由于我国经济在不断发展，导致了离子膜法制碱发展迅猛，各地争相新建、扩建离子膜生产装置，但是快速发展可能会造成国内烧碱市场供过于求的局面，而且国内大多数离子膜生产厂家也存在着使用超前、研发滞后以及产品消耗水平较高，离子交换膜使用寿命短等诸多问题，因此，文章认为应该根据实际情况适时适度发展离子膜法制碱，同时在制造离子交换膜制造过程中的能耗问题，以便达到使用最低的能耗生产出最多的离子膜的方法。

关键词：离子膜；烧碱工艺；能耗问题1.引言：经济全球化使各行业市场竞争日趋激烈，以往的粗放式生产模式已然无法满足现代社会的发展需求，企业必须以现有资源为依托，充分研判市场行情与先进工艺技术，优化生产效益。

然而，在实际生产运营中，企业管理人员如何抓准时代契机，结合自身优势，对离子膜烧碱生产系统进行科学优化，使其展现出更为优质的节能效果，同时创造更大的经济价值，值得我们更为深入地探索。

2.烧碱的用途烧碱（学名：氢氧化钠）是一种可溶性强碱，是一种广泛应用于工业的化工产品。

在冶金工业里，矿石里的活性成分通常转化为可溶性钠盐，以除掉不溶性杂质。

所以，通常需要添放纯碱，有时添放烧碱。

例如，在铝冶炼过程里，使用纯碱和苛性钠制备冰晶石并处置铝土矿。

在钨冶炼过程里，首先将精矿和纯碱焙烧成可溶性钨酸钠，然后，经过酸沉淀、脱水、还原等步骤制备钨粉。

在化学工业里，氢氧化钠用于生产金属钠。

烧碱用于生产许多无机盐，尤其是在制备一些钠盐时。

烧碱或纯碱也用于染料、药物和有机中间体的合成。

由此可见，烧碱在工业生产中发挥着巨大作用。

所以，优良的烧碱生产工艺对于工业发展能够起到促进作用。

经过长期的研究和实践，已经证明离子膜烧碱法的优越性。

离子膜法制烧碱的生产工艺，是世界上最先进的生产工艺。

经过对离子膜烧碱生产工艺的描述和优化，进一步阐述了新技术的优越性。

但国内在运用这一方法施行烧碱生产时，仍存在很多问题，不仅浪费了大量资源，也降低了工作效率。