【正文】 進入，并由下而上地經(jīng)過塔內(nèi)的填料層，與塔內(nèi)由上而下的硫酸充分接觸而被干燥，氯氣由塔頂流出至“填料 +泡罩”二級復(fù)合塔進口。 21 實際生產(chǎn)中，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較和考慮到安全系數(shù)，一般將濕氯氣冷卻溫度控制在12～ 14℃。 濕氯氣中的含水量與其溫度有關(guān)，溫度越高，其含水量越大；溫度越低，則含水量就越小。其間冷凝下來的氯水經(jīng)水封流出至氯水貯槽。 氯氣直接冷卻加間接冷卻工藝工藝流程簡述 (參見圖 98)∶ 來自電解工序的高溫濕氯氣 (約 80℃ )由氯水洗滌塔底部進入，在塔內(nèi)由下而上地與由塔頂進入的氯水充分接觸，洗滌鹽霧、交換熱量，濕氯氣被氯水洗滌冷卻至約 (40177。 ? 在生產(chǎn)規(guī)模較大的離子膜電解裝置中為回收利用電解工序高溫濕氯氣中的熱量，一般在進入氯氣處理工序前，在電解工序設(shè)置鹽水 氯氣熱交換器 (設(shè)備材質(zhì)為鈦材，價格較昂貴 )，加熱精鹽水 (可使其溫度提高約 10℃ )，同時降低氯氣處理工序濕氯氣的冷卻負荷。 如被水蒸 氣飽和的濕氯氣溫度為 90℃時， 1kg 氯氣中含有 571g 水；當將其冷卻到80℃時，則 1kg 氯氣中還含有 219g 水；前者是后者約 倍。 (一 )氯氣的冷卻 從電解工序來的濕氯氣溫度較 高，幾乎被水蒸氣所飽和，其含有約 20％的水分。鹽酸是強酸，次氯酸是酸性強氧化劑，具有很強的腐蝕性。 5)℃ ②脫氯塔真空度∶ 65～ 75kPa ③出脫氯塔淡鹽水游離氯∶ 30～ 50mg/L ④加堿后淡鹽水 pH 值∶ 10～ 11 ⑤加亞硫酸鈉后淡，鹽水 ORP：＜－ 50mV 或游離氯：無 ⑥亞硫酸鈉溶液配制濃度∶ 8％～ 9％ (質(zhì)量分數(shù) ) ⑦鈦真空泵循環(huán)氯水溫度∶≤ 40℃ 第四毫 氯氫處理單元 離子膜電解裝置中的氯氣處理生產(chǎn)工藝由三部分組成∶冷卻、干燥、壓縮。 脫氯塔內(nèi)真空 (真空度約為 65～ 75kPa)由鈦真空泵 (蒸汽噴射器或氯水噴射器 )產(chǎn)生。 1 ⑥加亞硫酸鈉后淡鹽水 ORP：＜－ 50mV 或游離氯：無 ⑦亞硫酸鈉溶液配制濃度： 8％～ 9％ (質(zhì)量分數(shù) ) 工藝流程簡述 (參見圖 91)∶來自電解工序的淡鹽水 (溫度約 85℃， pH 值約 3，游離氯一般為 600～ 800mg/L)進入淡鹽水受槽 (或直接進入真空脫氯塔 )后，由淡鹽水泵加壓輸送；在進入真空脫氯塔前，定量加入鹽 酸，將其 pH 值調(diào)至 ～ ；然后進入已處于真空狀態(tài) (真空度 65～ 75kPa)的脫氯塔頂部，由上而下地流至塔內(nèi)填料表面，析出的高溫濕氯氣經(jīng)氯氣冷卻器冷卻至 40℃以下后，由鈦真空泵抽至其氣液分離器，分離出來的濕氯氣由其頂部排出，并入電解氯氣總管；淡鹽水在此完成物理脫氯過程。 在亞硫酸鈉配制槽內(nèi)配制濃度 8％～ 9％ (質(zhì)量分數(shù) )的亞硫酸鈉溶液，并用亞硫酸鈉泵將該溶液加入到淡鹽水泵的出口管中。濕氯氣經(jīng)廢氯氣冷卻器冷卻后，一般送去生產(chǎn)次氯酸鈉 (因吹脫出的氯氣中含有大量 空氣，濃度較低，一般采用二級填料塔串聯(lián)，用堿吸收 )。 從淡鹽水中 游離氯的兩種存在形式可知∶脫氯原理就是破壞化學(xué)平衡和相平衡關(guān)系，使平衡向著生成氯氣的方向進行，同時通過加入還原性物質(zhì)去除殘留的少量游離氯。 氯后，才能返回一次鹽水系統(tǒng)再使用 ? 符合質(zhì)量要求的精制鹽水在電解槽內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)后，其濃度降低，成為含有游離氯的淡鹽水；其 NaCl 含量為 (205177。在開車或停車過程中容易出現(xiàn)電流密度低的情況，此時通過離子膜反遷移的氫氧根數(shù)量非常小，所以，此時的酸度控制必須比正常操作條件下要更嚴格，必須通過減少酸添加量來降低酸度。同時，產(chǎn)生的O2 還會使陽極涂層鈍化，影響陽極涂層性能，使槽電壓升高。 實際生產(chǎn)中，在電解槽頭進槽鹽水與陽極液進口總管之間的管路上加入高純鹽酸；并通過調(diào)節(jié)高純鹽酸添加量來實現(xiàn)進槽鹽水酸度≤ 定的 pH＝ 177。一般在電流密度 ，陰極系統(tǒng)的氮氣加入量可逐步減停。 12 開車過程中的分析檢查項目∶ (3)電解液濃度的分析 送電前，電解槽進行循環(huán)升溫過程中，就要分析進槽陰陽極液的濃度；如果不符合要求，要及時查找原因，并作相應(yīng)調(diào)整，使加入電解槽的陰陽極液符合離子膜使用和電解工藝的要求。萬噸堿 )，陰極循環(huán)量為 (h 在陰極氣液分離器初步分離出的氫氣，通過氫氣總管流入堿液循環(huán)槽的頂部氣液分離室，進一步進行氣液分離；然后從其頂部流出至氫氣總管；在此總管適宜處設(shè)置氫氣壓力調(diào)節(jié)回路，通過其調(diào)節(jié)閥控制氫氣壓力，并與氯氣調(diào)節(jié)回路形成串級調(diào)節(jié)，控制氫氣與氯氣的壓差，流出系統(tǒng)至氫氣處理裝置或就地放空 (一般在開車時 )。 (2)陰極循環(huán)部分 從堿高位槽來的約 32％液堿與純水按一定比例混合后，流入陰極入口總管，并通過與總管連接的進口軟管送進陰極室。 電解期間， Na+離子通過離子交換膜從陽極室遷移到陰極室，鹽水在陽極室中電解產(chǎn)生氯氣，同時氯化鈉濃度降低轉(zhuǎn)變成淡鹽水；氯氣和淡鹽水的混合物通過出口軟管流入電解槽的陽極出口總管和陽極氣液分離器，進行初步的氣液分離；分離出的淡鹽水流入淡鹽水循環(huán)槽。以下用自然循環(huán)工藝(北化機電解槽系統(tǒng) )為例詳述之。 在陽極系統(tǒng)中，世界各公司都無一例外地選用了耐腐蝕性能最好的金屬材料 —— 鈦(Ti)，當然在陽極液輸送管等部位也有選用 CPVC+FRP 增強樹脂等非金屬材料。 化學(xué)腐蝕主要是陰陽極系統(tǒng)不同的化學(xué)介質(zhì)對材料的腐蝕。 離子膜電解槽的供電方式有兩種∶并聯(lián)和串聯(lián)。陰極室內(nèi)的 H2O 電離成為H+和 OH－ ，其中 OH－ 被具有選擇性的陽離子擋在陰極室與從陽極室過來的 Na+結(jié)合成為產(chǎn)物 NaOH， H+在陰極電解作用下生成氫氣。 直至 20 世紀 70 年代中期，傳統(tǒng)絮凝沉降鹽水精制工藝基本上沒有實質(zhì)性發(fā)展；目前用于離子膜法電解的鹽水精制工藝是在上述方法基礎(chǔ)上增加二次過濾和二次精制先進工藝技術(shù)形成的。 1CAD 邢家悟主編《離子膜法制燒堿操作問答》 (化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 7 月 ) 第一章 鹽水精制甲元 氯堿工業(yè)生產(chǎn)過程中，無論采用海鹽、湖鹽、巖鹽或鹵水中的哪一種原料，都含有Ca2+、 Mg2+、 SO2－ 等無機雜質(zhì)，以及細菌、藻類殘體、腐殖酸等天然有機物和機械雜質(zhì)。因此，鹽水必須進行精制操作除去鹽水中的大量雜質(zhì)，生產(chǎn)滿足離子膜電解槽運行要求的精制鹽水。 第二章 電解單元 離子膜電解槽電解反應(yīng)的基本原理是將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，將鹽水電解，生成NaOH、 Cl H2，如圖 20 所示，在離子膜電解槽陽極室 (圖示左側(cè) )，鹽水在離子膜電 2 解槽中電離成 Na+和 Cl－ ，其中 Na+在電荷作用下，通過具有選擇性的陽離子膜遷移到陰極室 (圖示右側(cè) )，留下的 Cl－ 在陽極電解作用下生成氯氣。復(fù)極式離子膜電解槽是指在一個單元槽 上，既有陽極又有陰極 (每臺離子膜電解槽的最端頭的端單元槽除外 )，是陰陽極一體的單元槽。 離子膜電解裝置 (主要指單元槽，陰、陽極液進、出口總管等 )通常存在三種腐蝕，即∶①化學(xué)腐蝕；②間隙腐蝕；③泄漏電流腐蝕。在輸送 NaOH 液體的部位，可采用 SUS310S、非金屬材料或鋼襯里材料 (如總管、包括陰極液進出口總管 )。 5 6 7 8 9 為了保證離子膜電解槽的陰極室和陽極室能在一個合適穩(wěn)定的工藝邊界條件下運行，以及獲得最佳的電流效率，無 論是強制循環(huán)工藝，還是自然循環(huán)工藝，通常設(shè)計采用陽極