【正文】 循環(huán)量是進(jìn)槽純水量的 100~200 倍，同樣可使電解液濃度分布均勻，加之電解槽操作壓力低，壓差小，又采用溢流方式，因此可以大大延長離子 膜的壽命。如果這種現(xiàn)象持續(xù)下去就會使膜形成針孔及裂縫。 2）旭化成自然循環(huán)復(fù)極電解槽采用在單元槽上部非通電部位設(shè)置氣液分離室，在幾乎沒有壓力損失的情況下，從通電部位的上部把氣泡和電解液引入其內(nèi)，能及時將氯氣引出槽外，避免離子膜出現(xiàn)干區(qū)（因為分離器在電解室上面并與之連成一體，相當(dāng)于將電解室液面提高， 將膜全部浸沒在液體中），又不因氣體的流動使分離器液面發(fā)生波動，引起振動。純水單獨加到各電解槽而不需要來自貯槽的強制循環(huán)，因此活性陰極上不存在因有泵而被鐵類雜質(zhì)污染的危險。這種溢流方式幾乎是在無壓力變動的條件下取出氣液體，而且陽極液和陰極液的液位能保持在較高的位置，因而使膜無振動，同時避免了離子膜的通電部位裸露在氣體層的問題，延長了膜的使用壽命。因為自然循環(huán)，無論是單極槽，還是復(fù)極槽，電槽壓力和壓差一般都很小，可以減小膜的振動，延長膜的使用壽命，如旭化成自然循環(huán)復(fù)極電解槽，因電槽壓力和壓差小，電解液流量和電流變化對壓差影響很小，壓差很穩(wěn)定。如氯工程公司大單極 CME 電解槽采取溢流方式，氣體和液體以層狀的溢流方式排出電解槽，這種溢流方式結(jié)合導(dǎo)電箱中自然循環(huán)效應(yīng)，能將單元槽中的壓力波動減到最小，因而可以使離子膜達(dá)到較長的壽命。 3）自然循環(huán)離子膜電解槽，因進(jìn)槽電解液流量和壓力都很低，電解液濃度在槽內(nèi)分配均勻是靠槽內(nèi)氣升效應(yīng)或有特殊裝置使其自然循環(huán)，加之電解槽出口一般皆某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 設(shè)有氣液分離器并采用溢流方式，因此電槽壓力和壓差控制皆低，且穩(wěn)定，故膜振動小。若正壓差過小，不僅易使槽電壓上升，而且使壓差波動，膜因振動而使之受到反復(fù)摩擦而損傷。在運轉(zhuǎn)中曾發(fā)現(xiàn)陰極出口插入管開焊松動，造成堿液湍流使膜因振動而損傷，后將陰極室出口插入管與槽出口連接口由點焊改成螺扣連接，這樣就可以避免因短節(jié)開焊或漏液時（陰極出口插入管由不銹鋼改鎳，發(fā)現(xiàn)漏液及時更換）出現(xiàn)堿液湍流而造成膜的損傷。 鹵水處理 及一次鹽水 （ 1） 鹵水處理 鹵水來自采鹵廠，通過鹵水管送到一鹵水池，在此加入氯水或尾氯氣進(jìn)行脫氨后，再加一定量的試劑后脫除碘，進(jìn)入一吸附床，將碘除去。即先將含精制反應(yīng)產(chǎn)生的 CaCO Mg(OH) BaSO4 等沉淀物的粗鹽水經(jīng)過澄清桶沉降，再經(jīng)虹吸式砂濾器、α 纖維素預(yù)涂敷的炭素?zé)Y(jié)管過濾器，除去固體懸浮物，最后才能進(jìn)入二次鹽水精制的離子交換螯合樹脂塔。在飽和粗鹽水中先投加入 NaOH、 NaClO、FeCl3，其主要作用是消除高鎂、高天然有機物及水不溶物，將鹽水通過預(yù)處理器用浮上法除去有機物，部分氫氧化鎂等雜質(zhì)，然后再加入 Na2CO3 產(chǎn)生 CaCO3，用泵送入膜過濾器，經(jīng)該過濾器可以一次性得到滿足離子交換螯合樹脂塔進(jìn)液指標(biāo)的一次精鹽水。擬采用 4 套預(yù)處理器，單套處理能力 18 萬噸 /年燒堿匹配的鹽水處理能力，膜過濾采用兩條線，單條線 18 萬噸 /年燒堿匹配的鹽水處理能力。本項目建議采用膜除硝工藝，并生產(chǎn)芒硝產(chǎn)品。 二次鹽水精制的主要工藝設(shè)備是螯合樹脂塔，分二塔式和三塔式流程。 二次鹽水精制擬采用 2 條線螯合樹脂塔工藝，單條線鹽水處理能力 18 萬噸 /年。 淡鹽水脫氯擬設(shè)計 一 條線，單條線滿足 36 萬噸 /年燒堿配套的淡鹽水脫氯能力。由于濕氯氣夾帶鹽霧等雜質(zhì)，對后續(xù)設(shè)備的操作和壽命均有影響。 氯氣處理系統(tǒng)分為冷卻、干燥、輸送三部分。另一種采用真空脫氯法，該法脫氯效果較好，通過蒸汽噴射器或真空泵提供的真空系統(tǒng)將含氯淡鹽水中的游離氯抽出分離后進(jìn)入濕氯氣總管。 PLC 與集散控制系統(tǒng) DCS 可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；也可以直接由 DCS 實現(xiàn)控制。若使 Ca2+、 Mg2+含量降到 20wtppb 的水平，必須先把鹽水中的固體懸浮物（ SS）降到 1wtppm以下，然后用螯合樹脂處理。傳統(tǒng)的 BaCL2 澄清桶除硫酸根工藝，由工藝成熟、投資省，故大多數(shù)化工廠均采用此法；但由于此工藝耗精制劑 BaCL2，運行成本增加，由于 BaCL2 的毒性，保存很不方便。膜過濾工藝：自動化運行，操作平穩(wěn)、鹽水質(zhì)量好 ，取消了預(yù)涂α 纖維素工藝，降低生產(chǎn)成本。近幾年有些氯堿廠在一次鹽水精制工藝中嘗識了預(yù)處理技術(shù)和膜過濾器分離技術(shù)。 （ 2）一次鹽水 某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 一次澄清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。因此擬定選擇高電密自然循環(huán)復(fù)極式電解槽工藝技術(shù)方案。 另外，旭化成復(fù)極式強制循環(huán)電解槽 ，在陰極液側(cè)電解槽出口聯(lián)接口焊上不銹鋼（或鎳）插入管以穩(wěn)定陰極室的壓力。但強制循環(huán)離子膜電解槽，因進(jìn)出槽電解液流量和壓力大，電解槽壓力控制若太高，不僅對電解槽密封要求更嚴(yán)格，而且對 電解槽操作也要進(jìn)一步強化，不然將使膜受到損傷。再如意大利迪諾拉復(fù)極式自然循環(huán)電解槽，在其出口增設(shè)一個單獨的大容量脫氣裝置，氣、液單獨排放，保證了最小的壓力波動，壓力波動降低到僅為 196～ 392Pa。單極式離子膜電解槽采用自然循環(huán)更是如此。因此在設(shè)計電槽時，要想方設(shè)法減小膜的振動。 某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 5）氯工程公司大單極電解槽（ CME）氣體和液體是以層狀的溢流方式排出電解槽，這種溢流方式由于液面維持在上部槽框，所以離子膜總是能浸在電解質(zhì)溶液中，這一設(shè)計特點也有助于提高離子膜的使用壽命。發(fā)生電源故障時，即使在夾帶的氣體組分被完全分離情況下也有足夠的液體覆蓋離子膜。 1）旭化成強制循環(huán)復(fù)極電解槽采用大流 量強制循環(huán)，除了保證陽極液氯化鈉濃度分布均勻，提高 I/c 比值，避免極化外，還能使陽極產(chǎn)生的氯氣及時導(dǎo)出槽外，加之在陽極上部設(shè)置溢流堰（陰極亦如此），可使液體濕潤離子膜，防止干區(qū)出現(xiàn)。 （ 2）自然循環(huán)方式同樣可以避免氣體層腐蝕離子膜 離子膜電解槽陽極室上部通電部分氣泡率往往高達(dá) 90%以上，這種氣泡若不能及時引出，則在該處形成滯留氣層。自然循環(huán)系統(tǒng)所形成均勻的電解液濃度對穩(wěn)定離子膜性能和延長其使用壽命是必不可少的。電解液在由下至上的流動過程中充分混合而使其濃度也保持均一的分布，如此可達(dá)到延長離子膜使用壽命的目的。 2）日本氯工程公司大單極自然循環(huán)離子膜電解槽（ CME），電流導(dǎo)電箱除使電流分布均勻外，還起到引導(dǎo)作用，它有助于電解液在電解槽內(nèi)循環(huán)。 1）旭化成自然循環(huán)是直接向陽極室提供飽和鹽水，無外部循環(huán)，從單元槽直接排出淡鹽水。近年來自然循環(huán)電解槽采取一些措施，特別是自然循環(huán)復(fù)極電解槽，其循環(huán)速度幾乎與強制循環(huán)一樣，也可以使電解液濃度均勻。但強制循環(huán)不僅多消耗動力，而且由于電解槽（旭化成強制循環(huán)復(fù)極電解槽）操作壓力高，電解液循環(huán)量大，壓 差大并不十分穩(wěn)定，停車聯(lián)鎖點多等原因，使膜的壽命縮短。 電解液自然循環(huán)與強制循環(huán)工藝技術(shù)方案的比較和選擇 離 子膜電解槽電解液循環(huán)分自然循環(huán)和強制循環(huán)兩種，各有優(yōu)缺點。 （ 5）通過電解槽型式對電流分布影響方面分析、比較的結(jié)果是，從總體上講復(fù)極式電解槽電流分布比單極槽均勻。 （ 2）選用復(fù)極槽，單臺槽能力大，臺數(shù)少，便于管理。 某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 單極槽、復(fù)極槽特點對照表 表 411 序 號 項 目 單極槽 復(fù)極槽 1 安裝 聯(lián)接點多、安裝較復(fù)雜 配件少、安裝簡單 2 供電 低電壓、高電流 高電壓、低電流 3 電流分布 電流是徑向輸入、電流分布不十分均 勻（小面積電極尚好些）、但電極內(nèi)部設(shè)置金屬導(dǎo)電體可使電流分布均勻 電流是軸向輸入，電流分布均勻 4 停車頻繁程度 少 多 5 槽間電壓降 大（ 30~50mV） ?。?3mV） 6 母排銅耗量 多 少 7 陽極更換 陽極拆下后可重涂 除個別陽極拆下后可重涂外，一般陽極一次性報廢 8 循環(huán)方式 一般為自然循環(huán)、極個別為強制循環(huán) 強制循環(huán)和自然循環(huán)均有 9 膜利用率 較低、只有 72~77% 較高，可達(dá) 92% 10 維修管理 電解槽數(shù)量多、維修量大、費用高 電解槽數(shù)量少、泄漏點少、維修管 理簡單方便、費用 低 11 占地面積 大 小 12 變流效率 低 高 13 電壓效率 低 高 14 適用范圍 可根據(jù)不同需要、自由選擇電解槽的數(shù)量，一般適用于小規(guī)模生產(chǎn)、單臺生產(chǎn)能力小、但規(guī)模大也有采用者、應(yīng)因地制宜 一般適用于大規(guī)模生產(chǎn)、單臺生產(chǎn)能力大、但規(guī)模小者也有采用的、視具體情況而定 15 整流投資 多 少 16 停車對生產(chǎn)的影響 單槽故障對系統(tǒng)影響小、開工率高 單槽出事故對系統(tǒng)影響大 17 膜漏檢查 膜損壞及單槽出事故不易檢查 膜破漏易檢查和檢修、有自動保護(hù)裝置 由于單極槽和復(fù)極槽各有所長，同時又 各自存在缺點，所以仍然都在發(fā)展中并某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 不斷改進(jìn)，揚長避短。 目前世界各地區(qū)離子膜法燒堿總能力已達(dá) 6000 萬噸 /年，我國自 1986 年首套引進(jìn)日本旭化成公司 1 萬噸 /年離子膜電解生產(chǎn)燒堿技術(shù)裝置在鹽鍋峽化工廠投入運轉(zhuǎn)以來，又相繼引進(jìn)了日本旭硝子、旭化成、德山曹達(dá)及氯工程；意大利迪諾拉，英國 ICI，美國 ELTECH Systems，伍德迪諾拉，德國伍德等公司數(shù)十套離子膜燒堿裝置，連同國產(chǎn)化的技術(shù)裝置，目前國內(nèi)離子膜法燒堿裝置總生產(chǎn)能力達(dá) 280 萬噸 /年，已占氯堿總能力的 27%以上。水銀法電解，其產(chǎn)品質(zhì)量好，但能耗高，對環(huán)境污染嚴(yán)重，此工藝已被淘汰。 50%液堿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 表 332 指 標(biāo) 名 稱 指 標(biāo) 氫氧化鈉（ NaOH）， % ≥ 50 % (wt) 氯化鈉（ NaCl）， % ≤ 80 ppm 三氧化二鐵（ Fe2O3）， % ≤ % (wt) 碳酸鈉（ Na2CO3）， % 800 ppm 99%固堿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 表 333 某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 指標(biāo)名稱 指 標(biāo) 優(yōu)級品 一級品 氫氧化鈉（ NaOH）， % ≥ 氯化鈉（ NaCl）， % ≤ 碳酸鈉 （ Na2CO3）， % ≤ 三氧化二鐵 （ Fe2O3）， % ≤ 鎳 % ≤ 片堿規(guī)格 厚度 ： ~ 粒堿規(guī)格 粒徑： ~ 高純鹽酸 執(zhí)行原化工部標(biāo)準(zhǔn) HG/T27781996，見表 334。 產(chǎn)品品種、規(guī)模及商品量表 單位：噸 /年 表 321 序 號 產(chǎn)品名稱 生產(chǎn)量 自用量 商品量 備 注 1 32wt%離子膜法燒堿 360000 12889 147111 折 100wt%NaOH 2 50wt%離子膜法燒堿 20xx00 0 100000 折 100wt%NaOH 3 99wt%離子膜法燒堿 100000 0 100000 折 100wt%NaOH 4 液氯 60000 0 29595 5 31wt%高純鹽酸 80000 54000 26000 氯 平 衡 表 單位：噸 /年 表 322 產(chǎn)品名稱 生產(chǎn)能力 單耗（產(chǎn)）量 t/t 產(chǎn)氯能力 耗氯能力 離子膜燒堿 360000 327600 聚氯乙烯 400000 280000 高純鹽酸 80000 24168 液氯 60000 60300 某化工集團(tuán)年產(chǎn) 36 萬噸離子膜燒堿工程可行性研究報告 產(chǎn)品名稱 生產(chǎn)能力 單耗（產(chǎn)）量 t/t 產(chǎn)氯能力 耗氯能力 次氯酸鈉 10000 1507 合 計 327600 365976 36 萬噸 氯堿工程建成后，該公司氯加工能力大于產(chǎn)氯量： (365976327600)247。 液氯及高純鹽酸 離子膜電解生產(chǎn)的氯氣、氫氣，大部分氯氣供下游裝置生產(chǎn)。國家對購買和和運輸危險化學(xué)品采取許可證管理制度，頒發(fā)了《劇毒化學(xué)品購買和公路運輸許可證件管理辦法》和《危險貨物運輸管理規(guī)定》。在出口退稅方面，在中國氯堿工業(yè)協(xié)會的努力下， 20xx 年燒堿的出 口退稅仍將繼續(xù)保持這無疑給出口企業(yè)帶來了利好消息。東北、西南等地區(qū)因為地理位置，市場相對獨立，受到外地貨源影響較小。由于燒堿供大于求的現(xiàn)象已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)，更多的企業(yè)將會尋求出口外銷的渠道來分銷過剩的燒堿。根據(jù)今后國際市場上燒堿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，依靠海港優(yōu)勢，預(yù)計東歐、中東、南亞可作為本項目產(chǎn)品的目標(biāo)市場之一。三省的用堿企業(yè)都是本省主要經(jīng)濟(jì)增長點。 （ 2）目標(biāo)市場分析 1） **境內(nèi) 雖然 **燒堿產(chǎn)量逐年上升，但由于 **境內(nèi)化工門類齊全，市場需要較大，目前整體價格方面呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢， 30％隔膜堿的主流價格在 480－ 500 元 /噸， 32％離子膜堿的主流價格在 500－ 530 元 /噸。但 氯 堿企業(yè) 也 不必盲 目 悲 觀 ，