离子膜烧碱工艺的工艺流程

离子膜烧碱工艺的工艺流程内容摘要：

^ q \ $H7m V 在离子交换膜电解中，由于膜中 Na+比阳极液中 Na+的迁移速度快。 因此在膜表面和附近的Na+浓度比主体阳极液中小，需通过扩散供给足够的数量的 Na+，当阳极液浓度降低时，膜表面或附近的 Na+最终会降到零。 在一定电流下，阳极液浓度降到临界值以下时，电压的急剧上升且氯气纯度下降，膜上会产生水泡，另一方面当阳极液浓度超过设计值时，由于膜的收缩会造成操作电压上升。 (4)阴极液浓度 9i Y6{ ] x*C e N,o0v 如果阴极液浓度超过 34%，槽 电压将会升高，在阴极液浓度为 32%时，电流效率最高。 ?% j6`6D M W U \(5).电解液的流量 4}! { ~ A*m x h 在电解过程中，电解槽中产生大量的氯气和氢气，高的气液比将导致电压升高，因此需要有足够的数量的电解液供给电解槽进行循环，及时将膜和电极表面的气体带走，同时使膜附近的电解液浓度保持均匀，避免膜产生水泡。 电解中产生的热量是通过 Na+和水透过膜由阳极液传递给阴极液的，通过阴极液冷却装置来降低温度，因此必须有充分的电解液流量来去除去多余的 热量，保持电解槽温度在一定水平上。 (6).阳极液的酸度 在电解过程中 OH通过膜的传递数不是绝对为零的，还有１ CE 的 OH－从阴极室反渗到阳极室，为了中和这部分 OH－，需增加一定量的盐酸到阳极液中，阳极液酸度和ＰＨ值之间的关系，与阳极液的组成尤其是 SO42的含量有关。 G7i q I ^本厂使用的离子交换膜是全氟羧酸膜和全氟磺酸膜的复合膜，在有－ COONa 存在下具有优良性能，如果羧酸基变成 COOH型，则丧失交换能力，因此必须使阳极液酸度低于一定值，特别是开停车时，电流密度低，这时透过交换膜的ＯＨ－量是很小的，必须严格控制酸度，减少盐酸加入量，使阳极液酸度与开动电流密度相对应。 1{K [ Nv X0F c 在阳极的放电反应中 Cl和 OH －离子相互竟争，放电后分别产生 CL2 和 O2,如果阳极液酸度低 ,OH浓度增高 ,增加了 OH放电的机会 ,使 Cl2 中 O2 的含量增加，即降低 Cl2 纯度，又影响电流效率。 oi ) o F b V5i 6s8?%Y3S 如果酸度高于 N，阳极液入口管的牺牲阳极会被破坏，膜上可能产生水泡， 电解过程中随着等于（ 1CE）的 OH的迁移，阳极液的酸度将降低，根据供给和返回阳极液酸度的差别，可粗略计算电槽阳极效率： CE=（ 1 ） 1002 LC R A5t y+V Z1M X G 8q z d E Qr _)Ef +K CE:电流效率（ %）； Ci:入口阳极液的酸度（ N） ； C0 ：出口阳极液酸度（ N ）； Q ：阴极循环分流量（ m2/h ）； jw EV! U d Qi:出口阴极液流量（ Qi）； Q0：出口阳极液流量（ m2/h）； 3M o6U) u9Y39。 Vi \I:电槽的实际电流（ KA）； N：单元槽个数； CL：泄露电流比率（ %）（ ）； O2/ Cl2：氯气含氧量（ %）（ ）。 *m _ Z y { z+Y C i。 t6d { (7).压差 j m o p3A)B o s 实验表明：正压差可有效降低槽电压，负压差使槽电压升高，如果压差超过规定范围阳极将变形，反之，如果压差太小或产生负压差，在短时间内膜将与阴、阳极电极发生强烈摩擦而产生针孔，电解槽压差主要取决于出口总管 CL2 和 H2 之间的压差。 (8)电解槽温度 A v2vU ` YY6Q 实验表明：一定温度范围内，随着温度的升高，槽电压逐渐降低。 这是因为温度升高后，电解液和膜的电阻下降。 实际操作中，温度在 90℃ 时，电压达最低值；高于 90℃ 时，由于增加了水的蒸发，导致电解液 中气液比增大，造成槽电压升高。 电解过程中，大多数热量由阴极液带走的，因而主要通过控制阴极液温度来控制电解槽的温度。 2．安全装置 为保证安全操作，在离子膜电解生产过程中安装了联锁装置。 在电解槽上的安全装置中，最重要的是 EDIZA－ 2 PICZA－ 216(226)、 PDIZA200。 (1)EDIZA－ 230 将电解槽的所有单元槽分成两部分，通过电桥检测两部分电压的变化并用电压表测量出来。 电压表如果有明显变化 ,意味着电解槽处于不稳定状态。 如果电压增加、短路、压力波动等，使电势差达到极限值，整流器 EdIZA230 会自动跳闸，并且涉及到电解槽的电解动力直流电会自动停止。 因为 EDIZA230 是非正常运行的一个监视器，所以开车时特别要求将其解除联锁。 .L J L1M*m } R (2) Cl2 总管和 H2 总 管 的 压 力 | J z DJ6C D 如果 Cl2 总管或 H2 总管的压力超过 PICZA216（ 217）或 PICZA226（ 227）上的高高位报警设定值，所有的整流器自动跳闸，并且所有电解槽的电 解（直流）电源停止供电。 4~8W W R。 \ { 氯气和氢气之间的压差影响到阳极室和阴极室之间的压差，因此如果气体压差超过PDIZA200 上的设定值（高高或低低），所有电解槽的电解直流电源的通过联锁系统自动停止供电。 2h S _%X mq D( Y (3)电解槽供电系统的联锁 当一个整流器突然停止工作时，纯盐水的盐水供应阀（ FCV231）将保持正常流量，并且ZV231 自动切换到 ZV241，以保证阳极室中 Cl2 的消除，同时为了防止酸液对膜的腐蚀盐酸供应阀（ FCV221）关闭。 / Y, \ y k IO (4) 接地继电器 2G j 6V*~\ K ~CE 电解槽的中心和地面有相同的电位，如果电解槽的某些部位不正常接地，电压表显示值波动，当波动范围超过特定范围时整流器停止。 第五章 工艺流程 \ c6j O K^ v 一 、电解工序 通过从高位槽（ D170）来的主管线送精盐水到每个电解槽的阳极入口总管。 盐水通过总管上的软管进入阳极室中。 精盐水的流量由装在每个电解槽上的 FICZA231 来控制。 其中 FICZA231 是与电解槽的直流电联锁控制的。 精盐水在阳极室被电解，同时产生氯气并且氯化钠浓度降低。 / c$c$B! Q: W$T4WG 电解室里，氢氧根离子通过离子膜从阴极室迁移到阳极室中。 盐酸不断地被供应到阳极室中以中和由阴极室反渗过来的氢氧根离子。 盐酸流量由 FICA211 AD 来控制。 氯气和淡盐水的混合物通过软管流出进入出口总管，在那里进行气液分离。 然后液体被送到阳极液循环槽 D260。 经出口总管分离的氯气被收集后进入氯气总管并送到 D260的顶部。 氯气的压力是通过 D260 之后的 PICZA216 控制。 , k7B z h F F) h$M ~同时，淡盐水从 D260 排出并送到脱氯系统，其中一部淡盐水被加入到精盐水总管，用来防止钛管被腐蚀。 : d L7nN G ^ b/B 阴极液通过高位槽 D273 送至电解槽入口总管，经软管进入阴极室。 为了调整阴极液浓度在规定值，须将纯水加入阴极液中，纯水流量由 FICA221 来控制。 阴极液 冷却器 E273 安装在 P274A/B 和高位槽之间以冷却阴极液。 进电解槽的阴极液温度由 TICA273 控制，流量由 FIZA232 控制。 9U a H I P A K 阴极室电解产生的氢气和阴极电解液的混合物通过软管进入出口总管，经分离器后阴极液进入 D270，氢气进入氢气总管，送往氢气处理系统。 氢气压力通过总管上的 PICZA226 控制，PICZA226 与氯气压力控制器 PICZA216 联锁，以保持氢气和氯气压差在控制范围内，同时产品碱进入阴极液槽 D270，并通过 P274A/B分别送往阴极液高位槽和烧 碱中间槽， D270的液位由 LICZA270 控制。 % ~r A A b0i .k6o8g ] e 二、盐水二次精制工序 来自盐水工段的一次盐水进入 D150，再由过滤盐水泵 P154A/B送往树脂塔，其中部分盐水经换热器 E153 加热后回流到 D150，用以控制一次盐水温度在规定范围内， D150 的液位由 LICA150 控制。 树脂塔共有三台，正常生产时，两台串联使用，一台线外再生，每 24 小时有一塔进行再生。 树脂再生步骤如下： cN |% { G} A、纯水冲洗 $O, p7x w p Q k I %U ]纯水经流量计 FICA162 和 KV163 阀从塔顶进入，从塔底经 KV166 和 KV1601 阀将树脂塔盐水置换到回收盐水槽 D165。 _9P W. S1s2E+L B、返洗 5@ T E { Z T%{ F纯水经流量计 FICA16 KV1603 和 KV166 阀从塔底进入塔内，对树脂进行返冲洗，并将破碎树脂从塔顶带出，经 KV167 和树脂捕集器 Z164 后排出入废盐水槽 D165 中。 C、 HCL 再生 S j R r, H C9} zC 高纯盐酸经 KV1691 和 KV1692 后同经流量计 FICA162 来的纯水混合 ,将酸稀释后经KV163 阀从塔顶输送到塔内再生树脂。 从塔底经 KV166 和 KV1602 阀排放到 D166。 w)d P x U } _W:W Q D、水洗 Ⅱ $[ $] q! fG h/ 纯水经流量计 FICA162 和 KV163 阀从塔顶加入，从塔底经 KV166 阀和 KV1602 将树脂塔废液置换到 D166 中。 f *}4O s ^ tQ0i E、 NaOH再生 NaOH经 KV168 阀同经流量计 FICA162 来的纯水混合，将碱烯释后经 KV－ 163 从塔顶输送到塔内再生树脂，从塔底经 KV166 和 KV1602 阀排入 D166。 F、水洗 Ⅲ 纯水经流量计 FICA162 和 KV163 阀从塔顶加入，从塔底经 KV166 阀和 KV1602 废液置换到 D166。 G、等待 N! ? x3Jamp。 a J, e H、盐水置换 $S+C。 H8E o6f \ I 盐水经 KV162 和 KV166 阀从塔顶加入塔内置换走塔内的水，从塔底经 KV167 阀和树脂捕集器 Z164 后排入 D165。 h A {7y n I 三、淡盐水脱氯 B [ N c39。 I 7h S 由 P264 来的淡盐水中先加入适量盐酸调节 PH 值 ()后，送往脱氯塔 T310，其中一小部分淡盐水经 E312 冷却后送至 PHIT312 检测 PH值，盐酸加入量由 PHICA312 和 PHCV312联锁控制。 淡盐水进入 T310 后急剧沸腾，水蒸气携带氯气进入脱氯塔冷却 器 E－ 310，水蒸气经冷却后去阳极液放净槽 D280，氯气经真空喷射泵 Z－ 319 出口送入喷射泵冷却器 E－ 319，冷却后，氯气送入氯气总管，氯水送入 D280。 出 T310 的淡盐水用碱液调节 PH值在 10－ 11 之间，然后加入亚硫酸钠溶液，除去残余的游离氯。 然后由脱氯淡盐水泵送至一次盐水工段。 其中一小部分淡盐水经 E－ 314 冷却后送至 PHICA－ 314 和 OIA314 检测 PH值和游离氯。 上述碱液的加入量由 PHCV314 和 PHICA－ 314 联 锁 控 制 ， T310 的 液 位 由 LICZA310 控 制。 [ { a@ R4H( U! x s,H Y 四、除害工序 f 7S. HQ0z7j H X8R 由电解槽来的低浓度氯气从除害塔 T－ 0101 底部进入。 在塔中与塔顶留下的碱液（或碱液与次钠的混合液）逆流接触吸收氯气后，尾气由引风机 C0101 抽出排空，混合液进入循环槽 V0101A/B。 V0101A/B中的混合液由循环泵 P0101 A/B经冷却器 E0101 冷却后送至 T－ 0101 顶部继续使用，直至次钠浓度达到规定值后，由循环泵 P0101 A/B送往界区外。 其中循环槽的液位由 LG101 和 LG102 控制，循环液的温度由 T－ 101 控制。 第六章 岗位操作法 一 、开车前的准备工作 q K d M8b 1 联系下列工序 (1).联系调度； (2).联系主控室。 (3).联系一次盐水工序。 (4).联系电解工序。 (5).联系氯氢处理部分。 L. E x:p{ [ 4P (6) .联系 公用工程部分。 ! R, n T I5e w k b*f 2 确认下列项目 39。 @39。 ` amp。 [ : D9{ H ~q b5w (1).所有要加入的化学品准备就绪。 p$E3}1e \ j j1j b | HB 1).Na2SO3 溶液。 2). NaOH 溶液。 3). HCL 溶液。 4).纯水 i y!U。 E m 0k \ i (2).所有公用工程供应准备就绪。 (3). 一 次 盐 水 精 制 部 分 的 操 作 准 备 就 绪。 e7H*T+o% ^5jyVamp。 A (4). 过滤盐水槽。