【文章內(nèi)容簡介】 ^ q \ $H7m V 在離子交換膜電解中，由于膜中 Na+比陽極液中 Na+的遷移速度快。因此在膜表面和附近的Na+濃度比主體陽極液中小，需通過擴(kuò)散供給足夠的數(shù)量的 Na+，當(dāng)陽極液濃度降低時，膜表面或附近的 Na+最終會降到零。 在一定電流下，陽極液濃度降到臨界值以下時，電壓的急劇上升且氯氣純度下降，膜上會產(chǎn)生水泡，另一方面當(dāng)陽極液濃度超過設(shè)計值時，由于膜的收縮會造成操作電壓上升。 (4)陰極液濃度 9i Y6{ ] x*C e N,o0v 如果陰極液濃度超過 34%，槽 電壓將會升高，在陰極液濃度為 32%時，電流效率最高。 ?% j6`6D M W U \(5).電解液的流量 4}! { ~ A*m x h 在電解過程中，電解槽中產(chǎn)生大量的氯氣和氫氣，高的氣液比將導(dǎo)致電壓升高，因此需要有足夠的數(shù)量的電解液供給電解槽進(jìn)行循環(huán)，及時將膜和電極表面的氣體帶走，同時使膜附近的電解液濃度保持均勻，避免膜產(chǎn)生水泡。 電解中產(chǎn)生的熱量是通過 Na+和水透過膜由陽極液傳遞給陰極液的，通過陰極液冷卻裝置來降低溫度，因此必須有充分的電解液流量來去除去多余的 熱量，保持電解槽溫度在一定水平上。 (6).陽極液的酸度 在電解過程中 OH通過膜的傳遞數(shù)不是絕對為零的，還有１ CE 的 OH－從陰極室反滲到陽極室，為了中和這部分 OH－，需增加一定量的鹽酸到陽極液中，陽極液酸度和ＰＨ值之間的關(guān)系，與陽極液的組成尤其是 SO42的含量有關(guān)。 G7i q I ^本廠使用的離子交換膜是全氟羧酸膜和全氟磺酸膜的復(fù)合膜，在有－ COONa 存在下具有優(yōu)良性能，如果羧酸基變成 COOH型，則喪失交換能力，因此必須使陽極液酸度低于一定值，特別是開停車時，電流密度低，這時透過交換膜的ＯＨ－量是很小的，必須嚴(yán)格控制酸度，減少鹽酸加入量，使陽極液酸度與開動電流密度相對應(yīng)。 1{K [ Nv X0F c 在陽極的放電反應(yīng)中 Cl和 OH －離子相互竟?fàn)?，放電后分別產(chǎn)生 CL2 和 O2,如果陽極液酸度低 ,OH濃度增高 ,增加了 OH放電的機(jī)會 ,使 Cl2 中 O2 的含量增加，即降低 Cl2 純度，又影響電流效率。 oi ) o F b V5i 6s8?%Y3S 如果酸度高于 N，陽極液入口管的犧牲陽極會被破壞，膜上可能產(chǎn)生水泡， 電解過程中隨著等于（ 1CE）的 OH的遷移，陽極液的酸度將降低，根據(jù)供給和返回陽極液酸度的差別，可粗略計算電槽陽極效率： CE=（ 1 ） 1002 LC R A5t y+V Z1M X G 8q z d E Qr _)Ef +K CE:電流效率（ %）； Ci:入口陽極液的酸度（ N） ； C0 ：出口陽極液酸度（ N ）； Q ：陰極循環(huán)分流量（ m2/h ）； jw EV! U d Qi:出口陰極液流量（ Qi）； Q0：出口陽極液流量（ m2/h）； 3M o6U) u9Y39。Vi \I:電槽的實際電流（ KA）； N：單元槽個數(shù)； CL：泄露電流比率（ %）（ ）； O2/ Cl2：氯氣含氧量（ %）（ ）。 *m _ Z y { z+Y C i 。t6d { (7).壓差 j m o p3A)B o s 實驗表明：正壓差可有效降低槽電壓，負(fù)壓差使槽電壓升高，如果壓差超過規(guī)定范圍陽極將變形，反之，如果壓差太小或產(chǎn)生負(fù)壓差，在短時間內(nèi)膜將與陰、陽極電極發(fā)生強烈摩擦而產(chǎn)生針孔，電解槽壓差主要取決于出口總管 CL2 和 H2 之間的壓差。 (8)電解槽溫度 A v2vU ` YY6Q 實驗表明：一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，槽電壓逐漸降低。這是因為溫度升高后，電解液和膜的電阻下降。實際操作中，溫度在 90℃ 時，電壓達(dá)最低值；高于 90℃ 時，由于增加了水的蒸發(fā)，導(dǎo)致電解液 中氣液比增大，造成槽電壓升高。電解過程中，大多數(shù)熱量由陰極液帶走的，因而主要通過控制陰極液溫度來控制電解槽的溫度。 2．安全裝置 為保證安全操作，在離子膜電解生產(chǎn)過程中安裝了聯(lián)鎖裝置。在電解槽上的安全裝置中，最重要的是 EDIZA－ 2 PICZA－ 216(226)、 PDIZA200。 (1)EDIZA－ 230 將電解槽的所有單元槽分成兩部分，通過電橋檢測兩部分電壓的變化并用電壓表測量出來 。電壓表如果有明顯變化 ,意味著電解槽處于不穩(wěn)定狀態(tài) 。如果電壓增加、短路、壓力波動等，使電勢差達(dá)到極限值，整流器 EdIZA230 會自動跳閘，并且涉及到電解槽的電解動力直流電會自動停止。因為 EDIZA230 是非正常運行的一個監(jiān)視器，所以開車時特別要求將其解除聯(lián)鎖。 .L J L1M*m } R (2) Cl2 總管和 H2 總 管 的 壓 力 | J z DJ6C D 如果 Cl2 總管或 H2 總管的壓力超過 PICZA216（ 217）或 PICZA226（ 227）上的高高位報警設(shè)定值，所有的整流器自動跳閘，并且所有電解槽的電 解（直流）電源停止供電。 4~8W W R。\ { 氯氣和氫氣之間的壓差影響到陽極室和陰極室之間的壓差，因此如果氣體壓差超過PDIZA200 上的設(shè)定值（高高或低低），所有電解槽的電解直流電源的通過聯(lián)鎖系統(tǒng)自動停止供電。 2h S _%X mq D( Y (3)電解槽供電系統(tǒng)的聯(lián)鎖 當(dāng)一個整流器突然停止工作時，純鹽水的鹽水供應(yīng)閥（ FCV231）將保持正常流量，并且ZV231 自動切換到 ZV241，以保證陽極室中 Cl2 的消除，同時為了防止酸液對膜的腐蝕鹽酸供應(yīng)閥（ FCV221）關(guān)閉。 / Y, \ y k IO (4) 接地繼電器 2G j 6V*~\ K ~CE 電解槽的中心和地面有相同的電位，如果電解槽的某些部位不正常接地，電壓表顯示值波動，當(dāng)波動范圍超過特定范圍時整流器停止。 第五章 工藝流程 \ c6j O K^ v 一 、電解工序 通過從高位槽（ D170）來的主管線送精鹽水到每個電解槽的陽極入口總管。鹽水通過總管上的軟管進(jìn)入陽極室中。 精鹽水的流量由裝在每個電解槽上的 FICZA231 來控制。其中 FICZA231 是與電解槽的直流電聯(lián)鎖控制的。 精鹽水在陽極室被電解，同時產(chǎn)生氯氣并且氯化鈉濃度降低。 / c$c$B! Q: W$T4WG 電解室里，氫氧根離子通過離子膜從陰極室遷移到陽極室中。鹽酸不斷地被供應(yīng)到陽極室中以中和由陰極室反滲過來的氫氧根離子。鹽酸流量由 FICA211 AD 來控制。 氯氣和淡鹽水的混合物通過軟管流出進(jìn)入出口總管，在那里進(jìn)行氣液分離。然后液體被送到陽極液循環(huán)槽 D260。經(jīng)出口總管分離的氯氣被收集后進(jìn)入氯氣總管并送到 D260的頂部。氯氣的壓力是通過 D260 之后的 PICZA216 控制。 , k7B z h F F) h$M ~同時，淡鹽水從 D260 排出并送到脫氯系統(tǒng)，其中一部淡鹽水被加入到精鹽水總管，用來防止鈦管被腐蝕。 : d L7nN G ^ b/B 陰極液通過高位槽 D273 送至電解槽入口總管，經(jīng)軟管進(jìn)入陰極室。為了調(diào)整陰極液濃度在規(guī)定值，須將純水加入陰極液中，純水流量由 FICA221 來控制。陰極液 冷卻器 E273 安裝在 P274A/B 和高位槽之間以冷卻陰極液。進(jìn)電解槽的陰極液溫度由 TICA273 控制，流量由 FIZA232 控制。 9U a H I P A K 陰極室電解產(chǎn)生的氫氣和陰極電解液的混合物通過軟管進(jìn)入出口總管，經(jīng)分離器后陰極液進(jìn)入 D270，氫氣進(jìn)入氫氣總管，送往氫氣處理系統(tǒng)。氫氣壓力通過總管上的 PICZA226 控制，PICZA226 與氯氣壓力控制器 PICZA216 聯(lián)鎖，以保持氫氣和氯氣壓差在控制范圍內(nèi)，同時產(chǎn)品堿進(jìn)入陰極液槽 D270，并通過 P274A/B分別送往陰極液高位槽和燒 堿中間槽， D270的液位由 LICZA270 控制。 % ~r A A b0i .k6o8g ] e 二、鹽水二次精制工序 來自鹽水工段的一次鹽水進(jìn)入 D150，再由過濾鹽水泵 P154A/B送往樹脂塔，其中部分鹽水經(jīng)換熱器 E153 加熱后回流到 D150，用以控制一次鹽水溫度在規(guī)定范圍內(nèi)， D150 的液位由 LICA150 控制。 樹脂塔共有三臺，正常生產(chǎn)時，兩臺串聯(lián)使用，一臺線外再生，每 24 小時有一塔進(jìn)行再生。 樹脂再生步驟如下： cN |% { G} A、純水沖洗 $O, p7x w p Q k I %U ]純水經(jīng)流量計 FICA162 和 KV163 閥從塔頂進(jìn)入，從塔底經(jīng) KV166 和 KV1601 閥將樹脂塔鹽水置換到回收鹽水槽 D165。 _9P W. S1s2E+L B、返洗 5@ T E { Z T%{ F純水經(jīng)流量計 FICA16 KV1603 和 KV166 閥從塔底進(jìn)入塔內(nèi)，對樹脂進(jìn)行返沖洗，并將破碎樹脂從塔頂帶出，經(jīng) KV167 和樹脂捕集器 Z164 后排出入廢鹽水槽 D165 中。 C、 HCL 再生 S j R r, H C9} zC 高純鹽酸經(jīng) KV1691 和 KV1692 后同經(jīng)流量計 FICA162 來的純水混合 ,將酸稀釋后經(jīng)KV163 閥從塔頂輸送到塔內(nèi)再生樹脂。從塔底經(jīng) KV166 和 KV1602 閥排放到 D166。 w)d P x U } _W:W Q D、水洗 Ⅱ $[ $] q! fG h/ 純水經(jīng)流量計 FICA162 和 KV163 閥從塔頂加入，從塔底經(jīng) KV166 閥和 KV1602 將樹脂塔廢液置換到 D166 中。 f *}4O s ^ tQ0i E、 NaOH再生 NaOH經(jīng) KV168 閥同經(jīng)流量計 FICA162 來的純水混合，將堿烯釋后經(jīng) KV－ 163 從塔頂輸送到塔內(nèi)再生樹脂，從塔底經(jīng) KV166 和 KV1602 閥排入 D166。 F、水洗 Ⅲ 純水經(jīng)流量計 FICA162 和 KV163 閥從塔頂加入，從塔底經(jīng) KV166 閥和 KV1602 廢液置換到 D166。 G、等待 N! ? x3Jamp。a J, e H、鹽水置換 $S+C。 H8E o6f \ I 鹽水經(jīng) KV162 和 KV166 閥從塔頂加入塔內(nèi)置換走塔內(nèi)的水，從塔底經(jīng) KV167 閥和樹脂捕集器 Z164 后排入 D165。 h A {7y n I 三、淡鹽水脫氯 B [ N c39。I 7h S 由 P264 來的淡鹽水中先加入適量鹽酸調(diào)節(jié) PH 值 ()后，送往脫氯塔 T310，其中一小部分淡鹽水經(jīng) E312 冷卻后送至 PHIT312 檢測 PH值，鹽酸加入量由 PHICA312 和 PHCV312聯(lián)鎖控制。 淡鹽水進(jìn)入 T310 后急劇沸騰，水蒸氣攜帶氯氣進(jìn)入脫氯塔冷卻 器 E－ 310，水蒸氣經(jīng)冷卻后去陽極液放凈槽 D280，氯氣經(jīng)真空噴射泵 Z－ 319 出口送入噴射泵冷卻器 E－ 319，冷卻后，氯氣送入氯氣總管，氯水送入 D280。 出 T310 的淡鹽水用堿液調(diào)節(jié) PH值在 10－ 11 之間，然后加入亞硫酸鈉溶液，除去殘余的游離氯。然后由脫氯淡鹽水泵送至一次鹽水工段。其中一小部分淡鹽水經(jīng) E－ 314 冷卻后送至 PHICA－ 314 和 OIA314 檢測 PH值和游離氯。上述堿液的加入量由 PHCV314 和 PHICA－ 314 聯(lián) 鎖 控 制 ， T310 的 液 位 由 LICZA310 控 制。 [ { a@ R4H( U! x s,H Y 四、除害工序 f 7S. HQ0z7j H X8R 由電解槽來的低濃度氯氣從除害塔 T－ 0101 底部進(jìn)入。在塔中與塔頂留下的堿液（或堿液與次鈉的混合液）逆流接觸吸收氯氣后，尾氣由引風(fēng)機(jī) C0101 抽出排空，混合液進(jìn)入循環(huán)槽 V0101A/B。 V0101A/B中的混合液由循環(huán)泵 P0101 A/B經(jīng)冷卻器 E0101 冷卻后送至 T－ 0101 頂部繼續(xù)使用，直至次鈉濃度達(dá)到規(guī)定值后，由循環(huán)泵 P0101 A/B送往界區(qū)外。其中循環(huán)槽的液位由 LG101 和 LG102 控制，循環(huán)液的溫度由 T－ 101 控制。 第六章 崗位操作法 一 、開車前的準(zhǔn)備工作 q K d M8b 1 聯(lián)系下列工序 (1).聯(lián)系調(diào)度； (2).聯(lián)系主控室。 (3).聯(lián)系一次鹽水工序。 (4).聯(lián)系電解工序。 (5).聯(lián)系氯氫處理部分。 L. E x:p{ [ 4P (6) .聯(lián)系 公用工程部分。 ! R, n T I5e w k b*f 2 確認(rèn)下列項目 39。@39。` amp。 [ : D9{ H ~q b5w (1).所有要加入的化學(xué)品準(zhǔn)備就緒。 p$E3}1e \ j j1j b | HB 1).Na2SO3 溶液 。 2). NaOH 溶液 。 3). HCL 溶液 。 4).純水 i y!U。 E m 0k \ i (2).所有公用工程供應(yīng)準(zhǔn)備就緒。 (3). 一 次 鹽 水 精 制 部 分 的 操 作 準(zhǔn) 備 就 緒 。 e7H*T+o% ^5jyVamp。 A (4). 過濾鹽水槽