离子膜法氯碱技术基本知识
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离子膜烧碱工艺要点1.工艺概述:离子膜烧碱工艺是通过离子交换膜将盐类水溶液中的离子分离出来,从而得到高纯度的烧碱。
该工艺具有高效、低能耗、无排放等特点。
2.原料准备:离子膜烧碱工艺的原料主要是氯化钠。
通常采用固体氯化钠与稀盐酸反应生成盐酸溶液,随后进入电解槽进行电解过程。
3.电解槽:电解槽是离子膜烧碱工艺的核心设备。
电解槽内部有阳极和阴极,通过电流的作用将盐酸溶液分解成氯气、氢气和碱液。
4.离子交换膜:离子交换膜是离子膜烧碱工艺中起分离离子的关键作用的装置。
离子交换膜具有特定的孔径和电荷特性,可以选择性地阻止阴离子或阳离子的传输,从而将氯离子分离出来。
5.电流密度控制:在离子膜烧碱工艺中,电流密度是一个重要的参数,它对烧碱的质量和产量有着重要影响。
适当的电流密度可以提高烧碱的产量和质量,但过高的电流密度会导致膜的不稳定和能耗的增加。
6.碱液分离:通过离子交换膜的作用,阳离子和阴离子被分离出来,形成高纯度的烧碱液。
烧碱液经过处理后可以得到可供市场使用的高纯度烧碱。
7.能耗控制:离子膜烧碱工艺相比传统的烧碱工艺具有较低的能耗。
通过合理控制电流密度、优化设备结构和提高膜的选择性,可以进一步降低能耗,提高工艺的经济性。
8.废水处理:在离子膜烧碱工艺中,产生的氯气和氢气需要进行处理,以避免对环境造成污染。
氯气可以通过水处理和氧化处理得到盐酸,而氢气则可以通过氧化和还原的过程得到水。
9.工艺优势:离子膜烧碱工艺相比传统的烧碱工艺具有诸多优势。
首先,它可以生产高纯度的烧碱,适用于一些对烧碱纯度要求较高的行业。
其次,该工艺具有高效、节能、环保的特点,可以降低生产成本和对环境的影响。
10.应用领域:离子膜烧碱工艺广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
在化工行业中,高纯度烧碱被用于生产合成纤维、染料、橡胶等产品。
在制药行业中,烧碱被用于中药提取和药品合成等。
在冶金行业中,烧碱被用于生产铜、锌等金属。
总之,离子膜烧碱工艺是一种高效、低能耗、环保的烧碱生产工艺,具有广泛的应用前景。
离子交换膜法氯碱工业原理离子交换膜法是一种常用于氯碱工业中的重要工艺,主要用于制备氯气、氢气和氢氧化钠。
该工艺基于离子交换膜的特性,通过离子交换作用将电解质溶液中的离子分离出来,实现氯碱分离和纯化。
离子交换膜法氯碱工业的原理可以分为电解池、离子交换膜和离子交换作用三个方面来阐述。
1. 电解池离子交换膜法氯碱工业通常采用的是膜电解池,电解池内分为阳极和阴极两部分。
阳极通常由钛或钛合金制成,阴极则由钢制成。
阳极和阴极之间通过离子交换膜分隔开来,形成两个独立的电解室。
电解池内的电解质溶液通常是氯化钠溶液,其浓度在氯碱工业中扮演着重要的角色。
2. 离子交换膜离子交换膜是离子交换膜法的核心部分,它具有良好的离子选择性和离子传递性能。
离子交换膜的主要作用是将阳离子和阴离子分离开来,使得氯离子通过阳极膜进入阳极室,而钠离子则通过阴极膜进入阴极室。
离子交换膜通常由聚合物材料制成,具有较高的耐酸碱性和耐高温性。
3. 离子交换作用离子交换膜法氯碱工业的核心原理就是离子交换作用。
在电解过程中,阳离子和阴离子通过离子交换膜的作用被分离开来。
阳离子通过阳极膜进入阳极室,而阴离子通过阴极膜进入阴极室。
在阳极室中,氯离子发生氧化反应,生成氯气;而在阴极室中,水分子发生还原反应,生成氢气和氢氧化钠。
通过这种离子交换作用,实现了氯碱的分离和纯化。
离子交换膜法氯碱工业的优点在于能够高效地产生氯气、氢气和氢氧化钠,且产品纯度较高。
此外,该工艺还具有能耗低、生产成本较低、环境友好等优势。
但是离子交换膜的成本较高,且在使用过程中需要定期维护和更换,增加了工艺的复杂性和成本。
离子交换膜法氯碱工业是一种常用的制备氯气、氢气和氢氧化钠的工艺。
该工艺通过离子交换膜将阳离子和阴离子分离开来,实现氯碱的分离和纯化。
离子交换膜法具有高效、环保、低能耗等优点,但也存在成本较高和维护复杂的问题。
随着科技的不断进步,离子交换膜法氯碱工业将继续得到改进和发展,以满足人们对氯碱产品的需求。
氯碱行业离子膜法电解工艺碳排放核算标准氯碱行业是我国重要的基础化工行业之一,其生产过程中会产生大量的二氧化碳排放。
为了减少碳排放,氯碱行业采用了离子膜法电解工艺。
那么,氯碱行业离子膜法电解工艺碳排放核算标准是什么呢?首先,我们需要了解离子膜法电解工艺的基本原理。
离子膜法电解是一种通过离子膜将电解槽分成阳极室和阴极室,使得阳离子和阴离子分别在两个室内电解的工艺。
在氯碱行业中,离子膜法电解工艺主要用于氯化钠电解制备氢氧化钠和氯气。
相比于传统的氯碱工艺,离子膜法电解工艺具有能耗低、环保、产品纯度高等优点。
然后,我们需要了解碳排放核算标准。
碳排放核算标准是指对于某一行业或企业,在生产过程中所产生的二氧化碳排放量的计算标准。
在氯碱行业中,碳排放核算标准主要包括两个方面:一是电力消耗,二是原材料消耗。
对于电力消耗,氯碱行业采用离子膜法电解工艺时,需要消耗大量的电力。
因此,电力消耗是氯碱行业碳排放核算标准的重要组成部分。
电力消耗的计算方法主要是根据电解槽的电压和电流来计算,然后将其转化为二氧化碳排放量。
对于原材料消耗,氯碱行业采用离子膜法电解工艺时,需要消耗大量的氯化钠。
因此,原材料消耗也是氯碱行业碳排放核算标准的重要组成部分。
原材料消耗的计算方法主要是根据氯化钠的质量和含氯量来计算,然后将其转化为二氧化碳排放量。
综上所述,氯碱行业离子膜法电解工艺碳排放核算标准主要包括电力消耗和原材料消耗两个方面。
在计算碳排放量时,需要根据电解槽的电压和电流、氯化钠的质量和含氯量等因素进行计算。
通过制定碳排放核算标准,可以有效地减少氯碱行业的碳排放,促进氯碱行业的可持续发展。
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。
离子膜法制烧碱离子膜法是一种常用的制烧碱的方法,它利用离子膜的特殊性质分离盐溶液中的钠离子和氯离子,从而得到高纯度的烧碱。
该方法具有操作简便、能源消耗低、生产效率高等优点,因此被广泛应用于工业生产中。
以下是离子膜法制烧碱的详细介绍:1. 原料准备制烧碱的原料主要是盐湖卤水,这种卤水中含有大量的氯化钠和少量的其他盐类。
首先需要通过过滤、沉淀等工艺去除掉悬浮在卤水中的杂质,然后将卤水加热至一定温度(通常为80-90℃)。
2. 离子膜降温器将加热后的卤水从高温区域送入离子膜降温器中冷却,使其降至制烧碱所需的温度(通常为50-60℃)。
离子膜降温器是由一系列离子交换膜组成的,在这些膜的作用下,盐溶液中的阳离子和阴离子被分离开来。
3. 离子膜电解槽将降温后的卤水送入离子膜电解槽中,该电解槽也是由若干个离子交换膜组成的。
在电解槽中,经过电流作用后,阳极释放出的氢离子与阴极释放出的氢氧化物离子在离子交换膜中相遇并进行化学反应,生成气态氢和氢氧化钠溶液。
其中,氯离子则在离子交换膜中被滞留,无法通过,从而得到纯净的烧碱。
4. 氢氧化钠的回收在离子膜电解槽中产生的氢氧化钠溶液一般是稀溶液,需要通过蒸发器进行浓缩和蒸发,得到高浓度的氢氧化钠。
随后,在加入适量的副反应抑制剂和其他添加剂的情况下,将氢氧化钠溶液送入后续的过滤、纯化、精制等工序进行提纯和加工处理,最终得到市售的烧碱产品。
离子膜法制烧碱作为一种环保、高效、节能的制碱工艺,正在得到越来越广泛的应用。
未来,我们也将持续关注离子膜法制烧碱技术的发展和创新,为推动我国制烧碱行业的升级和发展贡献力量。
离子膜法生产氯碱操作规程离子膜法是一种用于生产氯碱的成熟工艺,它以离子膜电解器为核心设备,在工业生产中具有广泛的应用。
下面是离子膜法生产氯碱的操作规程,详细介绍了操作步骤和注意事项。
一、设备准备1.确保离子膜电解器及相关设备处于良好状态,检查设备的电缆、管道等是否完好无损。
2.检查原料储槽的液位及浓度,确认储槽内氯化钠(NaCl)和水(H2O)的供应充足。
3.检查电力供应情况,确保电解器正常运行所需的电力供应稳定可靠。
二、操作步骤1.打开水浴加热器的循环泵,使加热器内的水循环流动,将水温升至设定温度。
2.打开氯化钠储槽进料泵,将氯化钠供应至电解器的氯化钠仓中,注意控制进料流量。
3.打开水储槽进料泵,将水供应至电解器的阳离子仓中,注意控制进料流量。
4.打开电解器冷却水进出水阀门,确保电解器冷却水循环正常。
5.启动电解器设备,开启电流电压,监测电流电压是否在正常范围内。
6.持续监测电解过程中的温度、电流和电压等参数,确保电解过程稳定运行。
7.在电解过程中定期检查和清理离子膜和阳离子、阴离子层,保持离子膜的通透性。
8.电解过程结束后,关闭电解器设备,断开电流电压供应。
9.关闭水浴加热器循环泵和水储槽进料泵,切断水浴加热器和水储槽的供水。
三、注意事项1.操作前应熟悉离子膜电解器及相关设备的结构和工作原理。
2.严格按照规程操作,不得擅自改变操作步骤或参数。
3.定期检查设备,确保设备处于良好状态,及时处理设备故障。
4.离子膜电解器操作结束后,应及时进行清洗和维护,保持设备的正常运行。
5.操作人员应穿戴好防护装备,注意操作过程中的安全防护措施,避免发生事故。
6.定期进行设备检修和维护,保障设备的长期稳定运行。
以上是离子膜法生产氯碱的操作规程,操作时需要严格按照规程进行操作,并注意设备的安全和维护,确保生产过程正常运行和生产质量的稳定。
操作人员应具备相关工艺知识和操作经验,在操作过程中严格遵守相关规定,确保生产安全和环境保护。
氯碱电解工艺知识点总结一、氯碱电解工艺概述氯碱电解是指利用电解法生产氯气、氢气和氢氧化钠。
它是一种重要的化工生产方式,广泛应用于化工、冶金、轻工、食品、制药等行业。
氯碱电解工艺主要包括离子的迁移和电化学反应过程,是一个综合性的工艺体系。
二、氯碱电解工艺的原理和流程1. 氯碱电解的原理氯碱电解的基本原理是利用电解池中正负极的电极反应,将盐水(氯化钠溶液)进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠的工艺过程。
电解池中通过电功率的供给,使得阳极上的氯离子(Cl-)向阴极迁移并在阴极上发生还原反应,生成氢气,而在阴极上的水分子发生氧化反应生成氧气和氢氧化钠,同时氯离子在阳极上被氧化生成氯气。
2. 氯碱电解的流程氯碱电解工艺主要分为膜法电解和水解法电解两种方式:(1)膜法电解是将阳极和阴极之间安装离子交换膜,使得阳极和阴极之间的产物分开,防止产生氢氧化钠的过程中出现的氯化钠夹带的问题,使得氯气、氢气和氢氧化钠三种产物分开收集,水解法电解则是将阳极和阴极之间形成一个空间,并且在空间的下部设置收集盐酸的装置,由于不同密度,气和全碱性液体分开收集。
三、氯碱电解工艺的关键技术和设备1. 膜法电解技术膜法电解技术是氯碱电解工艺的一种改进方式,通过在阳极和阴极之间放置离子交换膜,把阳极和阴极的产物分隔开来,避免产生氯化钠夹带问题。
离子交换膜有不同的种类,如聚合物膜、玻璃膜、陶瓷膜等,不同种类的离子交换膜具有不同的透气性能和耐腐蚀性能。
2. 膜法电解设备膜法电解设备主要包括电解槽、膜模块、电源系统等。
电解槽是氯碱电解的核心设备,它由膜隔板、阳极、阴极和电极座等部件组成,膜模块是将离子交换膜安装在支撑结构上的设备,电源系统是提供电能供给的设备。
3. 自动化控制技术自动化控制技术是实现氯碱电解工艺稳定运行的关键技术,它包括电流、电压、电解液温度和浓度等参数的控制。
自动化控制技术采用PLC系统和DCS系统进行控制,通过传感器和执行器实现自动控制。
氯碱化工生产工艺
氯碱化工生产工艺是指利用电解方法将盐水进行分解反应,产生氯气、氢气和氢氧化钠的过程。
下面是关于氯碱化工生产工艺的简要介绍:
氯碱化工生产工艺主要包括离子膜法、氯碱盐电解法和氯碱饱和盐水电解法。
离子膜法是利用特殊的离子交换膜将电解槽分隔成阳极室和阴极室,其中阳极室产生氯气,阴极室产生氢气和氢氧化钠。
在阳极室,盐水经过电解变为氯气和次氯酸根离子。
次氯酸根离子通过膜透过到阴极室,并和水反应生成氢气和氢氧化钠。
这种工艺具有高效、节能、环保的特点。
氯碱盐电解法是在电解槽中直接将盐水进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这种工艺简单、成本低,但是在生产过程中产生的氧化性物质较多,对设备和环境的腐蚀性较高。
氯碱饱和盐水电解法是将饱和的盐水溶液直接进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这种工艺在生产过程中稳定性好,能够长时间运行,但是相对来说成本较高。
氯碱化工生产工艺可以根据不同的需要进行调整和改进,以适应不同的生产要求。
例如,可以采用高温电解的方法,提高反应速率和效率;还可以采用膜电解技术,提高产氢氧化钠的纯度。
总的来说,氯碱化工生产工艺是一种重要的化工生产方法,它可以高效地产生氯气、氢气和氢氧化钠。
在生产过程中,需要注意设备和环境的安全和保护,并根据不同的要求进行工艺的选择和改进。
高中化学氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理
阳极:2Cl- -2e- = Cl2↑
阴极:2H+ + 2e- = H2↑
总反应离子方程式:
2Cl-+ 2H2O =2OH-+ H2↑ + Cl2↑
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
上述装置的缺点:
1.H2和Cl2混合不安全
不纯
2.Cl2会和NaOH反应,会使得到的NaOH
二、离子交换膜法制烧碱
1、生产设备名称:离子交换膜电解槽
阳极:金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极:碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜:只允许阳离子(Na+)通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室
2、离子交换膜的作用:
(1)将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+) 通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。
(2)防止氯气和氢气混合而引起爆炸。
(3)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。
3
、生产流程
4、精制食盐水
①加入稍过量的NaOH 溶液
②加入稍过量BaCl 2溶液(其中①、②顺序可以交换。
)③加入稍过量的Na 2CO 3溶液
④过滤(除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO 4、CaCO 3、BaCO 3及泥沙等);
⑤在滤液中加适量盐酸(除去过量的CO 32—,调节溶液的pH );⑥通过阳离子交换树脂(除去残留的微量Ca 2+、Mg 2+等 离子)。
离子膜法氯碱技术基本知识山东东都农药厂焦永秋2011-2-261.概述1.1离子交换膜法制烧碱的原理1、离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽:主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。
每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。
电极均为网状,可增大反应接触面积,阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
2、离子交换膜工作原理离子交换膜法制烧碱名称的由来,主要是因为使用的阳离子交换膜,该膜有特殊的选择透过性,只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过,即只允许H+、Na+通过,而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过,因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险,还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。
1.2离子交换膜法制烧碱生产工段简介离子交换膜法制烧碱生产由5个工段组成:(1)化盐工段(2)电解工段(3)氯氢处理工段(4)固碱工段。
★化盐工段主要进行化盐及盐水的初级处理,为电解工段提供所需要的饱和食盐水。
★离子膜工段电解二次精制盐水,生产烧碱、氢气和氯气。
★氯氢处理工段主要是对从电解槽出来的氢气,氯气进行冷却,干燥处理,为后续生产做准备。
★固碱工段将电解工段的氢氧化钠电解液,经预热后,送入蒸发器深缩,再由片碱机生产固碱,2.化盐工段2.1化盐工段工艺原理将固体原盐(或搭配部分盐卤水)与蒸发工段送来的回收盐水、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(聚丙烯酸钠等)。
经过澄清、砂滤得到一次盐水,一次盐水经中和、过滤、树脂吸咐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。
一般1t碱需要1.5t盐(理论比例为1:1.462)。
基本化学方程式:CaCl2+NaCO3=CaCO3+2NaClCaSO4+Na2C03=CaC03+2Na2SO4MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaClFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClNa2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl2.2化盐工段主要工艺指标入槽盐水含NaCl≥315g/L盐水过碱量NaOH 0.07~0.15 g/LNa2CO 3 0.25~0.35 g/L盐水中钙、镁总量≤2×10-9g/L 盐水中硫酸根含量≤5g/L澄清桶入口盐水温度l与4季度48士3℃2与3季度50±3℃入槽盐水铵含量无机铵≤1mg/L总铵≤4mg/L 盐水透明度≥900mm(十字观察法)排放盐泥中含NaCI≤8g/L入槽盐水pH控制值8~10(微碱性盐水入槽)约7(中性盐水入槽)约4(酸性盐水入槽)烟道气制纯碱中含NaOH ≤3g/L2.3化盐工段工艺流程图1—1为盐水精制工艺流程。
固体食盐从盐仓内用铲车l将盐送入盐斗2,经皮带运输机3卸入化盐桶4。
盐卤水、蒸发工段回收盐水和洗盐泥回收的淡盐水,按比例搭配用泵6送到化盐桶4内进行化盐操作,经过桶底配水管均匀流出,沿化盐桶内盐层逆流而上将食盐溶解制成饱和的粗盐水,从化盐桶上部溢流而出。
出化盐桶的粗盐水与精制剂碳酸钠、氯化钡及蒸发回收盐水中的氢氧化钠发生化学反应,使溶解在粗盐水中的钙、镁、硫酸根等杂质离子生成不溶解于水的氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡等沉淀物而悬浮在粗盐水中。
然后,与精制剂反应后的粗盐水靠位差进入澄清桶8,为了加速澄清,在进入澄清桶前添加助沉剂,使悬浮物沉淀颗粒凝集增大加速澄清。
澄清后的清盐水从澄清桶上部溢流入砂滤器l1,盐水通过砂滤层之后,盐水中所夹带的少量细小悬浮物颗粒被截留。
出砂滤器盐水含钙、镁杂质量可以降到5mg/L以下,即一次盐水。
然后进入中和罐12,加盐酸中和过剩碱量,再进入精盐水贮槽13,用泵19送往盐水高位槽供电解工段使用。
澄清桶底部排出的盐泥定期排放回收。
2.4化盐工段主要设备及其工作原理和作用1、化盐桶化盐桶的作用是把固体原盐、部分盐卤水、蒸发回收盐水和洗盐泥回收淡盐水,按比例进行掺和,并加热溶解成氯化钠饱和溶液。
化盐桶一般是钢板焊接而成的立式圆桶,其结构见图1—2所示。
化盐水由桶底部通过分布管进入化盐桶内。
分布管出口均采用菌帽形结构防止盐粒、异物等进入化盐水管道造成堵塞现象。
在化盐桶中部设置加热蒸汽分配管,蒸汽从分配管小孔喷出,小孔开设方向向下,可避免盐水飞溅或分配管堵塞。
在化盐桶中间与还设置有折流圈,折流圈与桶体成45度角.折流圈的底部开设用于停车时放净残存盐水的小孔。
折流圈的作用是避免化盐桶局部截面流速过大或化盐水沿壁走短路造成上部原盐产生搭桥现象。
折流圈宽度通常约为150~250mm。
化盐桶上都有盐水溢流槽及铁栅,与盐层逆相接触上升的饱和粗盐水,从上部溢流槽溢流出,原盐中常夹带的绳、草、竹片等漂浮性异物经上部铁栅阻挡除去。
2、澄清桶澄清桶的作用是将加入精制剂后反应完全的盐水,在助沉剂的帮助下,使杂质沉淀颗粒凝集变大,下沉分离。
澄清后的清盐水从桶顶部溢流出,送砂滤器作进一步精制过滤,桶底部排出的盐泥送三层洗泥桶,用水洗涤回收其中所含的氯化钠。
盐水中钙、镁等不溶物悬浮颗粒在加入助沉剂后起凝聚作用,颗粒增大,被截留到桶底定时排出。
澄清后的清盐水从桶底部缓缓向上,经桶顶部环形溢流槽汇集后连续不断流出。
3、砂滤器砂滤器的作用是把澄清桶送来的澄清盐水经砂滤层过滤,进一步除去清盐水中微量悬浮性不溶杂质,提高进电解槽的盐水质量,确保电解工段对高质量入槽盐水的要求。
3.电解工段3.1金属阳极电解工段3.1.1工艺原理把化盐工段用泵输送来的符合质量要求的精盐水,经高位槽稳压及预热器预热后送入电解槽,同时输入由变电工段送来的直流电进行电化学反应。
根据操作规程和工艺条件,确保电解槽正常安全运转。
电解过程中产生的氯气与氢气分别导入各自的总管,汇集送氯、氢处理工序,进一步处理加工。
生成约含氢氧化钠11%的电解液流入总管汇集电解液贮槽,经碱泵送蒸发工段进行蒸发浓缩。
反应方程式如下3.1.2主要工艺指标单槽氯中含氢量≤1.0%氯气总管中含氢量≤O.4%单槽氯中含氧量≤3.0%氯气总管中含氧量≤3%电解液总管浓度130±5g/L 单槽电解液浓度90~140g/L 氧气总管氢纯度≥98%电解槽槽温80~105℃氯气总管压力0~-50Pa 氢气总管压力0~50Pa对地电压偏差(总电压) ≤10%电解槽阳极电流效率≥90%3.1.3工艺流程图2-1-1为金属阳极电解流程图。
电化盐工段送来含氯化钠315g/L以上、质量合格的精制盐水送至盐水高位槽1,高位槽内盐水液面维持恒定,以保持一定的静压力。
经一段盐水预热器2内与来自电解槽出口的湿热氢气(氢气总管温度约85℃)进行热交换,温度可提高8~10℃,然后再进入二段盐水预热器,用蒸汽进一步补充加热盐水,加热到盐水温度在60~80℃间,再经盐水总管、支管连续均衡地分别送入各台电解槽5进行电解。
电解生成的氯气从电解槽盖顶部支管导入氯气总管,送到氯气处理工段.氢气从电解槽阴极箱上部支管经断电器断电后汇集入氢气总管,经一段盐水预热器预热盐水降温后送氢气处理工段。
生成的含氢氧化钠11%的电解液经碱液断电器断电后从电解槽下侧流出导入电解液总管,汇集于电解液贮槽6中,再经泵7输送到蒸发工段进行蒸发浓缩。
3.1.4主要设备及作用金属阳极电解槽是隔膜电解槽的两大类型之一,其结构如图2-1-2。
隔膜电解槽是隔膜法电解食盐溶液制取氯气、氢气、烧碱的主要设备。
是我国发展比较成熟的一种技术。
隔膜电解槽示意图如图2-1-3。
电解槽主要由槽盖、阴极箱、阳极组合件三大部分组成。
金属阳极电解槽的槽盖多数采用钢板焊接制成,内衬橡胶防腐蚀层。
在槽盖的顶部有氯气出口孔,侧面有盐水注入口,槽盖前侧面装有液面计便于掌握电解槽内盐水液位高低。
槽盖上还装有氯气压力表和取样孔。
阴极箱是由阴极铁丝网袋`钢板外壳和阴极导电钢板组合成一个完整的阴极导电系统。
在阴极箱的外壳下端有电解液导出管,上方有氢气出口管。
金属阳极电解槽阳极组合件是由钛-钢-铜三板叠合组成,上层2mm钛板作为防腐蚀层,中层20mm钢板作支撑层,下层16mm铜板作为阳极导电板.涂有钌层的钛阳极片通过铜螺丝、铜螺母联接固定在下层阳极铜导电板上,电流由此导入。
槽盖与阴极箱、阻极箱与阳极组合件之间可用“陶泥沥清软封料”外围麻绳进行密封以免盐水泄漏,也可采用橡胶垫片加绝缘螺栓联接密封。
3.2离子膜工段3.2.1工艺原理以食盐水为原料的离子膜法电解工艺,因离子交换膜性能要求,进离子膜电解槽的盐水质量必须严格控制,不然将影响离子交换膜性能的发挥和使用寿命以及产品的质量。
因此本工段的任务是:(1)将送来的一次精制盐水再经过一次精密过滤,使盐水中的悬浮物达到≤1PPm,送二次精制;(2)将上述过滤后的合格盐水,经二次精制处理即采用树脂吸咐(使用过的树脂经处理后再生),使盐水中的ca2+、Mg2+杂质含量达到≤20ppb,送离子膜电解槽;(3)合格的二次精制盐水在电解槽内经通电电解,得到合格的氢氧化钠,然后经冷却、计量后送成品槽;(4)电解副产品氯气和氢气,分别送氯处理和氢处理后.生产相应的氯、氢产品;(5)食盐水经电解后流出的淡盐水,经脱氯装置除去盐水中的游离氯,使游离氯含量达到标准,然后将脱氯后合格的淡盐水送回化盐工段再化盐使用。
3.2.2主要工艺控制指标1、经盐水过滤器一次精制盐水质量指标NaCI 310~31 5g/L NaOH ≤0.6g/LNa2CO3 ≤0.5g/LCa+Mg ≤10ppm(以CaO计算) Sr ≤2.5mL/LBa ≤0.1ppmFe ≤0.1ppmSi02 ≤15ppm ClO3- ≤10g/LSO42+ ≤4g/LHg ≤10ppmS(含悬浮固体重) ≤10ppm其它的重金属≤0.2ppm 个别金属①Al ≤0.1ppm②Mn ≤0.05ppm③Cr ≤0.05ppm2、进螫合树脂塔过滤盐水质量指标3、进离子膜电解槽二次精制盐水质量指标NaCI 31 0-31 5g/LCa+Mg ≤20ppb(以Ca计算) Sr ≤0.IppmBa ≤0.1ppmFe ≤0.1ppmSiO 2 ≤15ppmCIO3- ≤10g/L SO42+ ≤4g/L 其它重金属总量≤0.2ppm 个别金属:①AI≤0.1ppm②Mn ≤0.05ppm③Cr≤0.05ppm4、出离子膜电解槽各物料质量指标(1)氢氧化钠33士0.15%NaCI/NaOH ≤80ppmFe2O3 ≤8ppm (2)氯气CI2 ≥97%含02 ≤2.5%含氢≤0.1%(3)氢气H2 ≥99%(4)淡盐水NaCI 210士10g/LpH 2~4CIO- ﹤2g/L5、各操作压力炭素过滤器操作压差<0.2MPa 清洗加压操作压力0.45MPa 螯合树脂塔压差<0.12MPaC12压力0士10mmH2O H2压力100~10mm H2O 脱氯鼓风机压力900-1100mm H2O6、出脱氯塔淡盐水质量指标NaCI 210土10g/L pH 7~87、各操作温度一次精制盐水温度>45℃过滤盐水温度60士5℃电槽槽温85士3℃脱氯塔回收氯冷却温度<40℃吸收液苛性钠温度<40℃3.2.3工艺流程图2-2-1为离子膜法制碱工艺流程图。