安徽合肥工業(yè)大學(xué)化工實習(xí)d(編輯修改稿)
2024-08-23 17:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。粗鹽水從中間錐形進入澄清桶，由于澄清桶的體積較大，鹽水進入后流動緩慢，較大的固體顆粒就慢慢沉降下來。加入的助沉劑聚丙烯酸鈉可以起到吸附固體顆粒，使固體顆粒聚集變大，更加易于沉降。鹽水是通過外桶的溢流出水。在澄清桶中沉降下來的固體顆粒稱為鹽泥，由于鹽泥的含鹽里較高，不能直接排放，所以需先進行洗滌，再用板框壓濾機壓濾，最后進行填埋處置。該工段有三個澄清桶，有兩個工作。折流槽折流槽折流槽簡圖如右圖，（折流擋板未畫出）它是加沉淀劑的地方，它的進口段高，出口段低，既保證了連續(xù)生產(chǎn)，又保證了加入的沉淀劑能與鹽水很好的混合，使Ca2+、Mg2+能與沉淀劑能充分的反應(yīng)，起到很好的助除雜效果。二、隔膜法電解一、實習(xí)任務(wù)了解金屬陽極隔膜電解槽的基本構(gòu)造；掌握金屬陽極隔膜電解槽的工藝原理；二、工藝原理隔膜法電解是目前電解法生產(chǎn)燒堿最主要的方法之一，所謂隔膜法是摜在陽極與陰極之間設(shè)置隔膜，把陰、陽極產(chǎn)物隔開。隔膜是一種多孔滲透性隔層，它不妨離子的遷移和電流通過并使它們以一定的速率向陰極，但可阻止OH向陽極擴散，防止陰、陽極產(chǎn)物間的機械混合。金屬陽極隔膜電解槽顧名思義陽極用的是金屬，陰極用的是鐵絲網(wǎng)或沖也鐵板。當輸入直流電進行電解后，食鹽水溶液中的部分氯離子在陽極上失去電子生成氯氣并逸出。陽極溶液中剩下的鈉離子隨溶液一同向陰極遷移，注入陰極的電解液，其中的氫離子在陰極得到電子生成氫氣，從而進一步促使水電離。溶液中所剩的氫氧根離子與鈉離子形成堿溶液，與未電解的氯化鈉溶液一起不斷自電解槽中排出。新鹽水不斷得到補充，在電解槽的陽極室進行連續(xù)生產(chǎn)。三、主要工藝指標進入電解槽的鹽水要求NaCl 320326g/LCa2+ Mg2+ 5 PPMSO42 5 g/LpH值 7~8溫度 70~80攝氏度電解槽電流45000A陰極液NaOH 濃度120g/L左右陰極液NaCl 濃度100g/L左右氯氣含量97%~98%氫氣含量99%左右四、主要工藝流程五、主要生產(chǎn)設(shè)備的作用和工作原理隔膜電解槽隔膜電解槽是由陽極組件、陰極組件和槽蓋部分組成。陽極組件固定在下部槽底上，并與導(dǎo)電排相聯(lián)接。該廠使用的是擴張金屬陽極。陰極是由鐵絲網(wǎng)制成的網(wǎng)袋，焊在鐵板外殼上，網(wǎng)袋外部沉積一層均勻的石棉纖維。電解槽上部為槽蓋。其中滴流器主要起斷電作用，防止管道被電化學(xué)腐蝕。陽極室液位較高，主要是防止氯氣內(nèi)含氫三、離子膜法電解一、實習(xí)任務(wù)掌握離子膜電解槽工段的工作原理；掌握離子膜電解槽工段的工藝流程；二、工藝原理離子膜法電解的核心是離子交換膜。離子交換膜是一種能耐氯堿腐蝕的陽離子交換膜，它由帶負電荷的固定離子（如R—SOR—COO等），同一個帶正電荷的對離子（如H+、Na+）形成靜電鍵?；撬嵝完栯x子交換膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)簡式為： RSO3H+(Na+)O固定離子對離子活性集團中的對離子（Na+）與水溶液中Na+進行交換并透過膜，而活性集團中的固定離子(SO32)則具有Cl和OH使它們不能透過離子膜，從而獲得高濃度的氫氧化鈉溶液。 離子膜法電解過程如右圖所示，飽和精鹽水加入陽極室，通電時鈉離子可以自由通過交換膜而進入陰極室，而氯離子因受到固定陰離子的同電荷排斥作用難以通過，被阻擋在陽極室。Na+通過陽離子交換膜遷移至陰極室，在此與OH形成NaOH，Cl在陽極表面放電產(chǎn)生Cl2逸出，消耗掉NaCl后鹽水濃度降低，因此在陽極室將有淡鹽水排出。在陰極室，水中的H+放電生成H2逸出，促使水電離，電極反應(yīng)后剩余的OH在溶液中與從陽極室遷移來的Na+形成NaOH溶液。因而，需向陰極室補充一定量的去離子水，并通過調(diào)節(jié)陰極室的去離子水量，可得到一定濃度的燒堿溶液。從以上分析可知，由于離子交換膜的阻隔作用，氯離子滲入陰極室、氫氧根離子反遷移入陽極室的量應(yīng)是極少的。因此離子交換膜法電解生成的堿液內(nèi)含鹽量極少、堿的質(zhì)量較高，而且副反應(yīng)少，使得電流效率更高。三、主要工藝指標一次鹽水含鹽量為315g/L,pH=,由碳素纖維管過濾器出來的過濾鹽水的雜質(zhì)含量1ppm，pH=9+,預(yù)熱器加熱后鹽水溫度為65+5℃,經(jīng)螯合樹脂塔后精鹽水的雜質(zhì)含量(20ppb)回流淡鹽水含鹽量為200g/L,進入陽極的鹽水含鹽量為260g/L,回流堿液的三堿濃度為32%,進入陰極的堿液濃度為30%,四、主要工藝流程五、主要設(shè)備的作用及工作原理離子膜電解槽安徽氯堿集團使用的離子膜電解槽是北化機的復(fù)極槽，總數(shù)是12臺，每臺有電解槽25個 碳素纖維管過濾器二次鹽水精制廣泛采用螯合樹脂，螯合樹脂只能除去鹽水中的鈣鎂離子，而不能去掉鹽水中的懸浮物，如果懸浮物隨鹽水進入螯合樹脂塔，將會堵塞樹脂的微孔，甚至使樹脂呈因狀物，嚴重時有結(jié)塊現(xiàn)象，從而降低樹脂處理鹽水的能力。因此鹽水進入螯合樹脂塔前需要過濾，為了使螯合樹脂塔處于良好的工作狀態(tài)。一般要求鹽水中的懸浮物在1ppm以下，如使用傳統(tǒng)的砂濾器往往不能符合要求。故炭素管過濾器和葉片過濾器。碳素纖維管過濾器結(jié)構(gòu)如下圖，是由很多根碳素纖維管構(gòu)成，每根碳素纖維管外都包有一層α纖維素，在一次鹽水通過α纖維素進入碳素纖維管內(nèi)的過程中，一次鹽水中的固體懸浮物被α纖維素攔截下來。起到凈化鹽水的作用。當α纖維素表面的雜質(zhì)含量達到一定的程度（），碳素纖維管過濾器的過濾效果將下降，需進行反沖，將α纖維素和濾餅一起沖走，之后重新預(yù)涂α纖維素，再開始過濾。廠中有兩臺炭素管過濾器，互
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