离子膜法生产氯碱技术基本知识..doc

离子膜法生产氯碱技术基本知识 山 东 东 都 农 药 厂 焦永秋 2011-2-26 1.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Cl的强腐蚀性。 2离子交换膜 离子交换膜法制烧碱名称的由来，主要是因为使用的阳离子交换膜，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H和C无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl和阴极产物H相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。 离子交换膜法制烧碱生产 离子交换膜法制烧碱生产 （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。 ★ 离子膜工段 电解二次精制盐水，生产烧碱、氢气和氯气。 ★ 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，送入蒸发器深缩，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+2NaCl CaSO4+Na2C03=CaC03+2Na2SO4 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl 2.2化盐工段主要工艺指标 入槽盐水含NaCl≥315g／L 盐水过碱量 NaOH 0.07～0.15 g/L Na2CO 3 0.25～0.35 g／L 盐水中钙、镁总量 ≤2×10-9g／L 盐水中硫酸根含量 ≤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 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