模块四烧碱与纯碱生产04课件.pptVIP

离子膜电解法特点离子膜电解法：使用对离子具有选择透过性的离子交换膜，如全氟阳离子交换膜，只允许钠离子由阳极区进入阴极区，不允许OH-，Cl-和水分子通过，不仅使两极产物隔离，避免了导致电流效率下降的各种副反应，且从阴极区直接获得高纯度的烧碱。优点：产品质量高、能耗低，可免除石棉和水银产生的公害。缺点：投资大、技术要求高，短期尚难取代原有的两种工艺。三、离子膜法制烧碱工艺流程四、离子交换膜电解制烧碱操作控制阳极液中盐水的质量阴极液中NaOH的浓度电流密度电解温度电解槽中气体的压力烧碱中的含盐量电解工序的生产控制相关视频2离子膜法制碱工艺关键指标原料氯气氯气压力≤0.35MPa氯气纯度≥97.0%氯中含氧≤1.0%氯中含氢≤0.03%(≤0.5%点炉)液化尾氯氯气纯度≥70%氯中含氢≤3.5%原料氢气氢气压力≤0.07Mpa氢气纯度≥99%石墨合成炉炉内含氢(点炉前)≤1.0%吸收水压力0.5～0.55MPa冷却水压力0.3～0.4MPa成品盐酸浓度≥31%主要控制指标四、离子交换膜电解制烧碱操作控制归纳小结离子膜法电解制烧碱离子膜法制烧碱基本原理离子膜法制烧碱工艺条件（难点）离子膜法制烧碱工艺流程（重点）离子膜法制烧碱操作控制云课堂：第27次作业测评作业*****《无机化工生产技术》模块四烧碱与纯碱生产项目一电解法生产烧碱任务二离子膜法电解制烧碱教学任务任务二离子膜法电解制烧碱一、离子膜法制烧碱基本原理二、离子膜法制烧碱工艺条件三、离子膜法制烧碱工艺流程四、离子膜法制烧碱操作控制离子膜法制碱与隔膜法制碱的根本区别在于离子膜法的阴极室和阳极室是用离子交换膜隔开。一、离子膜法制烧碱基本原理一、离子膜法制烧碱基本原理R--SO32---H+(Na+)固定基团对离子活性基团离子交换膜是一种耐腐蚀的磺酸型阳极离子交换膜，它的膜体中有活性基团，活性基团是由带负电荷的固定离子（如-SO32-、-COOH）和一个带正电荷的对离子（如Na+）组成。磺酸性阳离子交换膜的化学结构式为：由于磺酸基团具有亲水性能，而使膜在溶液中溶胀。膜体结构变松，从而造成许多微细弯曲的通道，使其活性基团的对离子（Na+）可以与水溶液中同电荷的Na+进行交换并透过膜，而活性基团的固定离子（SO32-）具有排Cl-和OH-的能力，从而获得高纯度的氢氧化钠溶液。一、离子膜法制烧碱基本原理一、离子膜法制烧碱基本原理电解原理电极反应（1）阳极反应2Cl--2e→Cl2↑（2）阴极反应2H2O+2e→H2+2OH-离子法电解制碱原理示意阳极区产生淡化的盐水，阴极区产生30%以上的NaOH溶液。二、离子膜法制烧碱工艺条件离子膜法氯碱生产工艺对离子膜性能的要求（1）离子膜应不被腐蚀、氧化，始终保持良好的电化学性能，并具有较好的机械强度和柔顺性。（2）具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。（3）具有很高的离子选择透过性。离子膜只允许阳离子通过，不允许阴离子OH-及Cl-通过，否则会影响碱液的质量和氯气的纯度。1、离子交换膜离子交换膜的作用（1）防止氯气和氢气混合而引起爆炸。（2）避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。1、离子交换膜二、离子膜法制烧碱工艺条件2、离子交换膜电解槽二、离子膜法制烧碱工艺条件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：金属钛网（涂有钛、钌等氧化物）阴极：碳钢网（涂有镍涂层）阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。单极槽离子交换膜电解槽相关视频1氯碱生产设备北化机复极槽二、离子膜法制烧碱工艺条件氯工程复极槽二、离子膜法制烧碱工艺条件3、操作条件（1）盐水质量与隔膜法相比较,离子膜法对饱和食盐水的纯度要求更高，尽量减少钙、镁、其它重金属离子、硫酸根离子在食盐水中的含量。原因：有氢氧化物、硫酸盐沉积在离子交换膜内使槽电压升高，电流效率下降。二、离子膜法制烧碱工艺条件（2）阴极液中NaOH浓度氢氧化钠浓度对电流效率的影响存在一个最佳NaOH的浓度范围。OH-离子反渗透较大二、离子膜法制烧碱工艺条件（3）阳极液中NaCl浓度NaCl浓度太低,膜含水率高,离子反渗透容易，导致电流效率下降、碱中盐量较高，NaCl浓度太高，槽电压升高