氯碱工艺培训综述课件.ppt

1、化盐池原盐化盐水前反应池加压溶气罐预处理器一次精盐水储槽缓冲罐凯膜过滤器后反应槽氢氧化钠空压气三氯化铁碳酸钠盐酸亚硫酸钠树脂塔二次精盐水储槽电解工序HD次氯酸钠亚硫酸钠杂质离子膜其他杂质形态影响Ca Ca(OH)2,NaCa2SiO7CE下降;CV上升MgMg(OH)2,NaMg2SiO7CE下降;CV上升 Sr Sr(OH)2,Sr-Al-Si,Sr-SiCE下降 Ba Ba3H4(IO6)2CE下降I Na3H2IO6,Ba3H4(IO6)2CE下降 Al Na2Al2Si2O3,Ca-Al-Si,Sr-Al-SiCE下降Fe Fe(OH)3CV上升Ni Ni(OH)3CV上升SO42-N

2、a2SO4CV上升影响盐水中的NaCl溶解度;影响盐水中的Ba浓度;NaClO3 影响盐水中的NaCl溶解度;影响烧碱中的NaClO3浓度;TOCCV上升胺盐和氨盐影响氯气中的NCl3浓度盐水杂质的去除方法杂质去除方法Mg,Ni 添加NaOH生成杂质沉淀+使用螯合树脂吸附杂质Ca,Sr 添加碳酸钠生成杂质沉淀+使用螯合树脂吸附杂质Ba 使用螯合树脂进行吸附(少量)SO4 添加Ba生成沉淀分子篩膜使用两性离子交换树脂进行吸附(同时去除NaClO3)NaClO3使用盐酸进行分解Al,Fe在酸性盐水下使用螯合树脂进行吸附有效氯使用使用亚硫酸钠进行氧化还原 Na2SO3+NaClO =NaCl+Na2

3、SO4 Na2SO3+Cl2+2NaOH=Na2SO4+NaCl+H2O胺盐和氨盐空气放散菌藻类、腐殖酸等有机物次氯酸钠溶液氧化分解成小分子有机物盐水杂质去除原理（1）去除方法去除原理FeCl3絮凝剂法使空气溶解在粗盐水里后经减压阀、文丘里混合器与加入絮凝剂FeCl3溶液进行混合，减压使气泡析出，Mg(OH)2在絮凝剂附着气泡上进入预处理器后，由于气泡在水中的升力将Mg(OH)2等杂质上浮，进浮泥储存斗与粗盐水分离，部分没有上浮的机械杂质下沉形成沉泥与粗盐水分离。上排泥上排泥下排泥 Mg2+2OH-Mg(OH)2 Fe3+3OH-Fe(OH)3 菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠溶液氧化分解成

4、为小分子有机物 去除方法去除原理HVM膜法膜法Ca2+CO32-CaCO3 利用膜的微孔径进行物理过滤盐水杂质去除原理（2）膜材料：全聚四氟乙烯膜材料：全聚四氟乙烯 膜孔径膜孔径：0.220.22 0.5m0.5m 膜特点：膜特点：均匀致密的微孔，高效的均匀致密的微孔，高效的表面过滤表面过滤 整体成型，整体成型，无缝管结构，无缝管结构，无剥离、无剥离、无开裂无开裂现象现象 耐酸碱、抗氧化、无老化耐酸碱、抗氧化、无老化 耐高温耐高温 250 250 摄氏摄氏 不粘接、易清洗、高效率不粘接、易清洗、高效率 高强度、长寿命高强度、长寿命(保证期保证期 3 3 年年)膜组件膜组件HVM管式膜管式膜HV

5、MHVM膜的特点：膜的特点：去除方法去除原理纳滤膜法纳滤膜法利用纳滤膜的选择通过性进行SO4 2-浓缩，脱出Na2SO4盐水杂质去除原理（3）膜的结构和特点如下:纳滤膜的膜孔径为15nm,允许1价离子(钠离子、氯离子)通过,对-2价硫酸根有比较好的截流作用。材料为带有芳香结构的酰胺类,允许比较高的操作压力。优异的结构使得对硫酸根的排斥力十分稳定,保证操作的稳定。去除方法去除原理 M：Ca2+,Mg2+,Sr2+,Ba2+等二价金属离子螯合树脂吸附螯合树脂吸附离子交换吸附 以D403亚胺基乙酸型为例 苯乙烯 二乙烯苯 亚胺二乙酸共聚物盐水杂质去除原理（4）第一步是吸附，螯合树脂也是一种离子交换树

6、脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附金属离子后形成环状结构，吸附金属离子发生以下反应：CH2-COONa CH2-COOR-N +M2 R-N M+2Na+CH2-COONa CH2-COO第二步是脱吸，在一定的外界条件下（如PH值和浓度温度）改变金属螯合物的平衡条件而使金属离子离解开，本装置采用浓度为5%左右的高纯盐酸对树脂进行漂洗。脱洗金属离子发生以下反应：CH2-COO CH2-COOHR-N M+2H+R-N +M+CH2-COO CH2-COOH第三步是再生，在已经洗脱金属离子的“H”型树脂中加入4%的NaOH溶液，调节PH值为14，由于溶液中的H+大量减少，使平衡向右移动，树脂由H

7、型变为钠型。发生如下反应：CH2-COOH CH2-COONaR-N +2NaOH R-N +2H2O CH2-COOH CH2-COONa盐水精制工艺控制指标序号序号盐水中杂质名称盐水中杂质名称一次盐水一次盐水二次盐水二次盐水单位单位1 1Ca+MgCa+Mg 1001000.020.02ppm2 2SrSr 0.50.50.05(0.05(杜邦杜邦0.4)0.4)ppm3 3BaBa 0.50.50.50.5ppm4 4Fe Fe 0.20.20.20.2ppm5 5Al Al 0.10.10.10.1ppm6 6I I 0.20.20.20.2ppm7 7SiOSiO2 2 5 55 5

8、ppm8 8SOSO4 42-2-7 77 7g/l9 9MnMn 0.010.01ppm1010Ni Ni 0.010.01ppm1111SS SS 1 11 1ppm1212TOC TOC 10101010ppm13HD2040/ppm+_二次精盐水高位槽高位槽纯水电解槽阳极循环槽阴极循环槽氯水槽脱氯塔真空泵去脱硝氢气洗涤塔氢泵冷却器水扑集器氢气分配台32%碱成品槽氯气洗涤塔钛冷却器水雾扑集器填料干燥塔泡罩干燥塔酸雾扑集器氯气压缩机氯气分配台用户液氯工序氯化氢亚钠氢氧化钠高纯酸次钠工序型号：n-BiTAC-866类型：F-8020SP、N2030槽数：4系列8单元528台单元槽 阳极有效面

9、积：3.276m2最大运行电流：17KA电 流 密 度：5.2 ka/m2阳极：钛底盘+钛网(活性涂层)阴 极：镍底盘+镍网(活性涂层)阳极侧：阴极侧：增强 纤维磺酸层R-SO3H具有很高的离子传导能力，决定电压的高低羧酸层R-COOH具有很高的正离子选择渗透能力，决定电流效率的高低制法：全氟羧酸-磺酸多层阳离子交换膜，是将全氟磺酸膜片与全氟羧酸膜片加热层压而成，或在全氟磺酸膜的一面经化学处理，使SO3H转换成COOH基。这种离子膜一面为SO3H基，另一面为COOH，用聚四氟乙烯织物增强。原理：一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜，允许阳 离子通过，不允许阴离子通过即阳极

10、带正电的Na可以通过膜到阴极去而带负电阳极的Cl、阴极的OH不可以通过，所以也称为离子选择透过性膜。OHClNaNa阳极：阴极：阳极主要电解反应:NaClNa+Cl-2Cl-2eCl24OH-4e O2+2H2O加酸：H+OH-H2O阴极主要电解反应：2H2O+2eH2+2OH-在电解氯化钠水溶液所使用的阳离子交换膜的膜体中有活性基团，它是由带负电荷的固定离子如SO3-，COO-，同一个带正电荷的对离子H+Na+形成静电键。活性基团中的Na+可以与溶液中的同电荷的Na+进行离子交换，表现出有选择性的互换；与此同时，活性基团中的带负电荷的固定离子具有排斥Cl-,OH-的能力，这样水化钠离子通过膜

11、能迁移到阴极室，水份子也伴随着迁移。此外，少量的Cl-也扩散到阴极，少量的OH-也迁移到阳极。总电解反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2CI-失电子形成氯气H得电子形成氢气OH离子增多与Na形成烧碱液阳极阴极Na电流方向CI-失电子形成氯气H得电子形成氢气OH离子增多与Na形成烧碱液阳极阴极Na电流方向OH-1、生产的氢气、氯气容易混合形成爆炸气体。2、生产的烧碱液混合在盐水中得不到纯产品。3、无法实现连续生产。分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品，必须要把电解的阳极、阴极进行分离。CI-失电子形成氯气H得电子形成氢气OH离子增多与Na形成烧碱液阳极阴极电流方向Na饱和盐水补充

12、稀释碱液补充稀释盐水流出高浓碱液流出CI2H2淡盐水脱氯工艺简介 在脱氯塔中盐水通过真空脱氯，使脱氯塔出口盐水的有效氯含量会被降低到10ppm的水平。需加入烧碱中和，控制盐水PH值为9，并用少量的10%亚硫酸钠吸收剩余的有效氯，使淡盐水中的游离氯降到,3ppm以下。化学平衡：Cl2+H2O HClO+H+Cl-由于电解所产生的淡盐水中的溶解有一定Cl2需要脱除，可以通过抽取真空的方式，降低液体表面的分压，并增加盐酸酸度，有利于Cl2形成并逸出。HCl+NaOH NaCl+H2OHClO+NaOH NaClO+H2ONaClO+Na2SO3 Na2SO4+NaCl脱氯盐水盐酸亚钠盐酸亚钠氢氧化钠

13、去化盐回水输送泵回水槽离心机芒硝沉晶槽结晶体泵结晶槽浓水循环泵二级膜系统二级高压泵中间水槽一级膜系统一级高压泵碳虑、保安过滤器淡盐水贮槽缓冲水槽盐水脱硝工艺流程简介氯气处理系统介绍洗涤塔水洗高温高湿氯气 T80P5Kpa降温除去夹带盐等杂质钛冷却器降温 控制温度11-16水雾扑集器除去水雾冷凝水填料干燥塔硫酸吸水干燥泡罩干燥塔硫酸吸水干燥酸雾扑集器除去酸雾氯中含水50ppmT16 P 0kpa氯气压缩机T87 P 0.35Mpa氯化氢液氯工序氯气液氯贮槽常温，P0.35MPa尾气分配台气液分离器液化器缓冲罐氟氯昂T-10F22氯化氢次钠钢瓶充装槽车充装CPETCEM螺杆机液氯泵循环槽32%碱生产水循环槽吸收塔吸收塔氯气反应原理：Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O控制要点：原料：32%碱、生产水、氯气反应温度T40有效氯：10%13%真空泵游离碱：0.1%1.0%成品槽