离子膜电解装置工艺学习.pptVIP

离子膜装置工艺知识 概述 电解装置生产任务 电解装置工艺流程 电解装置生产原理 主要控制指标 主要设备结构 关键控制点 联锁及联锁说明 常见事故案例及处理方法 安全知识及案例 概 述 国内外电解法制碱技术主要有三种，隔膜法，水银法，离子膜法，我公司电解装置采用的是离子膜法。离子膜制碱技术是70年代中期出现的，是具有划时代意义的电解制碱技术，与隔膜电解制碱和水银电解制碱相比，已被认为技术最先进和经济上最合理的生产氢氧化钠的方法，是当今电解制碱技术的发展方向。其主要特点是： 1）投资省：离子膜法比水银法投资节省约10~15%，比隔膜法节省约15~25%； 2）出槽氢氧化钠浓度高：隔膜制碱浓度约10~12%，离子膜法制碱浓度为32%左右； 3）能耗低，生产成本低：与隔膜法电解制碱相比，节约能耗约20~25%，与水银法制碱相比，节约能耗10~15%； 4）氢氧化钠质量好，含盐低； 5）氯气纯度高，氯中含氢、含氧低，氢气纯度高； 6）污染小，离子膜法制碱可避免水银和石棉对环境的污染； 1.电解装置生产任务： 电解装置是氯碱生产的核心，其生产任务是通过离子膜电解槽对二次精制盐水进行电解，得到我们需要的产品,电解生成的32％的烧碱送往蒸发工序和烧碱罐区；生成的湿氯气、湿氢气送往氯氢气处理工序；主要原料是一次盐水送过来的一次精制盐水，通过螯合树脂塔进一步精制后，供电解槽使用。 2.工艺流程 主要工艺分五个单元 二次盐水精制单元（离子交换树脂精制） 电解单元（电解和电解液循环） 32%碱成品单元 氯酸盐分解单元 淡盐水脱氯单元 各单元之间的关系 二次盐水单元 二次盐水单元主要是将一次精制盐水温度加热至55~65℃，之后进入螯合树脂塔将盐水中的钙镁除去，钙镁＜20ppb。 电解单元 电解单元主要是将合格的精盐水进入电解槽进行电解，在阳极生成氯气，和未电解的淡盐水，阴极生成氢气和32%的氢氧化钠。 32%成品碱单元 32%成品碱单元是从电解槽阴极出来的32%的碱液根据需要送至蒸发装置或降温后送至罐区及其他用碱装置。 氯酸盐分解单元 氯酸盐分解单元是将电解槽出来的淡盐水中含有的氯酸盐进行分解，防止氯酸盐对蒸发及固碱的设备造成腐蚀。 淡盐水脱氯单元 淡盐水脱氯单元是将电解槽出来的淡盐水中含有的游离氯进行脱除，满足化盐用水及除硝系统的使用。 3.生产原理： 3.1盐水二次精制的原理  盐水二次精制采用阳离子交换树脂的吸附作用，吸附一次盐水中的钙镁离子。离子交换树脂是一种螯合树脂，由苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物与磷氨酸的官能团组成。 树脂中的Na+被金属阳离子置换，方程式如下： (RCH2NHCH2PO3Na)2Na2 + Ca++ 　(RCH2NHCH2PO3Na)2Ca + 2 Na+ 4.设备结构与运行过程 4.1螯合树脂塔运行及再生过程 3.2电解的原理 在直流电作用下，二次精制盐水进入电解槽阳极室，碱液进入阴极室进行电解，离子膜安装在阴极和阳极之间, 氯气在阳极室产生，氢气和烧碱在阴极室产生，反应方程式如下： 阳极: 2Cl- → Cl2 +2e- 阴极: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- 方程式: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 3.3脱氯的原理 脱除游离氯有三种方法：空气吹除法、真空脱氯法、化学试剂法。 一般多采用两种方法结合去除游离氯。我公司采用真空脱氯法和化学试剂法，空气吹除法作为备用，如果真空系统出现问题，则用空气吹除法去除脱氯塔游离氯，但因混进空气，故脱氯塔出来的废氯气只能去事故氯系统。 3.3.1真空脱氯 在脱氯塔内盐水温度70℃，压力为- 60KPa左右时，盐水将沸腾，氯气随着沸腾的气泡气液分离，将游离氯脱除。 但是氯盐水中有三种形式：Cl2, HClO, ClO-，这取决于PH值，当盐水的PH值小于1.8时， Cl2是以气体形式溶于水中。因此从电解槽出来的淡盐水，加入适量的盐酸，将PH调整至1.0~1.8，进入脱氯塔，除去游离氯。 3.3.2化学试剂法 经过真空脱氯后的淡盐水中还含有一小部分氯，一般加入NaOH使以氯气形式存在的游离氯转化为ClO-，再用还原性的化学试剂Na2SO3加以去除。 反应方程式如下： Cl2+2NaOH NaOCl+NaCl+H2O NaOCl+Na2SO3 Na2SO4+2NaCl+H2O 总反应： Cl2+2NaOH+Na2SO3