年产10万吨离子膜法生产工艺设计.doc

职业技术学院 毕 业 设 计（论 文） （冶金化工系） 题 目 年产10万吨固碱工艺设计 专 业 应用化工技术 班 级 化工0804班 姓 名 学 号 指导教师 完成日期 2010年07月30日—2010年09月30日 第一章 化盐工段 3 1.1工艺原理 3 1.2主要工艺指标 4 1.3工艺流程 4 1.4主要设备及作用和工作原理 5 1.4.1化盐桶 5 1.4.2澄清桶 6 1.4.3砂滤器 6 第二章 电解工段 7 2.1金属阳极电解工段 7 2.1.1工艺原理 7 2.1.2主要工艺指标 7 2.1.3工艺流程 8 2.1.4主要设备及作用 9 2.2离子膜工段 10 2.2.1工艺原理 10 2.2.2主要工艺控制指标 11 第三章 氢气和氯气处理工段 17 3.1氢气处理 17 3.1.1工艺原理 17 3.1.2工艺流程 17 3.2氯气处理 18 3.2.1工艺原理 18 第四章 固碱工段 26 4.1工艺原理 26 4.2主要工艺指标 26 4.3工艺流程（附工艺流程图） 26 4.4主要设备及作用和工作原理 26 摘要：离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺过程中的离子膜法碱液蒸发的特点影响碱液蒸发的因素。我国离子膜法烧碱发展十分迅速，彻底淘汰了水银法烧碱和部分石墨阳极隔膜法烧碱，大大提升和优化了我国氯碱工业的产品结构，促进了相关工业的迅速发展。目前，世界上能生产离子交换膜法氯碱电解槽的7个生产厂其中包括北京化工机械厂生产的电解槽在国内均有使用厂家，代表当前离子膜法最先进水平的高电流密度、低电流消耗、大单元面积、自然循环工艺的电解槽在我国已有企业采用。目前，国内离子膜法烧碱生产厂家全国共86家，产能排前4名的企业离子膜法烧碱产能均超过了20万吨/年，2005年底前还有3家企业的离子膜法烧碱产能达到或超过20万吨/年。据统计，在2005年底前投产的142.5万吨/年装置中有112.5万吨/年采用离子膜法，到2005年底，国内离子膜法烧碱达产装置能力达到794.7万吨/年，占总产能的49.34%。而到2006年，随着又一批新建、扩建氯碱装置的投产，国内离子膜法烧碱不仅在生产能力上将超过隔膜法烧碱，而且产量也将超过隔膜法烧碱。今年以来，有关离子膜烧碱项目评审开工投产的消息频频见诸报端：2月，沙隆达年产5万吨离子膜烧碱通过评审；5月，东明石化集团15万吨/年离子膜烧碱项目建设进入实质阶段，计划在2006年底建成投产；6月，焦作昊华年产10万吨离子膜烧碱项目开工；二季度，上海天原的36万吨／年新装置投产后，其烧碱年产规模达到76万吨；8月，唐山三友集团年产30万吨烧碱一期工程试生产;10月，山东东营市化工厂二期12万吨离子膜烧碱项目一次性送电成功，顺利投产据统计，仅今年上半年，全国烧碱总产量为717.83万吨，同比增长20%。其中，离子膜烧碱产量为218.58万吨，同比增长35%。种种迹象表明，离子膜烧碱行业目前正在掀起新一轮的投资热潮，我国也无可争议地成为世界第一大烧碱生产国，不少企业已经乐观地等待着接下来赚个钵满盆盈了。 图2－2－1为离子膜法制碱工艺流程图。原盐经溶解、反应、沉清．砂滤后，制成一次精制盐水，该一次精制盐水进入本工段后，加入适量的亚硫酸钠以除去微量的游离氯，同时加入适量的α-纤维素助滤剂，然后用泵送入盐水过滤器进行过滤，经过滤后的盐水，其悬浮物含量达到规定指标≤lppm，再经加热使温度达到60士5℃，并用pH自控调节使pH控制在9士0．5。将上述符合质量指标的盐水,用泵送入螯合树脂塔进行螯合处理．使盐水中Ca2+、Mg2+杂质含量达到20ppb以下，此盐水称二次精制盐水。二次精制盐水再经加热,用泵送离子膜电解槽阳极侧．加热温度视电解槽槽温而调节，一般冬季比夏季高一些．以保证槽温稳定在85士31°C。在电解槽的阴极侧，加入与碱浓度相当的纯水量．以保证产品浓度稳定在规定的指标范围内(30～35％)。在直流电作用下经电解，在阴极侧流出规定浓度的氢氧化钠，经冷却、计量后送入成品贮槽或再经蒸发浓缩到规定浓度；在阴极侧上方，放出副产品氢气送氢处理工序。在电解槽的阳极侧．经电解后的淡盐水流入贮槽。经加酸用pH自动调节计使pH调节在2左右，以使大部分的氯酸