离子膜和隔膜法制碱两种工艺对比分析

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1、2008年全国烧碱行业技术年会论文集离子膜和隔膜法制碱两种工艺对比分析刘立初(常州新$4艺x-发展有限公司，江苏常州213004)1概述目前生产烧碱的方法已主要趋向于离子膜和隔膜法两种，其他工艺方法已被逐步淘汰。随着离子膜法制碱技术被公众所接受，隔膜法制碱工艺渐渐成了人们唾弃的、落后、不清洁、高能耗、低品质的制碱工艺。而且淘汰隔膜法制碱工艺往往成了可向地方甚至国家部门申报的节能项目。而隔膜法制碱工艺到底是否有存在的必要性呢?笔者从以下几个方面谈谈个人的看法。2两种制碱工艺的比较2．1盐水工序的比较2．1．1对原材料的要求对于离子膜制碱工艺来说，对使用的原盐或卤水品质要求较高，尤其对其中所含重金

2、属离子的含量要求。因为我们盐水处理过程中对某些重金属离子是无法进行去除的，一旦进入生产系统，对离子膜的影响较大。而对隔膜法制碱工艺来说，可以没有什么大的要求。2．1．2盐水处理工艺(1)纯隔膜法制碱工艺，因其不存在硫酸根的积累问题，可以在盐水处理过程中不对硫酸根进行处理。该工艺的特点对盐水质量提出的要求不高。尤其对于国内许多富有地下盐矿的地区，本工艺可以大量使用卤水甚至可以实现全卤制碱，极大地利用了资源优势。因开采地下盐矿以卤水形式输出，其成本较低，能给企业带来极大的经济效益。(2)离子膜法制碱工艺，因其工艺特点，盐水系统存在硫酸根积累问题。一般情况下，盐水系统一个循环，可使硫酸根积累量大概在

3、13．5kg／t100％NaOH左右，因此必须对硫酸根进行去除。当然去除的方法有很多种，但不管采用哪种方法，均存在以下几个问题：a．增加了盐水精制处理的难度。b．增加了盐水精制的成本。c．增加了盐水被二次污染的机会。d．增加了需要处理的固体废弃物。同时，因该制碱工艺中的电解工序将有含盐量在2009／L左右的淡盐水返回盐水处理工序，占制碱用饱和盐水的总量的80％左右，极大地限制了对卤水的使用量，对企业降本增效带来极大的影响。2．2对于电解工序的比较(1)离子膜法需对盐水工序送来的一次盐水进行二次精制，在此过程中将盐水中的杂质离子进一步降低，同时需消耗一定的热能、电能及成品酸、碱、a一纤维素和大量

4、的纯水。因盐水对杂质离子的要求相当高，使用的酸必须是精制盐酸，企业必须为其配套精制盐酸的生产线，用于去除一般酸中存在的坤等杂质离子。同时，在此处理过程中将使盐水得到一定的浪费。而隔膜法则无需上述过程，盐水工序送来的一次盐水只要经预热、pH调节后即可直接进入电解系统。192008年全国烧碱行业技术年会论文集(2)对于电解方面离子膜法使用的是离子选择性透过膜(简称离子膜)。该膜国内虽然投入了大量的资金进行开发研究，但至今毫无结果。所以，国内所有该工艺使用的离子膜均必须从美国或日本进口，受制于人现象相当严重。同时该膜价格较高，质量掌握在别人手中，很多企业离子膜往往达不到质量保证使用寿命，短者甚至不超

5、过一年，虽经交涉均有不同程度的补偿，但给企业造成的损失仍然相当大，同时一般企业还未将因换膜造成的延伸损失进行计算。对于该工艺对员工的素质要求相当高，否则一旦出现不正常的操作往往对离子膜造成明显的影响。对于隔膜法，使用的膜是改性隔膜，它是用石棉和四氟类改性剂由企业自制而成，膜的成本低。工艺操作上对企业从业人员素质要求相对较低，操作弹性较大。一旦膜因操作不当受到损害，更换膜的损失较小，同时对企业的总体生产影响不大，保证了生产的连续和稳定。(3)对于离子膜法工艺而言，电解出来的烧碱即可达到浓度为32％的成品碱，可直接入库销售。而隔膜法工艺则不同，电解出来的仅仅是含碱量约10％的淡碱(下简称电解液)，

6、且其中含有大量的盐，需配套蒸发工序，用于对电解液的增浓和提纯。该工序消耗的能源比较大，主要是蒸汽的消耗。(4)对于离子膜法工艺而言，电解槽出来的淡盐水中富含游离氯，必须配套脱氯工序，将盐水中的游离氯脱出才能返回上道工序再重复使用。该工序需要消耗相对较少的能源蒸汽(适合于热泵类工艺)和烧碱、亚硫酸钠等材料，而隔膜法工艺则不需要。2．3产品品质比较(1)成品碱的质量比较32％离子膜碱30％隔膜碱项目优等晶一等品合格品优等品一等鼎合格品NaOH≥％3230NaCl≤％0．04O．0070．Ol4．75Fe203≤％O。00030．00050．O0050．005O．OlNaCl03≤％O．0010．0

7、02O．002从表中可以看出，离子膜烧碱中杂质离子含量指标优于隔膜法烧碱。但是这并不代表隔膜碱就属于劣质产品，这关键看下游用户的用途。有很多下游用户要的仅仅是NaOH，对于其中含有的其他杂质物质并不影响其任何使用。有的企业例如某些印染企业，他们就需要含些盐的碱，没有必要去使用高品质的离子膜碱。因此，作为氯碱企业应能生产出适合各种客户需求的产品。(2)氯和氢的质量比较项目氯纯度％(总管)氯中含氧％氢