离子膜法生产氯碱操作规程.doc

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1、离子膜法生产氯碱操作规程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

2、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。★电解工段电解二次精制盐水，生产烧碱、氢气和氯气

3、。★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，送入蒸发器浓缩，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

4、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NaOH0.07～0.15g/LNa2CO30.25～0.35g／L盐水中钙、镁总量≤2×10-9g／L盐水中硫酸根含

5、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／L（三）2.3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

6、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

7、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

8、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