離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝 畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　?。ㄕn程設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　課題名稱： 離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝 </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2015.3 </p><p>　　系 部：

2、化學(xué)工程學(xué)院 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><

3、;b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言5</b></p><p>　　1 氯堿相關(guān)介紹5</p><p>　　1.1 氯堿行業(yè)簡介5</p><p>　　1.2 主要產(chǎn)品及名稱5</p><p>　　1.3 主要產(chǎn)品的用途5</p>&l

4、t;p>　　1.2 我國氯堿行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢6</p><p>　　1.2.1 目前氯堿產(chǎn)量6</p><p>　　1.2.2 氯堿行業(yè)在技術(shù)和規(guī)模上的現(xiàn)狀6</p><p>　　1.2.3 國內(nèi)氯堿未來發(fā)展趨勢6</p><p>　　2 離子膜法電解工藝研究7</p><p>　　2.1 離子膜法

5、工藝原理及設(shè)備7</p><p>　　2.1.1 離子膜法制堿原理7</p><p>　　2.1.2 離子膜的性能和種類9</p><p>　　2.1.3 離子膜電解槽10</p><p>　　2.2 離子膜法制堿工藝流程12</p><p>　　2.2.1 一次鹽水12</p><p&

6、gt;　　2.2.2 二次鹽水14</p><p>　　2.2.3 電解工藝15</p><p>　　2.2.4 淡鹽水脫氯17</p><p>　　2.2.5 氯氫處理18</p><p>　　2.2.6 廢氯氣處理22</p><p>　　2.2.7 氯氣液化22</p><p>

7、;<b>　　3. 結(jié)論23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p>　　離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝</p><p>　　摘要：隨著科技的迅猛發(fā)展，我國的氯堿工業(yè)行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展和擴(kuò)大，很多氯

8、堿化工企業(yè)也都擴(kuò)大了生產(chǎn)，加大了生產(chǎn)力度。然而隨著社會高速的發(fā)展，提高氯堿的生產(chǎn)規(guī)模和更有效、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)展氯堿行業(yè)的發(fā)展也催生了很多新的企業(yè)加入到行業(yè)中來，氯堿行業(yè)已經(jīng)開始向規(guī)模化、技術(shù)化、經(jīng)濟(jì)化這種良好的態(tài)勢發(fā)展，特別是離子膜法工藝的出現(xiàn)，將會更加有利于此行業(yè)的發(fā)展和提高壯大。本論文主要論述了離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝規(guī)程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：氯堿 生產(chǎn)工藝 離子膜法</p><p&

9、gt;　　abstract：Along with the rapid development of science and technology, China's chlor-alkali industry has been rapid development and expansion, a lot of chlor-alkali chemical enterprises are also enlarged the produ

10、ction, we intensified the efforts on the production. However, with the development of the society of high-speed, improve analyzing the scale of production and the development of more effective and more economical develop

11、ment of chlor-alkali industry also has given rise to a lot of new com</p><p>　　Keywords：chlor-alkali production process Ionic membrane law</p><p><b>　　前言</b></p><p>　

12、　隨著世界氯堿工業(yè)生產(chǎn)和進(jìn)出口格局的轉(zhuǎn)變，我國已成為世界上氯堿化工的重要生產(chǎn)基地。當(dāng)前各國燒堿生產(chǎn)工藝主要有離子膜法、隔膜法及水銀法。離子膜法由于其能耗低，產(chǎn)品純度高，污染小，操作成本低，是新建燒堿裝置的首選，也是我國現(xiàn)在及未來一段時(shí)間主推的燒堿生產(chǎn)方式。本文主要是對離子膜法生產(chǎn)燒堿的研究。</p><p><b>　　1 氯堿相關(guān)介紹</b></p><p>　　1

13、.1 氯堿行業(yè)簡介</p><p>　　氯堿化工是通過電解食鹽水，生產(chǎn)氫氧化鈉、氫氣、氯氣等化工產(chǎn)品的技術(shù)。其產(chǎn)品涉及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的諸多領(lǐng)域，耗氯及耗堿產(chǎn)品已達(dá)數(shù)千種。自上世紀(jì)九十年代開始，我國氯堿化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)付出功勞，但產(chǎn)業(yè)急需調(diào)整，環(huán)境污染、能耗大、產(chǎn)量低、盲目擴(kuò)大生產(chǎn)等一些問題成為氯堿行業(yè)繼續(xù)發(fā)展的困擾。企業(yè)、政府和市場如何解決及調(diào)控這些問題，將影響我國未來氯堿發(fā)展趨勢。<

14、;/p><p>　　1.2 主要產(chǎn)品及名稱</p><p>　　氯堿行業(yè)，所涉及的產(chǎn)品包含：32％氫氧化鈉、50％氫氧化鈉、固體氫氧化鈉、高純鹽酸、工業(yè)鹽酸、次氯酸鈉、氯氣、液氯、PVC、氫氣等。</p><p>　　1.3 主要產(chǎn)品的用途</p><p>　?。?）氫氧化鈉 又名苛性鈉，在許多物質(zhì)如：紙、肥皂、清潔劑、藥品、染料等的制造過程中都

15、占有重要地位。</p><p>　?。?）氫氣 作為工業(yè)原料，也是重要的工業(yè)氣體和特種氣體，同時(shí)，氫也是一種理想的二次能源，熱值高，無污染。</p><p>　?。?）氯氣 可以用于消毒、制鹽酸、制漂白粉、制多種農(nóng)藥等有機(jī)溶劑、制塑料等等。</p><p>　　隨著技術(shù)的更新及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，氯堿化工的產(chǎn)物種類會更加龐大。</p><p>

16、;　　1.2 我國氯堿行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 </p><p>　　1.2.1 目前氯堿產(chǎn)量 </p><p>　　近年來，我國的氯堿工業(yè)在各個(gè)層面上都得到了迅猛的發(fā)展。生產(chǎn)力的不斷增加和擴(kuò)大，燒堿的產(chǎn)量也在不斷成倍的增加。從上世紀(jì)九十年代的燒堿擴(kuò)建高潮，到2011年達(dá)到2087萬噸左右的燒堿生產(chǎn)數(shù)量，開工率達(dá)到近69%，幾乎使燒堿市場趨于飽和的狀態(tài)。</p><p&g

17、t;　　1.2.2 氯堿行業(yè)在技術(shù)和規(guī)模上的現(xiàn)狀 </p><p>　　我國氯堿行業(yè)的規(guī)模雖然越來越大，但與國外的大型氯堿行業(yè)相比，生產(chǎn)能力還是遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)量。氯堿行業(yè)雖然在技術(shù)上有了明顯的提高，更多、更好的一些先進(jìn)設(shè)備也在引進(jìn)或仿制，但總體來講，生產(chǎn)技術(shù)還是不太成熟。</p><p>　　1.2.3 國內(nèi)氯堿未來發(fā)展趨勢 </p><p>　　放眼國內(nèi)，氯堿

18、產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營模式基本上還停留在“原料采購→基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)→直接銷售”的初級階段，尚未形成綜合性的市場競爭能力。我國氯堿企業(yè)應(yīng)當(dāng)遵循下面的原則以增加市場競爭力：</p><p>　　（1）延伸相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，加大下游產(chǎn)品的研發(fā)力度。</p><p>　?。?）發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣清潔生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程控制。</p><p>　　(3）在節(jié)能降耗上花精力，采用離子膜法電解技

19、術(shù)等先進(jìn)生產(chǎn)工藝。</p><p>　?。?）做好充分的市場調(diào)研，及時(shí)看到潛在的危機(jī)，結(jié)合國家產(chǎn)業(yè)政策,做好產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。</p><p>　　2 離子膜法電解工藝研究</p><p>　　2.1 離子膜法工藝原理及設(shè)備</p><p>　　2.1.1 離子膜法制堿原理</p><p>　　離子膜法電解制燒堿的核心在于

20、離子膜，在電解食鹽水時(shí)所使用的陽離子交換膜的膜體中，其活性基團(tuán)是由帶負(fù)電荷的固定離子（如SO3- 、COO-）和一個(gè)帶正電荷的對離子（如Na+）以離子鍵結(jié)合在一起?；撬嵝完栯x子交換膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)可用以下式子表示： </p><p>　　R~SO3- 一 H+(Na+)</p><p>　　固定離子 對離子</p><

21、;p>　　式中，R表示大分子結(jié)構(gòu)。</p><p>　　磺酸基團(tuán)有良好的親水性能，因此，活性基團(tuán)中的對離子（Na+），就可以與水溶液中的同電荷的Na+進(jìn)行交換并且透過膜。而活性基團(tuán)中的固定離子（SO3-）,則具有排斥Cl-和OH-的能力，使它們不能透過離子膜，從而獲得高純度的氫氧化鈉溶液。</p><p>　　圖2-1離子膜電解制堿原理</p><p>　　離

22、子膜電解制堿原理如上圖所示。電解槽的陰極室和陽極室用陽離子交換膜隔開，精制鹽水進(jìn)入陽極室，純水加入陰極室。根據(jù)下面的方程式可知，</p><p>　　陽極：Cl- → 1/2 Cl2 + e -</p><p>　　陰極：H2O + e- → 1/2 H2 + OH-</p><p>　　總方程式：NaCl +H2O → NaOH + 1/2Cl2 + 1

23、/2H2</p><p>　　氯氣在陽極室產(chǎn)生，氫氣和燒堿在陰極室產(chǎn)生，氯化鈉被電離成鈉離子和氯離子。氯離子在陽極室放電轉(zhuǎn)變成氯氣。同時(shí)，鈉離子通過離子膜轉(zhuǎn)移到陰極室。在陰極室，水變成氫氣和氫氧根。鈉離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鈉。燒堿由于電解液和鈉離子的選擇性透過而獲得。</p><p>　　雖然陰極液中的氫氧根離子傾向于遷移到陽極室，但離子膜可阻止這種遷移。陰極液中氫氧根離子透過膜的

24、遷移造成陰極電流效率的損失。經(jīng)陰極室透過離子膜擴(kuò)散過來的氫氧根離子與陽極室中的氯氣反應(yīng)主要生成氧氣、次氯酸鹽及氯酸鹽，其反應(yīng)式如下：</p><p>　　Na0H + Cl2 → NaCl + HClO</p><p>　　2NaOH + Cl2 → 5/3NaCl + 1/3NaclO + H2O</p><p>　　2NaOH +Cl2→ 1/2O2 + 2Na

25、Cl + H2O</p><p>　　另外，陽極液中的NaCl會透過離子膜擴(kuò)散到陰極室，離子膜的另一個(gè)作用就是阻止上述的擴(kuò)散。</p><p>　　2.1.2 離子膜的性能和種類</p><p>　　2.1.2.1 離子交換膜的性能 </p><p>　　離子交換膜是離子交換膜制堿的核心，它必須具備以下幾個(gè)條件：</p>&

26、lt;p>　　高物化穩(wěn)定性 在電解槽陰極側(cè)離子膜接觸的是高溫濃堿，而在陽極側(cè)接觸的是高溫、高濃度的酸性鹽水和濕氯氣。所以其必須具備良好的耐酸堿和耐氧化的性能。</p><p>　?。?）較低的模阻和選擇性 為了降低槽電壓以降低電能的消耗，離子膜必須具有較低的膜電阻。還必須具有良好的反滲透能力，選擇透過性。</p><p>　?。?）穩(wěn)定的操作性能 離子膜必須能在較大的電流波動范圍內(nèi)

27、正常工作，并且如溫度、鹽水及純水供給等發(fā)生變化時(shí)，能很快恢復(fù)其性能。</p><p>　?。?）較高的機(jī)械強(qiáng)度 離子膜必須具有較高強(qiáng)度、柔韌性和較小的膨脹率。</p><p>　?。?）使用方便 膜應(yīng)用方便，利于的安裝和拆卸。</p><p>　　2.1.2.2 離子膜的種類</p><p>　　1.全氟羧酸膜 （Rf-COOH）<

28、;/p><p>　　全氟羧酸膜是一種具有弱酸性和親水性小的離子交換膜。膜內(nèi)固定離子的濃度較大，能阻止OH-的反滲透，因此陰極室的NaOH濃度可達(dá)35％左右。而且電流效率也較高，可達(dá)95％以上。它能置于PH＞3的酸性溶液中，在電解時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是膜電阻較大，在陽極室不能加酸，因此氯中含氧較高。目前采用的羧酸膜是具有高/低交換容量羧酸層組成的復(fù)合膜。電解時(shí)，面向陰極側(cè)的是低交換容量的羧酸層，面向陽極側(cè)的是高交換容量

29、的羧酸層。這樣既能得到較高的電流效率又能降低膜電阻，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度。</p><p>　　全氟磺酸膜（Rf-SO3H）</p><p>　　全氟磺酸膜是一種強(qiáng)酸型離子交換膜。這類膜的親水性好，因此膜電阻小，但由于膜的固定離子濃度低，對OH-的排斥力小。因襲，電槽的電流效率低，一般小于80％。且產(chǎn)品的NaoH濃度也比較低，一般小于20％。但它能置于PH=1的酸性溶液中，因此可在電解槽的陽

30、極室內(nèi)加鹽酸，以中和反滲透的OH-，這樣所得的氯氣純度就較高，一般含氧少于0.5％。</p><p>　　3.全氟磺酸/羧酸復(fù)合膜（Rf-SO3H/Rf-COOH）</p><p>　　這是一種電化學(xué)性能優(yōu)良的例子交換膜。在膜的另一側(cè)具有量子離子交換基團(tuán)，電解時(shí)較薄的羧酸層面向陰極，較厚的磺酸層面向陽極。因此兼有羧酸膜和磺酸膜的優(yōu)點(diǎn)，它可以阻擋OH-的反滲透，從而可以在較高電流效率下制得高

31、濃度的NaOH溶液。同時(shí)由于膜電阻較小，可以在較大電流密度下工作。且可用鹽酸中和陽極液，得到純度高的氯氣。</p><p>　　2.1.3 離子膜電解槽</p><p>　　離子膜電解槽分為單極式和復(fù)極式兩種型式。每臺電解槽都是由若干個(gè)電解單元組成。每個(gè)電解單元都有陽極、陰極和離子交換膜。陽極由鈦材和多種多種活性涂層制成，陰極用軟鋼制成，也有用鎳材或不銹鋼制成的。陰極上有活性涂層，也有無涂

32、層。</p><p>　　復(fù)極槽和單極槽的主要區(qū)別是電槽的電路連接方法不同。復(fù)極槽在槽內(nèi)各個(gè)單元槽之間是串聯(lián)，而電解槽之間是并聯(lián)的。單極槽則相反，單極槽內(nèi)部的各個(gè)單元槽是并聯(lián)的，而各個(gè)電解槽之間的電路是串聯(lián)的。因此，單極槽的總電流是各個(gè)單元槽的電流之和。而單極槽的電壓則與各個(gè)單元槽的電壓相等。即</p><p>　　I = I1 + I2 + ...... + In</p>

33、<p>　　V = V1 = V2 = ...... = Vn</p><p>　　所以每臺單極槽運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是高電流，低電壓。</p><p>　　對于復(fù)極槽，通過各個(gè)單元槽的電流是相等的，其總電壓則是各個(gè)單元槽的電壓之和，即</p><p>　　I = I1 = I2 = ...... =In</p><p>　　V = V1 +

34、 V2 + ...... + Vn</p><p>　　所以每臺復(fù)極槽運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是高電壓，低電流。</p><p>　　新浦化學(xué)（泰興）有限公司 氯堿廠 二三期電解強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極槽組成：</p><p>　　圖2-2強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極槽</p><p>　　圖2-3強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極槽

35、 </p><p>　　1.112個(gè)中框、3個(gè)PDT框，1個(gè)陽極端框和1個(gè)陰極端框</p><p>　　2.116張離子交換膜（旭化成F-4603、F-8031、杜邦N-966或相當(dāng)品）</p><p>　　3.擠壓槽的1個(gè)油壓單元</p><p>　　4.陽極液和陰極液的入口總管各一個(gè)</p><

36、;p>　　5.收集電解產(chǎn)品堿及淡鹽水的出口總管各一個(gè)</p><p>　　6.控制油缸油壓的1個(gè)油壓萬能操作臺（油壓控制閥組） </p><p>　　2.2 離子膜法制堿工藝流程</p><p>　　2.2.1 一次鹽水</p><p>　　2.2.1.1 總體工藝描述</p><p>　　一次澄清

37、鹽水的制備是氯堿生產(chǎn)工藝至關(guān)重要的工段，精制效果的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。傳統(tǒng)性的一次鹽水精制工藝，采用配水、化鹽、加精制劑反應(yīng)、澄清、砂濾，然后再經(jīng)炭素?zé)Y(jié)管過濾器過濾。近幾年新建氯堿裝置一次鹽水工藝大都采用膜過濾技術(shù)制取精制鹽水，該工藝路線省去了砂濾器、炭素?zé)Y(jié)管過濾器。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，經(jīng)膜過濾分離方法制得的一次鹽水質(zhì)量指標(biāo)、設(shè)備投資等都比傳統(tǒng)工藝?yán)硐?。所以一次精制鹽水工藝采用膜過濾器過濾工藝。</p><

38、p>　　2.2.1.2 化鹽流程方框圖</p><p>　　行車抓鹽至下料口 振動給料機(jī) 六號皮帶機(jī) 化鹽桶A </p><p>　　可逆皮帶機(jī) 化鹽桶B、C </p><p>　　壓濾后廢鹽水 再生廢鹽水、WI </p><

39、;p>　　電解脫氯淡鹽水 SRS除硝裝置 化鹽水貯槽 化鹽水泵</p><p><b>　　鹵水</b></p><p><b>　　圖2-5化鹽流程</b></p><p>　　2.2.1.3精制流程方框圖</p><p>　　氯水

40、 NaOH</p><p><b>　　↓ ↓ </b></p><p>　　化鹽桶出來鹽水 曲徑槽 鹽水中間槽 </p><p><b>　　FeCl3</b></p><p>　　鹽水加壓泵 浮 上 桶 </p&

41、gt;<p><b>　　Na2CO3</b></p><p><b>　　反 應(yīng) 桶</b></p><p><b>　　Na2SO3</b></p><p>　　中間槽 過濾鹽水泵 凱膜過濾器</p><p>　　一次

42、鹽水精制貯槽 一次鹽水泵 二次鹽水崗位</p><p><b>　　圖2-6精制流程</b></p><p>　　2.2.1.4 壓濾流程方框圖</p><p>　　過濾器排渣鹽泥 </p><p>　　浮上桶上

43、下排泥 鹽泥槽 鹽泥泵 壓濾機(jī) 化鹽水貯槽</p><p><b>　　鹽泥</b></p><p><b>　　圖2-7壓濾流程</b></p><p>　　2.2.2 二次鹽水</p><p>　　2.2.2.1 總體工藝概述</p>&l

44、t;p>　　本崗位是對精制一次鹽水中的少量Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)進(jìn)一步處理，除去其中的Ca2+、Mg2+還會除去一些微量的重金屬，獲得符合離子膜生產(chǎn)要求的電解鹽水，本公司采用的主要是拜耳公司生產(chǎn)的TP-260螯合樹脂，TP-260螯合樹脂是交聯(lián)聚苯乙烯為基礎(chǔ)骨架，采用的螯合基是亞磷酸基，亞磷酸基和EDTA的選擇吸附金屬離子的能力相同。本公司采用三塔式流程，塔的運(yùn)行、再生、周期性切換均可由程序控制，精制的鹽水具有較好效果。<

45、/p><p>　　2.2.2.2 工藝方框流程圖</p><p>　　一次鹽水 → 過濾鹽水貯罐 → 過濾鹽水泵 </p><p><b>　　↓</b></p><p>　　VE-203 脫氯淡鹽水貯槽</p><p&g

46、t;　　樹脂塔 精制鹽水貯槽 精制鹽水泵 電槽 </p><p>　　圖2-9二次鹽水工藝流程</p><p>　　2.2.3 電解工藝</p><p>　　2.2.3.1 離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程 　　</p><p>　　粗鹽先進(jìn)入化鹽工段，采用工業(yè)水進(jìn)行溶解粗鹽，接著送到一次鹽水和二次鹽水精制

47、工段，先經(jīng)過一次鹽水工段進(jìn)行粗過濾，再經(jīng)過二次鹽水對一次鹽水送來的粗鹽水進(jìn)行精制，靜止后的二次鹽水經(jīng)過泵送至電解工段進(jìn)行電解，電解產(chǎn)生的不能進(jìn)行完全干燥的高溫濕氯氣送入氫氣處理工段，與電解槽陰極產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行合成鹽酸，產(chǎn)生的鹽酸蒸汽經(jīng)純水吸收后得到一定濃度的鹽酸，產(chǎn)生的鹽酸尾氣送廢氣處理；精制鹽水經(jīng)過電解槽電解后，濃度會大大降低，經(jīng)過鈦冷卻器冷卻后在脫氯工段進(jìn)行脫氯處理，除去其中含有的游離氯，在送至化鹽工段進(jìn)行濃縮后繼續(xù)使用；用98%的

48、硫酸對電解產(chǎn)生的氯氣進(jìn)行充分干燥，濃硫酸吸水后濃度降低為82%的硫酸。</p><p><b>　　1.陽極循環(huán)部分</b></p><p>　　通過總管和所有單元槽之間的陽極室入口的軟管，精制鹽水進(jìn)入陽極室。在陽極室，精鹽水被電解后，氯化鈉濃度會降低，同時(shí)產(chǎn)生氯氣。電解時(shí)，通過離子膜，陰極室的OH-會移動到陽極室，不斷的添加鹽酸到陽極室用來中和OH-。根據(jù)電槽陽極進(jìn)

49、出口鹽水酸度，利用PH計(jì)來調(diào)節(jié)鹽酸的流量。氯氣通過軟管出來，和淡鹽水鹽水混合物匯入出口總管，然后再流至陽極氣液分離器，進(jìn)行氣液分離，淡鹽水通過溢流，然后進(jìn)入陽極液循環(huán)槽。出口總管分離的的氯氣，被送到氯處理，通過壓力表控制氯氣的壓力。淡鹽水從陽極液循環(huán)槽排出，送到淡鹽水處理，一部分被引入到精制鹽水總管，用來保護(hù)鈦管，一部分送入氯酸鹽分解槽后，緊接著再然后進(jìn)行氯酸鹽分解，目的是為了降低系統(tǒng)中氯酸鹽含量。</p><p&g

50、t;<b>　　2.陰極循環(huán)部分</b></p><p>　　由堿高位槽，陰極液流到電槽入口總管，通過軟管，被送到陰極室，在陰極室有氫氣和燒堿生成。通過軟管，氫氣、陰極液混合物一起流到出口總管，然后再進(jìn)行氣液分離，液體通過陰極液循環(huán)槽排出，通過循環(huán)泵，一部分堿液被送至堿高位槽，再然后會回電解槽，再次循環(huán)利用，還有一部分被送到燒堿蒸發(fā)崗位，只獲得成品堿，在罐區(qū)外送。氫氣分離然后，被收集緊接著然

51、后會送入氫氣總管，下一步是送至陰極液循環(huán)槽頂部的除霧器進(jìn)行除去堿霧。</p><p>　　3.二次油壓在各個(gè)環(huán)節(jié)的控制要求</p><p>　　A 電槽膜試漏 7.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：松開至擠壓機(jī)端頭</p><p>　　B 電槽槽試漏 10.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：30mm</p><p>　　C 電槽充液

52、 7.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：30mm</p><p>　　D 電槽循環(huán) 10.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：30mm</p><p>　　E 電槽開車 12.5 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：30mm</p><p>　　F 電槽運(yùn)行 7.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：0mm</p><p>　　G

53、 電槽停車 7.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：0mm</p><p>　　H 電槽檢修 7.0 Mpa 鎖定螺母距鎖定位置：0mm</p><p>　　2.2.3.2 電解工藝方框流程圖</p><p><b>　　氫氣總管 </b></p><p>　　氯氣總管

54、 ↑ </p><p>　　↑ 氫氣冷卻器 </p><p><b>　　鹽 酸</b></p><p>　　淡鹽水貯槽 陽極循環(huán)槽 電解槽 陰極循環(huán)槽 燒堿貯槽</p><p>　　二次精制鹽水

55、 純水</p><p><b>　　堿換熱器</b></p><p>　　陽極循環(huán)泵 陰極循環(huán)泵 </p><p><b>　　圖2-10電解工藝</b></p><p

56、>　　2.2.4 淡鹽水脫氯</p><p>　　2.2.4.1 淡鹽水脫氯工藝概述</p><p>　　一種方法是利用空氣吹除法，但是這種方法脫氯效果不理想，效果較低，而且從淡鹽水中分離出來的廢氯氣純度也比較低。</p><p>　　另一種方法是真空脫氯法，該法可以起到很好的效果，次方法是利用蒸汽噴射器產(chǎn)生真空系統(tǒng)，淡鹽水中的游離氯被抽出分離后，把游離氯送入

57、濕氯氣總管。本公司采用的是真空脫氯法的工藝技術(shù)。從電槽流出來的淡鹽水，用淡鹽水泵送往脫氯塔，加酸調(diào)節(jié)淡鹽水PH值，調(diào)整到1.0-2.2后再進(jìn)脫氯塔, 通過淡鹽水泵，從陽極液循環(huán)槽出來的淡鹽水，大部分被送去脫氯塔脫氯，一部分通過串極控制送入電槽陽極口循環(huán)以保護(hù)鈦管，一部分淡鹽水通過串極經(jīng)換熱器給鹽水加熱，溫度控制在92±1，送入氯酸鹽分解槽，通過流量計(jì)串極控制加酸的量。淡鹽水經(jīng)氯酸鹽分解，然后就會被重新被送到脫氯塔，在接著脫氯塔

58、下來的鹽水，會進(jìn)行經(jīng)加堿、加亞硫酸鈉后，由脫氯淡鹽水泵經(jīng)過加熱器后再次送至一次鹽水。脫氯塔頂部出來的氯氣，用循環(huán)水在脫氯塔冷卻器中冷卻，冷卻到小于45，同時(shí)再進(jìn)行氣液分離，然后通過蒸汽噴射器吸取，其真空度由蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥控制。來自蒸汽噴射器的高溫氯氣在蒸汽冷卻器中用循環(huán)水冷卻至小于70,后與來自氯酸鹽分解槽分解的氯氣進(jìn)入氯氣總管或廢氯氣總管。當(dāng)蒸汽噴射器出現(xiàn)故障或無蒸汽供應(yīng)時(shí)，、可采用空氣吹除進(jìn)行脫氯，先將氯酸鹽分解槽和蒸汽冷卻器出口的

59、氯氣</p><p>　　2.2.4.2 脫氯工藝方框流程圖</p><p><b>　　總管氯氣 </b></p><p>　　終冷器 冷凝液分離槽</p><p><b>　　陽極液排凈槽</b></p><p><b>　　蒸汽噴射泵<

60、/b></p><p>　　脫氯蒸汽冷卻器 氯水槽 </p><p>　　HCL 陽極液排凈曹</p><p><b>　　脫氯塔</b></p><p>　　氯酸鹽分解槽 NaOH Na2SO

61、3 </p><p>　　脫氯淡鹽水貯槽 脫氯淡鹽水泵 界外</p><p>　　BRD → 淡鹽水貯槽 → 淡鹽水泵 </p><p><b>　　圖-11脫氯工藝</b></p><p>　　2.2.5 氯氫處理</p><p>　　2.2.5.

62、1 氯氣處理</p><p>　　從電解槽頂部出來的濕氯氣，具有很強(qiáng)的腐蝕性，溫度高且伴有水蒸氣和雜質(zhì)，必須經(jīng)過冷卻、干燥和凈化處理。氯氣處理系統(tǒng)分為冷卻、干燥、輸送三部分。</p><p>　　2.2.5.2 氫氣處理 </p><p>　　從電解槽出來的氫氣具有高溫、濕度大、且含堿霧，所以必須對其進(jìn)行冷卻。冷卻系統(tǒng)分直接冷卻和間接冷卻兩種，建議選擇氫氣洗滌塔直接

63、洗滌冷卻降溫、列管換熱器間接冷卻，水環(huán)式氫氣壓縮機(jī)輸送。</p><p><b>　　主要設(shè)備描述</b></p><p><b>　　1、氫氣柜</b></p><p>　　氫氣柜由柜體和鐘罩組成，柜體上有氫氣進(jìn)口和出口、補(bǔ)水口和溢流口，鐘罩上有自動和手動放空及安全罩帽。鐘罩和柜體之間使用工業(yè)水進(jìn)行水封，補(bǔ)水常開，保持溢

64、流口一直有少量水流出。氫氣柜內(nèi)壓力保持穩(wěn)定，氫氣量變化時(shí)，鐘罩在柜體內(nèi)上下浮動，若液位過高，氫氣就會從氫氣柜頂部自動放空口排出。</p><p><b>　　圖-12氫氣柜</b></p><p><b>　　2、氫氣干燥機(jī)</b></p><p><b>　　圖-13氫氣干燥機(jī)</b></p&

65、gt;<p>　　氫氣干燥機(jī)的作用是對氫壓機(jī)壓縮過的氫氣進(jìn)行干燥，去除其中含有的水分，達(dá)到要求的露點(diǎn)（-40℃），送往VCM氧氯化單元。它的主要結(jié)構(gòu)包括：干燥塔、保養(yǎng)處盤、控制柜、顯示屏。在干燥機(jī)正常工作時(shí)，始終會有一個(gè)塔體處于在線干燥循環(huán)狀態(tài)；與此同時(shí)，另一個(gè)塔體則處于離線再生狀態(tài)，將之前處于在線干燥時(shí)吸附的水分從吸附劑中釋放出來。</p><p>　　干燥塔內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)包括：塔體、加熱部件、吸附

66、劑（上層氧化鋁、中層硅膠、底層分子篩）、溫度探頭。</p><p><b>　　圖-14干燥塔</b></p><p>　　3、活塞式氫氣壓縮機(jī)</p><p>　　圖-15活塞式氫氣壓縮機(jī)</p><p>　　活塞式氫氣壓縮機(jī)由電機(jī)與壓縮機(jī)兩部分組成，從功能上可以分為：傳動系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)四大部分。壓

67、縮機(jī)主要包括機(jī)身、中體、氣缸、曲軸、連桿、十字頭、活塞組件、填料和氣閥。氫處理崗位使用的活塞式氫氣壓縮機(jī)分為兩級壓縮式和四級壓縮式。</p><p><b>　　4、水環(huán)泵</b></p><p><b>　　圖-16水環(huán)泵</b></p><p><b>　　圖-17水環(huán)泵</b></p>

68、;<p>　　水環(huán)氫壓機(jī)主要由電機(jī)、水環(huán)式壓縮機(jī)、氣液分離器、冷卻器、底座等幾部分組成。其工作原理是：通過葉輪旋轉(zhuǎn)，使工作液（純水）在橢圓形泵體內(nèi)形成液環(huán)，此時(shí)工作液同時(shí)起到密封、壓縮和冷卻三種作用。在吸氣階段，液環(huán)逐漸逼近輪轂，將氫氣從軸向沿排氣口排出。由于葉輪相對于旋轉(zhuǎn)的液環(huán)是偏心的，液體在葉片間的空間內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，就像活塞在氣缸中的運(yùn)動一樣，對氫氣產(chǎn)生抽吸和壓縮作用。</p><p>　　2.2

69、.6 廢氯氣處理 </p><p>　　廢氯氣處理接納開、停車時(shí)的低濃度氯氣和事故狀態(tài)下氯氣系統(tǒng)的泄壓氯氣，可采用燒堿液吸收或石灰乳吸收，石灰乳吸收效果差，設(shè)備龐大，需連接攪拌，動力消耗高，操作環(huán)境惡劣。建議選擇燒堿液循環(huán)、冷卻、吸收廢氯氣，制成次氯酸鈉溶液。</p><p>　　2.2.7 氯氣液化</p><p>　　通常根據(jù)氯氣壓縮機(jī)壓力的不同，將氯氣液化方式

70、分為高壓法、中壓法和低壓法三種。高壓法消耗冷凍量少，不需要制冷機(jī)，能耗低。</p><p><b>　　3. 結(jié)論 </b></p><p>　　針對以上的分析和論述，可以看出離子膜燒堿較其它制堿法的優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　生產(chǎn)能力大</b></p><p><b>　　堿液質(zhì)

71、量好</b></p><p><b>　　能耗低 </b></p><p><b>　　氯氣及氫氣純度高</b></p><p><b>　?。?）污染低</b></p><p><b>　?。?）裝置占地少</b></p>&l

72、t;p>　?。?）能適應(yīng)電流變化波動大，安全性高</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量的新材料、新工藝、新方法在離子膜結(jié)構(gòu)、電解槽設(shè)計(jì)和電解工藝等方面應(yīng)用，給離子膜法氯堿生產(chǎn)注入了新的活力。</p><p>　　在我國氯堿行業(yè)的發(fā)展在逐年的加快的同時(shí)，除了帶來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也會帶來一定的隱患。比如：增長速度過快，可能會出現(xiàn)部分的企業(yè)盲目擴(kuò)張，為了適應(yīng)市場的需求和變化，大量的

73、耗費(fèi)材料，使得行業(yè)產(chǎn)能過剩，給環(huán)境也帶來了致命的威脅，這些都是過快發(fā)展所可能帶來的隱患。所以要適當(dāng)?shù)目刂破浒l(fā)展的步伐，穩(wěn)步有序的發(fā)展才能是長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)和趨勢。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 毛麒瑞.談?wù)劵瘜W(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位[J].化工之友，2009，(2)</p><p>　　[2] 何

74、同玉，劉嶺梅.離子膜工藝鹽水精制技術(shù)進(jìn)展概述[J].氯堿工業(yè)，2011，(9)．oj</p><p>　　[3] 陳杰，李星，梁恒等氨氮對預(yù)氯化工藝的影響及優(yōu)化對策[J].工業(yè)用水與廢水，2009，(2)．</p><p>　　[4] 李宗耀.我國氯化高聚物的應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)狀.中國氯堿[J]，2010，（10）．o</p><p>　　[5] 郭振華.氯產(chǎn)品發(fā)展對策研

75、究.氯堿工業(yè)[J]，2012，（1）．</p><p>　　[6] 孫勤.我國氯產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景.氯堿工業(yè)[J]，2000，（4）．</p><p>　　[7] 高旭東.我國燒堿工業(yè)狀況與發(fā)展趨勢.氯堿工業(yè)[J]，2011,（6）．</p><p>　　[8] 孫文勇.中國氯堿工業(yè)發(fā)展策略[J]，2010,(20)</p><p>　

76、　[9] 新浦化學(xué)（泰興）有限公司操作規(guī)程</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在這段時(shí)間里，在王雪老師和工人師傅的幫助和講解下，把平常理論的東西應(yīng)用于實(shí)際受益匪淺。另外，通過老師和同學(xué)在我寫論文期間對知識的講解我認(rèn)識到我們不僅需要堅(jiān)實(shí)的理論知識，還需要大膽的創(chuàng)新與實(shí)踐。所以，我們要珍惜在校的時(shí)光，認(rèn)真學(xué)習(xí)，熟練掌握知識并多思考！我在此感謝學(xué)