离子膜烧碱生产过程控制方案

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1、离子膜烧碱生产过程控制方案一、离子膜烧碱工艺简介离子膜制碱生产主要包括盐水精制、电解、脱氯和蒸发四部分。盐水精制：通过化学处理方法制备的一次精制盐水经过碳素管过滤器再次脱除盐水中所含的固体悬浮物，送人离子交换塔进一步脱除盐水中的多价阳离子制成二次精制盐水。电解：可划分为3个部分：阳极液循环部分、阴极液循环部分、电解部分，阳极液循环将二次精制盐水加酸后连续不断送人电解槽用以保持电解盐水的浓度，同时将电解生产出来的氯气送到下游工序；阴极液循环将保持恒定浓度的成品碱送至贮槽，并将电解生产的H2送至下游工序。脱氯：

2、电解后的淡盐水送至脱氯工序脱除游离氯后送化盐工序。蒸发：将从金属阳极电解槽出来的电解液经若干蒸发器的蒸发和若干个旋液分离器的分离除盐，使之含碱提高到30％（或42％）、含盐5％（或2％）左右。其目的一是增浓，二是除盐。二、主要控制方案（一）盐水精制工段控制：精制盐水工艺流程如下：1鳌合离子交换树脂塔的顺序控制离子膜交换塔为离子膜法制碱生产中的关键设备，由于对二次精制盐水要求较高，达不到要求的二次盐水将会对电解槽中的离子膜产生严重不良影响，甚至无法生产。一般生产装置中设有离子交换塔两台，平时除再生期间外两塔串

3、联使用，第一塔几乎脱除了全部的多价金属阳离子，第二塔作为保护塔运行，根据一定的条件当第一塔需要再生时，第二塔单独运行，第一塔经过反洗、洗净I、盐酸再生、洗净II、碱液再生、洗净III、盐水置换、等待几个步骤完成树脂的再生后，当作第二塔串联使用.离子交换塔的交换和再生是按照预定的时间表自动进行。其顺控原理图如下：（二）电解工段控制1、烧碱浓度PID控制用无离子水加入阴极液循环槽来保持生产的离子膜碱浓度恒定，可以用烧碱的浓度PID控制回路为主调节回路，用无离子水流量的PID调节回路为副调节回路构成串级调节，它能

4、克服因无离子水流量和压力的不稳而产生的干扰。调节回路如下：2、氯氢压力双闭环比值调节系统在离子膜碱的生产过程中，必须保持氯气和氢气压力稳定的同时，还要保持两个压力拥有一定的压力差，我们将氯氢压力的调节构成双闭环比值调节系统，氯气压力为独立的PID调节，为主动系统，其测量通过一个比值设定单元仪表送给氢气PID调节单元仪表为设定值，为从动系统。调节回路如下：3、系统溶液PH值调节系统脱氯工序对脱氯前淡盐水的PH值和脱氯后淡盐水的PH值有一定的要求，在离子膜电解的过程中经常需要向阳极液中补充一定量的高纯盐酸，以维

5、持阳极液在一定的酸度。由于加入酸碱物质摩尔数与PH值呈现明显的非线性，用单回路PID调节很难实现精确的控制，所以采用变增益的基于模糊控制的PID调节器，对非线性控制规律，在不同的偏差上对应不同的调节参数，使调节器的增益与广义对象增益的乘积接近恒定值。调节回路中主要参数为电解电流和盐水的流量，且知两者存在分段线性关系。因此我们设计在开停车或生产负载变化时，由电解电流参予控制和加盐流量构成前馈控制，当生产平稳后由阳极液的PH值和盐酸的流量构成多段折线环节的模糊控制系统，并由此来修正电流对加酸量的系数。控制方框图

6、如下：（三）蒸发工段控制1、蒸发工段工艺简介目前国内烧碱蒸发工艺主要有两大类：顺流工艺和逆流工艺，且以三效顺流工艺居多。三效顺流工艺的流程简图如下：1、碱液流程淡碱从淡碱贮罐用泵经两级预热后打入I效蒸发器，在嫩蒸发器内被蒸发到质量分数为15％后靠压差压入II效蒸发器。II效内的料液用采盐泵抽出，经旋液分离器，底流进盐碱高位槽，清液回II效，当质量分数达到20％时进入III效。III效内的料液用出料泵抽出，经旋液分离器，底流进入II效，清液回III效，当质量分数达到30％时出料到浓碱高位槽。2、盐的流程III

7、效内结晶析出的盐被采入II效进行晶粒的增长，II效的盐被采入盐碱高位槽，浓碱冷却过程中结晶析出的盐、浓碱贮罐中的沉降盐也一并采入盐碱高位槽，然后用泵经旋液分离器，含盐在60％以上(体积分数)的底流进入离心机进行离心分离．分离的盐用冷凝水化为回收盐水去盐水工序。3、蒸汽流程来自电厂的蒸汽进入I效加热室．冷凝水作为二级热源预热淡碱后去电解工序预热精盐水；I效蒸发出的二次汽进II效加热室，冷凝水作为一级热源预热淡碱后去热水罐,II效的二次汽去III效加热室，冷凝水直接去热水罐，m效二次汽被大气上水冷凝吸收形成大气

8、下水。1、蒸发器内液位测量及故障诊断目前蒸发器内液位多采用电极棒位式测量，但由于碱中存在较多的盐分和液面的剧烈波动常常造成虚假液位指示，于是我们在此基础上附加故障诊断模型如下：设：Z1=D101⊕D102(⊕为逻辑异或)Z2＝D101·Z1D101为1而D102为0时为假液位；Z3＝D101D103Z4＝D101·Z3D101为1而D103为0时为假液位；Z5＝D102D103Z6＝D102·Z5D102为1而D