【導(dǎo)讀】合同，合同編號(hào)為：**。******集團(tuán)公司提供的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。中國(guó)**化學(xué)工程公司與******集團(tuán)公司雙方協(xié)商簽定的會(huì)議紀(jì)要。的《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定》。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和各部委頒發(fā)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。和科學(xué)論證，以優(yōu)化工程技術(shù)方案。充分選用國(guó)內(nèi)先進(jìn)成熟、可靠適宜的工藝技術(shù)和設(shè)備。最大限度地降低項(xiàng)。護(hù)、安全衛(wèi)生、消防方面的法律、法規(guī)及其與主體工程建設(shè)實(shí)施“三同時(shí)”的原則。標(biāo)排放，使企業(yè)在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也獲得更好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。****集團(tuán)所轄1400平方公里的煤田區(qū)域含有豐富的煤、鐵、石膏、年銷售收入70億元。在全國(guó)煤炭行業(yè)利稅十強(qiáng)這一，被國(guó)家列入512戶國(guó)有大中型企業(yè)。實(shí)施大集團(tuán)、大公司戰(zhàn)略，搞好資本運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)低成本擴(kuò)張，盡快建成跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨所有制經(jīng)營(yíng)的大企業(yè)集團(tuán)。**市委市政府高度重視并決心招。集團(tuán)決定利用這一資源。堿年需要量紙萬(wàn)噸，為本公司提供了良好的市場(chǎng)前景。定的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

　　

【正文】 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(tái)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(tái)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(duì)生產(chǎn)的影響 單槽故障對(duì)系統(tǒng)影響小、開工率高 單槽出事故對(duì)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(dòng)保護(hù) 裝置 由于單極槽和復(fù)極槽各有所長(zhǎng)，同時(shí)又各自存在缺點(diǎn)，所以仍然都在發(fā)展中并 不斷改進(jìn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短。目前世界上兩種槽型已建成 20 萬(wàn)噸 /年規(guī)模的燒堿裝置均已實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期安全正常運(yùn)行。因此，在槽型選擇上應(yīng)該因地制宜，考慮企業(yè)現(xiàn)狀及費(fèi)用諸方面的因素。 經(jīng)過(guò)比較，在可行性研究階段擬選擇 復(fù)極槽離子膜電解工藝技術(shù)方案，其理由如下： （ 1）工藝技術(shù)和裝置均屬國(guó)際先進(jìn)水平。 （ 2）選用復(fù)極槽，單臺(tái)槽能力大，臺(tái)數(shù)少，便于管理。就本工程生產(chǎn)規(guī)模而言，停一臺(tái)檢修對(duì)全廠氯堿平衡影響不大。 （ 3）氯氣純度較高，含氧量低，適合后續(xù)氯深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)。 （ 4）復(fù)極槽升降電流靈活、方便，可根據(jù)氯產(chǎn)品的需要和供電情況調(diào)整其產(chǎn)量。 （ 5）通過(guò)電解槽型式對(duì)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。因?yàn)閺?fù)極槽的電流是軸向輸入的，通過(guò)電流分布筋板可以均布在整個(gè)電 極表面。單極槽的電流是從側(cè)面徑向輸入的，電流分布均勻性比復(fù)極槽要差，小面積電極尚好些，大面積電極的電流分布均勻性就稍差些。為了解決這一問(wèn)題，需要采取的具體措施是在電極內(nèi)部設(shè)置能夠防腐蝕的金屬導(dǎo)電體，電流經(jīng)過(guò)金屬電導(dǎo)體均勻分布到電極。 電解液自然循環(huán)與強(qiáng)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(qiáng)制循環(huán)兩種，各有優(yōu)缺點(diǎn)。目前自然循環(huán)占多數(shù)，強(qiáng)制循環(huán)占少數(shù)。除美國(guó) ELTECH Systems 公司 MGC 單極槽（陰極液）、日本旭化成復(fù)極槽及德山曹達(dá)復(fù)極槽曾是采用 強(qiáng)制循環(huán)外，其余無(wú)論是單極槽，還是復(fù)極槽皆采用自然循環(huán)。從使電解液濃度均勻，提高 I/c 比值（ I 為平均電流密度mA/cm2， c 為電解槽流出陽(yáng)極液濃度 mmol/cm3），防止極化和避免膜出現(xiàn)干區(qū)角度考慮，采用強(qiáng)制循環(huán)好。但強(qiáng)制循環(huán)不僅多消耗動(dòng)力，而且由于電解槽（旭化成強(qiáng)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(diǎn)多等原因，使膜的壽命縮短。如美國(guó)杜邦膜用在自然循環(huán)槽上，最長(zhǎng)壽命 8 年以上，而用在旭化成強(qiáng)制循環(huán)槽上，壽命也只有 3~6 年。從降低電解槽操作壓力，降低和穩(wěn)定電解槽壓差，延長(zhǎng)膜 壽命考慮，采用自然循環(huán)好。但一般自然循環(huán)，物料循環(huán)慢，電解液濃度在短時(shí)間內(nèi)難以十分均勻。近年來(lái)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(qiáng)制循環(huán)一樣，也可以使電解液濃度均勻。 （ 1）自然循環(huán)方式較強(qiáng)制循環(huán)省電、延長(zhǎng)離子膜使用壽命 電解槽電極的長(zhǎng)寬比只要合適，電解時(shí)產(chǎn)生的氯氣和氫氣氣泡就能迅速上升，使電解液自然循環(huán)而達(dá)到加入的鹽水或循環(huán)堿液（含加入的純水）同電解液混合較為均勻的目的。為了使較為均勻的電解液能夠均勻分配到各個(gè)電解室中，可以在電解室的進(jìn)口和出口處設(shè)置有效配件， 使得各個(gè)電解室的入口和出口處的電解液中的氯化鈉濃度或氫氧化鈉濃度相差較小。既然自然循環(huán)能使電解液濃度較為均勻，在無(wú)特殊的情況下，就不需要泵來(lái)強(qiáng)制循環(huán)，從而可節(jié)約電力。 1）旭化成自然循環(huán)是直接向陽(yáng)極室提供飽和鹽水，無(wú)外部循環(huán)，從單元槽直接排出淡鹽水。為防止加酸對(duì)鈦管的腐蝕，使相當(dāng)于二次鹽水 15%的淡鹽水進(jìn)行循環(huán)。為控制電解液的溫度，陰極液要進(jìn)行少量強(qiáng)制循環(huán)。 旭化成自然循環(huán)復(fù)極電解槽，由于在陽(yáng)極室內(nèi)部增設(shè)導(dǎo)流管，雖是自然循環(huán)，也能使單元槽陽(yáng)極室內(nèi)部循環(huán)量達(dá)到 ，入槽鹽水量為 ，幾乎與強(qiáng)制循環(huán)相同，因此不存在入槽鹽水流量減小而影響陽(yáng)極液氯化鈉濃度分布均勻，降低I/c 比值及極化問(wèn)題。 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)。這種循環(huán)效應(yīng)可以免除外部強(qiáng)制循環(huán)，降低了能量的消耗。 3）由日本氯工程公司和東曹公司聯(lián)合研制開發(fā)的一種新型復(fù)極式離子膜電解槽BiTACTM，其復(fù)極單元是凸起和凹陷部分呈波紋狀交替組成的。將通常電解槽的分隔板和導(dǎo)電筋板結(jié)合于一體。電解液在由下至上的流動(dòng)過(guò)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(zhǎng)離子膜使用壽命的目的。 BiTACTM 開發(fā)了自然循環(huán)系統(tǒng)，在復(fù)極單元陽(yáng)極的鈦板和陽(yáng)極網(wǎng)之間使用了導(dǎo)流板，其內(nèi)外因重力不同所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力致使電解液進(jìn)行自然循環(huán)。因此，氣體極易從電極上釋放出來(lái)，電解液分配得以均勻，從而使離子膜兩側(cè)的壓力差、溶液流量、電流分布穩(wěn)定。采用自然循環(huán)系統(tǒng)免除了外部強(qiáng)制性循環(huán)裝置，更為顯著的是避免了因電解液供應(yīng)不足或離子膜與陽(yáng)極之間的電解液分布不均，造成離子膜表面鹽水濃度不適，膜內(nèi)水含量下降而產(chǎn)生氣泡。自然循環(huán)系統(tǒng)所形成均勻的電解液濃度對(duì)穩(wěn) 定離子膜性能和延長(zhǎng)其使用壽命是必不可少的。 4）意大利迪諾拉公司和德國(guó)伍德公司復(fù)極槽采用的也是自然循環(huán)，雖是自然循環(huán)，但循環(huán)量并不少。如意大利迪諾拉公司復(fù)極槽陽(yáng)極液自然循環(huán)量是進(jìn)槽鹽水量 的 10~15 倍，陰極液自然循環(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(zhǎng)離子膜的壽命。如德國(guó)伍德公司復(fù)極式離子膜電解槽膜壽命最高有 8 年以上的記錄。 （ 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(yáng)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(shí)引出，則在該處形成滯留氣層。在陽(yáng)極室的上部如果形成了氯氣的滯留層，氯氣就會(huì)向膜內(nèi)擴(kuò)散，與陰極室反滲過(guò)來(lái)的氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉結(jié)晶，造成膜的惡化。如果這種現(xiàn)象持續(xù)下去就會(huì)使膜形成針孔及裂縫。為了確保電解槽長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，電解槽產(chǎn)生的氯氣應(yīng)隨時(shí)導(dǎo)出槽外，以設(shè)法避免膜的上部出現(xiàn)干區(qū)。 1）旭化成強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極電解槽采用大流量強(qiáng)制循環(huán)，除了保證陽(yáng)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(yáng)極產(chǎn)生的氯氣及時(shí)導(dǎo)出槽外，加之在陽(yáng)極上部設(shè)置溢流堰（陰極亦如此），可使 液體濕潤(rùn)離子膜，防止干區(qū)出現(xiàn)。但強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極電解槽出口軟管向上與總管相連，電解槽出口電解液是向上流入總管，阻力降大。 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(méi)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(shí)將氯氣引出槽外，避免離子膜出現(xiàn)干區(qū)（因?yàn)榉蛛x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(méi)在液體中），又不因氣體的流動(dòng)使分離器液面發(fā)生波動(dòng)，引起振動(dòng)。 3）意大利迪諾拉公司自然循環(huán)復(fù)極電解槽出口增設(shè)一個(gè)單獨(dú)的大容量脫氣裝置，即 使有泡沫存在也能進(jìn)行有效氣液分離。發(fā)生電源故障時(shí)，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。在流量異常低的情況下也有足夠的時(shí)間排除故障而不需停車。純水單獨(dú)加到各電解槽而不需要來(lái)自貯槽的強(qiáng)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(xiǎn)。 4）德國(guó)伍德公司復(fù)極式自然循環(huán)電解槽陰極液、陽(yáng)極液的進(jìn)出口均在單元槽的下部，出口管內(nèi)有一根插入單元槽上部的 PTFE 管將氣液導(dǎo)出，并在電解室上部設(shè)有擋板使電解液維持較高液位，使膜通電部分盡量浸在液體中，陰、陽(yáng)極室最上部分雖有少許膜未浸在液體中， 但陰、陽(yáng)極室中間緊貼膜（陽(yáng)極側(cè)）有 PTFE 隔層，不僅氫氣不會(huì)進(jìn)入氯氣中（膜發(fā)生針孔或破裂時(shí)），而且氯氣也不會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉結(jié)晶，損壞離子膜。 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(jì)特點(diǎn)也有助于提高離子膜的使用壽命。 6）氯工程公司和東曹公司聯(lián)合開發(fā)的復(fù)極式自然循環(huán)電解槽（ BiTAC）采用溢流方式，單元槽內(nèi)的液體和氣體呈混合狀上升，在槽頂部的槽框空間自然分離，然后氣體和液體 呈分離開的狀態(tài)由出口處自然溢流出來(lái)。這種溢流方式幾乎是在無(wú)壓力變動(dòng)的條件下取出氣液體，而且陽(yáng)極液和陰極液的液位能保持在較高的位置，因而使膜無(wú)振動(dòng)，同時(shí)避免了離子膜的通電部位裸露在氣體層的問(wèn)題，延長(zhǎng)了膜的使用壽命。 （ 3）自然循環(huán)方式利于避免離子膜振動(dòng) 膜長(zhǎng)期振動(dòng)及大幅度左右搖擺，不僅影響膜的強(qiáng)度，而且因膜與電極的反復(fù)摩擦，使膜受到損傷。因此在設(shè)計(jì)電槽時(shí)，要想方設(shè)法減小膜的振動(dòng)。 1）設(shè)計(jì)離子膜電解槽盡量采用自然循環(huán)。因?yàn)樽匀谎h(huán)，無(wú)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(dòng)，延長(zhǎng)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(duì)壓差影響很小，壓差很穩(wěn)定。德國(guó)伍德公司和意大利迪諾拉公司復(fù)極槽，因采用的是自然循環(huán)，電槽壓力和壓差小，壓差很穩(wěn)定。單極式離子膜電解槽采用自然循環(huán)更是如此。 2）單極和復(fù)極式自然循環(huán)電解槽出口放置氣液分離器和采取溢流方式，這樣設(shè)計(jì)可以穩(wěn)定電槽出口壓力，減小膜的振動(dòng)。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(dòng)減到最小， 因而可以使離子膜達(dá)到較長(zhǎng)的壽命。又如旭化成復(fù)極式自然循環(huán)電解槽，采用在單元槽上部非通電部位放置氣液分離器并溢流，幾乎無(wú)阻力降，不會(huì)因氣體的流動(dòng)而使液面發(fā)生波動(dòng)，引起振動(dòng)。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(gè)單獨(dú)的大容量脫氣裝置，氣、液?jiǎn)为?dú)排放，保證了最小的壓力波動(dòng)，壓力波動(dòng)降低到僅為 196～ 392Pa。還有日本氯工程公司和東曹公司聯(lián)合開發(fā)的 BiTACMT復(fù)極式自然循環(huán)電解槽采用溢流方式，使膜無(wú)振動(dòng)。 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 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(dòng)小。 4）強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，一般壓力下能減少離子膜的擺動(dòng)，這樣既能減少離子膜的摩擦損失，又能減少和避免因膜振動(dòng)而出現(xiàn)的陽(yáng)極液極化現(xiàn)象，從而延長(zhǎng)膜和電極的壽命。但強(qiáng)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(duì)電解槽密封要求更嚴(yán)格，而且對(duì)電解槽操作也要進(jìn)一步強(qiáng)化，不然將使膜受到損傷。為了使膜緊貼在陽(yáng)極上不發(fā)生振動(dòng)，又要不使膜、電極和墊片受到損害 ，不僅要控制電解槽適當(dāng)?shù)膲毫?，而且要使陰極室的壓力大于陽(yáng)極室的壓力，即保持一定的正壓差。若正壓差過(guò)小，不僅易使槽電壓上升，而且使壓差波動(dòng)，膜因振動(dòng)而使之受到反復(fù)摩擦而損傷。欲使電解槽壓差穩(wěn)定，旭化成復(fù)極式強(qiáng)制循環(huán)電解槽主要控制電解槽出口氯氣、氫氣壓力，而使氯氣、氫氣壓力穩(wěn)定，工業(yè)生產(chǎn)中采取自動(dòng)串級(jí)調(diào)節(jié)，在氯、氫氣壓力穩(wěn)定的情況下，壓差的穩(wěn)定主要取決于電解液流量的穩(wěn)定。 另外，旭化成復(fù)極式強(qiáng)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。在陽(yáng)極液側(cè)電解槽出口聯(lián)接口焊上電 解插入管以穩(wěn)定陽(yáng)極室的壓力。在運(yùn)轉(zhuǎn)中曾發(fā)現(xiàn)陰極出口插入管開焊松動(dòng)，造成堿液湍流使膜因振動(dòng)而損傷，后將陰極室出口插入管與槽出口連接口由點(diǎn)焊改成螺扣連接，這樣就可以避免因短節(jié)開焊或漏液時(shí)（陰極出口插入管由不銹鋼改鎳，發(fā)現(xiàn)漏液及時(shí)更換）出現(xiàn)堿液湍流而造成膜的損傷。 通過(guò)以上論述、比較的結(jié)果表明，電解液自然循環(huán)方式在節(jié)約電力、保持離子膜性能并延長(zhǎng)其使用壽命、降低電槽壓力和壓差、易于操作和控制方面較強(qiáng)制循環(huán)方式顯出優(yōu)勢(shì)。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。 根據(jù)目前設(shè)計(jì)規(guī)模，考慮生產(chǎn)穩(wěn)定安 全性，電解工藝擬設(shè)計(jì) 二 條線，單條線滿足 20 萬(wàn)噸 /年燒堿的生產(chǎn)能力。 鹵水處理 及一次鹽水 （ 1） 鹵水處理 鹵水來(lái)自采鹵廠，通過(guò)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。同時(shí)也 設(shè)原鹽堆場(chǎng)，也考慮化鹽的方式操作 。 （ 2）一次鹽水 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。傳統(tǒng)性的一次鹽水精制工藝是采用配水、化鹽，加精制劑反應(yīng)、澄清、砂濾，然后再經(jīng)α 纖維素預(yù)涂敷的炭素?zé)Y(jié)管過(guò) 濾器。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(guò)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(guò)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。該工藝流程成熟，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，大多數(shù)氯堿企業(yè)一直采用該技術(shù)路線。近幾年有些氯堿廠在一次鹽水精制工藝中嘗識(shí)了預(yù)處理技術(shù)和膜過(guò)濾器分離技術(shù)。膜過(guò)濾器，過(guò)濾精度高，可以保證一次濾過(guò)鹽水的質(zhì)量，有效地降低鹽水中固體懸浮物含量≤ 1wtppm，甚至可低至≤ ，保證合格的一次精鹽水進(jìn)入螯合樹脂塔進(jìn) 行二次精制。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