第33卷第6期Vol 33 Na 62010年6月可壯工離子膜電解工藝聶巨亮河北奇正環(huán)境科技有限公司,河北石家莊050051)[摘要]離子膜法制燒堿是當(dāng)今氯堿工業(yè)最新制堿技術(shù)離子膜電解槽制出的液堿濃度高質(zhì)量高質(zhì)量優(yōu)能耗少、無公害、無石棉絨污染投資省因此離子膜法制燒堿工藝已成為世界氯堿工業(yè)的發(fā)展方向[關(guān)鍵詞]離子膜電解:制堿:優(yōu)勢[中圖分類號]TQ114.262[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B[文章編號]1003-5095(2010)06-005302離子膜法電解制堿是世界上工業(yè)化生產(chǎn)燒堿當(dāng)為保持陰極液濃度在規(guī)定范圍內(nèi),需連續(xù)地在陰中最先進(jìn)的工藝方法,具有能耗低、三廢污染少成本極液入口總管處加入純水。純水添加量由純水流量儀低及操作管理方便等優(yōu)點(diǎn),是國家重點(diǎn)發(fā)展的七大工進(jìn)行調(diào)節(jié)程之一。其主要產(chǎn)品是燒堿副產(chǎn)物氯氣和氫氣,可以1.2電解槽的構(gòu)成合成鹽酸兩者都是最基礎(chǔ)的化工原料,廣泛應(yīng)用于電解槽:主要由陽極、陰極、交換膜、電解槽框和洗滌劑、肥皂、造紙、印染、紡織、醫(yī)藥、染料、金屬制導(dǎo)電銅棒等組成;每臺(tái)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或品、基本化工及有機(jī)化工工業(yè)。另外,氯氣和氫氣也是并聯(lián)組成。陽極用金屬鈦網(wǎng)制成,為了延長電極使用化學(xué)工業(yè)的重要原料廣泛應(yīng)用于無機(jī)和有機(jī)化工工業(yè)。壽命和提高電解效率,陽極網(wǎng)上涂有鈦、釕等氧化物目前世界上電解鹽水生產(chǎn)燒堿方法有3種:隔膜涂層;陰極由碳鋼網(wǎng)制成,上面涂有鎳涂層;交換膜把法、水銀法以及離子膜法,其中離子膜法具有工藝流電解槽分成陰極室和陽極室。程簡單、生產(chǎn)穩(wěn)定、安全性高、產(chǎn)品純度高能耗低、污交換膜具有特殊的選擇透過性,只允許陽離子通染程度低、裝置占地少操作維修簡單、勞動(dòng)強(qiáng)度低等過而阻止陰離子和氣體通過,即只允許H、Na’通過,優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用。而Cl、吡H與兩極產(chǎn)物H2和Cl2無法通過,因而起到1電解法制堿工藝原理了防止陽極產(chǎn)物Cl2和陰極產(chǎn)物H2相混合而可能導(dǎo)1.1工藝原理致爆炸的危險(xiǎn),還起到了避免Cl2和陰極另一產(chǎn)物精制鹽水經(jīng)過陽極液進(jìn)料總管以及軟管送入電NaOH反應(yīng)而生成Nacl0影響燒堿純度的作用。解槽各單元的陽極室中。陽極液電解后產(chǎn)生淡鹽水和2電解工藝流程氯氣,從撓性軟管排出的氯氣和陽極液的混合物進(jìn)入電解工藝流程分為一次鹽水、二次鹽水精制,電陽極液循環(huán)槽,并在此將混合物分離成氣體和液體。解、淡鹽水脫氯、Cl2處理、H2處理等工序。核心工序是氯氣集中到氯氣總管后被送到氯氣處理工段,其純度二次鹽水精制和電解部分?？蛇_(dá)985%~99.0%(千基)鹽水一次精制主要是控制懸浮物(SS)與各種雜陰極室內(nèi)電解產(chǎn)生氫氣和燒堿氫氣和燒堿的混質(zhì)離子的含量在要求的范圍內(nèi),為鹽水二次精制做準(zhǔn)合物從陰極室出來后經(jīng)過撓性軟管經(jīng)出口總管進(jìn)入備。鹽水二次精制最主要部分是蝥合樹脂塔,使粗鹽陰極液循環(huán)槽,并在此進(jìn)行氣體和液體的分離。從陰水經(jīng)過樹脂塔后除去二價(jià)陽離子,滿足電解槽質(zhì)量要極液循環(huán)槽分離出來的氫氣集中到氫氣總管后被送求。電解部分是燒堿制備流程的關(guān)鍵工序,符合電解至氫處理工段,同時(shí)一部分在陰極液循環(huán)槽中分離出要求指標(biāo)的精制鹽水流經(jīng)電解槽時(shí),在一定直流電作的陰極液溢流后作為成品進(jìn)入液堿貯槽絕大部分的用下離子經(jīng)離子交換膜發(fā)牛遷移,最終在陰極液相陰極液又通過陰極液循環(huán)泵循環(huán)至陰極室循環(huán)使用。形中國煤化工陰極氣相生成Hn陽[收稿日期]201003-17極氣CNMHGH2和Cl2進(jìn)行降溫[作者簡介]聶巨亮(1971-),男,工程師,主要從事化工研究及干燥處理,滿足后續(xù)工段需求。電解工序工藝流程工作。河北化工6如圖1所示。逐漸被淘汰在我國國家發(fā)展和改革委員會(huì)[2005]第40號令《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)》中將海解與沖燥“汞法燒堿”列為淘汰類。(2)隔膜法燒堿是這3種生一割產(chǎn)方法中綜合能耗最高的一種,分為石墨陽極和金屬陽極兩種。在國家發(fā)展和改革委員會(huì)[2005]第40號二次精啊令位產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)》中將“石墨陽極隔膜法燒堿”也列為淘汰類。(3)離子膜法燒堿是當(dāng)今世界各國氯堿工業(yè)大力發(fā)展的先進(jìn)清潔生產(chǎn)技圖1電解工藝流程術(shù),該方法制出的堿液濃度高、含鹽低、能耗低,無汞、3電解工藝制造燒堿的工藝特點(diǎn)鉛、石棉絨污染,投資省,從發(fā)展趨勢來看,離子膜法以電解食鹽水溶液制造燒堿有水銀法、隔膜法和制堿工藝充滿了生機(jī)所占比例逐年增長,已成為世離子膜法。工藝特點(diǎn):(1)水銀法燒堿產(chǎn)品質(zhì)量好但界氯堿工業(yè)的發(fā)展方向能耗相對也高,環(huán)境污染嚴(yán)重,目前在世界范圍內(nèi)正3種制堿工藝特點(diǎn)比較如表1所示。表1離子膜法、隔膜法、水銀法制堿工藝特點(diǎn)比較水銀法隔膜法離子交換膜法產(chǎn)品質(zhì)量高電2500kh/t堿電3500kh/t堿汽4t/t堿電2300kwh/t堿生產(chǎn)成本高低生產(chǎn)穩(wěn)定性好工藝過程比離子膜法簡單工藝流程較長,但易配套鹽水需純化鹽水質(zhì)量要求高精制系統(tǒng)恢復(fù)復(fù)雜建設(shè)投資(同等規(guī)模需有治理汞污染的配套設(shè)施投資大需鍋爐、蒸發(fā)等輔助設(shè)備小(節(jié)省20%占地(同等規(guī)模小(節(jié)省50環(huán)境保護(hù)汞污染石棉絨、鉛及瀝青污染境污染較小4離子膜電解工藝技術(shù)先進(jìn)性膜法、水銀法都高。離子膜電解槽尤其是單極槽更適離子膜法制燒堿與隔膜法、水銀法比較其優(yōu)點(diǎn)如應(yīng)較大的電流負(fù)荷波動(dòng)范圍。(6)投資省。在國外離子下四:(1)產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)。高純燒堿產(chǎn)品的含鹽量低于50×膜法電解裝置的投資比隔膜法節(jié)省20%左右,比水銀106,符合合成纖維醫(yī)藥、水處理及石油化工等行業(yè)法節(jié)省10%左右。國內(nèi)隨著離子膜法制堿技術(shù)和裝置用堿要求。氯氣純度高,氯氣中含氧、氫低,氯氣純度(含膜)的國產(chǎn)化率提高,其投資成本正在逐漸降低,髙達(dá)98.5%~99.0%,如進(jìn)槽鹽水加酸,則氯中含氧并最終會(huì)低于水銀法和隔膜法的投資。(7)占地少。根<0.8%;即使進(jìn)槽鹽水不加酸,氯中含氧也只在1.0%據(jù)現(xiàn)有的離子膜法裝置和隔膜法裝置比較離子膜法~1.5%之間;同時(shí)氯中含氫約在01%以下,不僅能保電解裝置占地約為隔膜法的一半左右。證液氯生產(chǎn)的安全而且能提高液化效率。此外,離子5結(jié)束語膜法電解產(chǎn)生的氫氣純度高,含氫高達(dá)999%,對合離子膜電解制堿技術(shù)的出現(xiàn)是具有劃時(shí)代意義成鹽酸生產(chǎn),提高氯化氫純度極為有利。(②)生產(chǎn)成本的電解制堿技術(shù),與隔膜電解制堿和水銀電解制堿相低。(3)能耗低。其直流電耗可降至2150kWh/t以下,比,已被世界公認(rèn)為技術(shù)最先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上最合理的氫并直接制得32%以上的高純度燒堿,因此,總能耗比氧化鈉生產(chǎn)方法是當(dāng)今電解制堿技術(shù)發(fā)展的方向。隔膜法低25%~30%,比水銀法低15%~20%。(4)無公[參考文獻(xiàn)]害污染。水銀法有公害隔膜法有石棉絨的污染,如果D]石河子市科委和科技興石辦改進(jìn)型國產(chǎn)化高子膜燒堿工藝降耗增是石墨陽極電解槽還有鉛污染。而離子膜法電解制燒效顯著[.新疆科技報(bào)〔漢),2004堿根除了上述有害物的污染清浩生產(chǎn)利于保護(hù)環(huán)四我國塊場生廣技術(shù)進(jìn)厘況中國化工20境。(5)生產(chǎn)穩(wěn)定。離子膜法制燒堿,生產(chǎn)穩(wěn)定性比隔CNMHG