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正文內(nèi)容

氯堿生產(chǎn)與操作(張艷君)項目二二次鹽水精制及電解(編輯修改稿)

2025-02-03 09:17 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ,流入地堿槽,通過送堿 泵將電解液從地堿槽中抽出再經(jīng)電磁流量計計量,最后送 入電解液儲罐,進行而蒸發(fā)工序進一步濃縮。陽極側(cè)經(jīng)電 解后的淡鹽水流入貯槽,通過加酸并用 pH自動調(diào)節(jié)計,調(diào) 節(jié) pH值在 2左右,以使其中的大部分氯酸鹽和次氯酸鹽分 解,分解得到的氯氣并入氯氣總管,經(jīng)過分解的淡鹽水用 泵送入脫氯塔,在塔內(nèi)經(jīng)脫氯后合格后的淡鹽水則用泵送 回化鹽工段再使用。 圖 2–8 離子膜電解工藝流程圖 四、主要控制指標 進離子膜電解槽二次精制鹽水質(zhì)量指標見表 2– 6,出離子膜電解槽的 質(zhì)量指標見表 2– 7。 表 2– 6 進離子膜電解槽二次精制鹽水質(zhì)量指標 名稱 質(zhì)量指標 NaCI 305177。5g/L Ca+Mg ≤20ppb(以 Ca計算 ) Sr ≤ Ba ≤ Fe ≤ SiO 2 ≤15ppm CIO3 ≤10g/L ≤4g/L SS lppm(但不包括 Ca、 Mg、 Sr的固態(tài)物質(zhì) ) 其它重金屬總量 ≤ ?24SO 子任務(wù)二 離子膜電解槽 【任務(wù)描述】 ◆熟悉各種離子膜電解槽的結(jié)構(gòu) 【任務(wù)指導(dǎo)】 目前離子膜電解槽主要有單極式和復(fù)極式兩種,但兩 種電解槽的基本結(jié)構(gòu)都是由陽極、陰極、離子膜和電解槽 框等組成?,F(xiàn)就兩種電解槽的具體結(jié)構(gòu)介紹如下: 1.單極式離子膜電解槽 (1) MGC離子膜電解槽 MGC離子膜電解槽的結(jié)構(gòu)是由下列部件組成:端板、 連接拉桿、陽極盤、陰極盤、陰陽極電流分體器、金屬槽 框、連接銅排、離子膜等。 MGC離子膜電解槽的裝配圖見 圖 2– 9,其結(jié)構(gòu)圖見圖 2– 1(該槽的有效電極面積為 2)。 ( 2) AZEC— F型離子膜電解槽 AZEC— F型離子膜電解槽主要分為 F1和 F2二種,這種設(shè) 備的特點是在結(jié)構(gòu)上采用了更加結(jié)實的金屬槽框。使得這 種電解槽的板面積大,離子交換膜的利用率更高。該槽的 有效電極面積一般為 ~ 3m2。其結(jié)構(gòu)見圖 2– 11。 (3) 迪諾拉 DD88和 DDI50離子膜電解槽 迪諾拉 DD88和 DD 150離子膜電解槽的結(jié)構(gòu)是陽極和陰極采用了鑄造金屬 元件,可使電流均勻傳導(dǎo)到電極上,其次是采用了防腐襯里,可以防止 鑄造金屬元件的腐蝕,同時用鎳做為陰極液的防腐層,用鈦板做陽極液 的防腐層。一般該槽的有效電極面積為 ,其結(jié)構(gòu)示意見圖 2– 12。 (4) ICIFM21離子膜電解槽 英國 ICI公司生產(chǎn)的 FM21離子膜單極電解槽是以槽框 為金屬結(jié)構(gòu),極片可重涂再使用,其電極有效面積為 ,其結(jié)構(gòu)見圖 2– 13。 2.復(fù)極式離子膜電解槽 (1)日本旭化成復(fù)極槽 旭化成復(fù)極槽的外型像如壓濾機,它是由許多單元 槽串聯(lián)組成。各個單元槽由主要由下列各主要部件組 成:陽極、陰極、隔板、槽框等。各單元槽焊接串 聯(lián),用鋼鈦復(fù)合板做為隔板,還有橡膠墊片、離子交 換膜。整臺電解槽通過油壓系統(tǒng)進行壓緊和松卸,一 般該槽的有效電極面積為 。其結(jié)構(gòu)見圖 2– 14, 每個單元槽結(jié)構(gòu)見圖 2– 15。 (2)德國 (伍德 )離子膜復(fù)極槽 伍德離子膜復(fù)極槽同樣是由許多單元槽組成的。 整臺電解槽是通過用螺栓將各單元槽緊固而無需油 壓系統(tǒng)裝置,其有效電極面積一般為 1~ 3m2,其結(jié) 構(gòu)見圖 2– 16。各單元槽主要包括由陽極、陰極、離 子交換膜和墊片等,槽依靠四周法蘭用螺栓壓緊密 封,其單元槽結(jié)構(gòu)見圖 2– 17。 子任務(wù)三 離子膜電解的工藝操作 【任務(wù)描述】 ◆能夠熟知離子膜電解的安全操作要點 及開、停車的崗位操作。 【任務(wù)指導(dǎo)】 一、開、停車注意事項 電解工段的開車是當在電解槽中注入合格鹽后,開 始通入直流電即開車,能連續(xù)不斷生產(chǎn)出燒堿、氯氣、 氫氣。但是在開、停車過程中如果操作不當,容易引 發(fā)爆炸等事故 ,故必須嚴格按崗位操作法進行操作。 1.開車前準備 2.開車 3.正常停車 4.緊急停車 二、安全操作要點 鹽水液位。 【 知識鏈接 】 隔膜法與離子膜法生產(chǎn)燒堿工藝對比分析 任務(wù)三 淡鹽水脫氯 子任務(wù)一 淡鹽水脫氯的工藝原理 【任務(wù)描述】 ◆ 能夠掌握淡鹽水脫氯的目的和基本原 理,能熟知氯酸鹽分解的工藝原理 。 【 任務(wù)指導(dǎo) 】 一、淡鹽水脫氯的目的 淡鹽水中的游離氯以兩種形式存在:一是氯氣 在淡鹽水中的溶解為溶解氯;其溶解量與淡鹽水的 溫度、濃度、溶液上部的氯氣分壓、溶液 pH值等有 關(guān),近似遵循亨利定律 ;淡鹽水 中溶解氯存在下列平衡: ii kpc ? HCl OHClOHCl 22 ??? ?? ?? Cl OHHClO 二是以 形式存在;由于電解過程中 離子反滲透,通過離子膜到達陽極側(cè)與 Cl2發(fā)生 副反應(yīng)生成 : 這兩部分量的總和,以氯氣來計,稱為游離氯??? 見游離氯的產(chǎn)生來源于氯氣在淡鹽水中的溶解和電 解過程中陽極側(cè)發(fā)生的副反應(yīng)。游離氯存在于鹽水 中,會腐蝕設(shè)備、管道,阻礙一次鹽水精制沉淀物 的形成,損壞二次鹽水樹脂塔中的樹脂,危害極 大,所以必須將淡鹽水中的游離氯除去后,才能將 其返回一次鹽水再使用。 ?ClO ?OH?ClO OHClClOClOH222 ??????? 二、淡鹽水脫氯的原理 脫除淡鹽水中游離氯的方法有兩種:物理脫氯和化 學(xué)脫氯。目前,國內(nèi)物理脫氯生產(chǎn)工藝主要有真空脫氯 和空氣吹除脫氯。實際生產(chǎn)中為提高脫氯技術(shù)經(jīng)濟效 益,回收氯氣,一般先采取物理脫氯法將大部分游離氯 脫除后,再用化學(xué)脫氯法將剩余的游離氯除去。 從淡鹽水中游離氯的兩種存在形式可知:物理脫氯 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。破壞平衡關(guān)系的手段有:在一定的溫 度下增加溶液酸度和降低液體表面的氯氣分壓。 由于氣相和液相之間存在著平衡,所以采用上述物理 脫氯的手段不能將淡鹽水中的游離氯百分之百地除去, 剩余微量的游離氯 (一般在 10~ 30mg/L)需添加還原性 物質(zhì) (一般用 8%~ 9%的亞硫酸鈉溶液 )使其發(fā)生氧化 還原化學(xué)反應(yīng)而將其徹底除去,這就是所謂的化學(xué)脫 氯?;瘜W(xué)反應(yīng)如下: 實際生產(chǎn)中很多氯堿化工廠往往是將真空脫氯法和 化學(xué)脫氯法結(jié)合起來使用以達到脫氯的目的。因此我 們就重點介紹真空脫氯法和化學(xué)脫氯法。 322 SONaN aOH2Cl ?? OHSONaN aCl2 242 ?? 1.真空脫氯法 在空氣中使較高溫度的淡鹽水處于沸騰狀態(tài),產(chǎn)生 水蒸氣,利用生成的的氣泡帶走氯氣,這種脫氯方法 叫做真空脫氯。 氯在水中有三種形式: cl HClO、 ClO,這取決 PH值。 在這三種形式中只有 Cl2是以氣體形式溶于水中。因此 淡鹽水的 PH值應(yīng)小于 。從電解槽出來的淡鹽水,加 入適量的鹽酸,將調(diào) 177。 ,進入脫氯塔。由于 脫氯塔的絕對壓力為 250mmHg,使較高溫度的淡鹽水處 于沸騰狀態(tài),產(chǎn)生蒸汽,利用生成的氣泡帶走氯氣。 用真空脫氯的方法脫除的氯氣純度較高,可以直接 并入氯氣系統(tǒng)中。 2.空氣吹除脫氯法 將空氣加壓通入脫氯塔內(nèi),在填料表面空氣和淡鹽水 接觸脫氯,叫做空氣吹除脫氯。 3.化學(xué)脫氯法 經(jīng)過真空脫氯后的淡鹽水中還含有一小部分氯,一般加入 NaOH使以 Cl2形式存在的游離氯轉(zhuǎn)化為 ClO,再用還原性的化 學(xué)試劑 Na2SO3加以去除。 反應(yīng)方程式如下: 總反應(yīng) N aO H2Cl 2 ? OHN aClN
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