【正文】 鑒于正常生產(chǎn)的需要，特作如表 61 的人員配置?！? st —— 飽和蒸汽溫度 1t —— 鹽水出熱熱器溫度 nK —— 傳熱系數(shù)，加強(qiáng)管用碳素鋼時(shí)， nK =300kJ/m2 精鹽水預(yù)熱器 ： ，公稱壓力為，加熱管一般采用碳素鋼。 工藝接管的制作 :在制品上按圖紙尺寸進(jìn)行開孔 打磨 ,工藝接管模具固定后 ,作好脫模處理 ,然后襯貼表面氈、短切氈及 — 。 防腐蝕層與中間防腐蝕層施工完后 ,自然固化 4— 8ｈ ,再進(jìn)行打磨 ,然后襯貼 — ,在一定厚度時(shí)將預(yù)埋吊耳固定 ,然后繼續(xù)襯貼玻纖布。 脫模劑 :刷脫摸劑或貼 ,要求均勻 ,不得起皺和有氣泡存在。配好的膠料 必須在適用期內(nèi)用完 ,隨用隨配 ,用多少配多少 ,要充分?jǐn)嚢杈鶆蚍娇墒褂谩? 采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,環(huán)境中的化合物或蒸汽向金屬基體的擴(kuò)散能很好地被施加的湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 玻璃鋼防腐蝕層所阻擋。 中間防腐蝕層 :6ｍｍ以上。因而減少 ＦＲＰ中纖維含量 ,增加樹脂含量是改善抗?jié)B性的主要方向。樹脂的選擇不當(dāng) 。 玻璃磷片具有較高的耐熱性能 ,耐酸堿性能良好 ,熱膨脹系數(shù)小 ,有良好的彈性和湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 韌性 ,在樹脂中覆蓋性強(qiáng) ,附著力較高。目前 ,國(guó)內(nèi)外玻璃鋼制作采用的多為乙烯基酯樹脂。 (4)可克服石墨陽(yáng)極和鉛陽(yáng)極溶解問(wèn)題 ,避免對(duì)電解液和陰極產(chǎn)物的污染 ,因而可提高金屬產(chǎn)品純度 . (5)可提高電流密度 . (6)氯堿生產(chǎn)中 ,使用鈦陽(yáng)極后 ,產(chǎn)品質(zhì)量高 ,氯氣純度高 ,不含 CO2,堿濃度高 ,可節(jié)省加熱用蒸氣 ,節(jié)省能源消耗 . (7)耐腐蝕性強(qiáng) . (8)可避免鉛陽(yáng)極變形后的短路問(wèn)題 ,因而可提高電流效率 . (9)鈦電極重量輕 ,可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 . (10)形狀制作容易 ,可高精度化 . (11)基體可反復(fù)使用 涂層鈦電極的應(yīng)用 :氯堿工業(yè) ,氯酸鹽工業(yè) ,次氯酸鹽工業(yè) ,高氯酸鹽的生產(chǎn) ,電解法制造銅箔 ,過(guò)硫酸鹽電解 ,電解有機(jī) 合成 ,電解提取金屬 ,電解銀催化劑的生產(chǎn) ,電解氧化法回收汞 ,電解水 ,二氧化氯的制取 ,醫(yī)院污水處 理 ,電鍍工業(yè) ,生活用水和食品用具的消毒 ,發(fā)電廠冷卻循 環(huán)水的處理 ,電解法制取酸堿離子水 ,鋼板鍍鉻 \鍍鈀 \鍍金 \鍍釕 ,電滲析法淡化海水 ， 廣泛應(yīng)用于化工，環(huán)保，水電解，水處理，電冶金，電鍍，金屬箔生產(chǎn)，有機(jī)電合成，電滲析，陰極保護(hù)等眾多行業(yè)。 oC 氯氣帶走熱量： ??? kJ/t 氫氣帶走熱量： 3 1 4 3 ??? kJ/t 氯氣、氫氣帶走總熱量： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 0 0 0 3 1 4 0 3 5 6 ?? kJ/kg ⑦損耗鹽水帶走熱量： ???kJ/kg ⑧電解槽損失熱（平均室溫取 15 oC） 根據(jù)電解槽的損失熱的經(jīng)驗(yàn)公式為： ???????IDIDI )1590()( （ 316） 其中 I—— 電流強(qiáng)度，取 10800A； D—— 電流密度，取 4000A/m2； ?—— 電流效率，取 ； 電解槽熱損失： 0 8 0 0 )1590)(40001 0 8 0 040001 0 8 0 ( ?? ???? kJ/kg 電解工段熱量平衡表列表如表 32。 oC 6 8 4901 0 0 0/ 2 8 ??? kJ/kg ③電解液帶出的熱量為： 7 7 0 9 6 8 4 ?? kJ/kg ④氯化鈉的分解熱 氯化鈉溶液的理論分解電壓為 ，考慮副反應(yīng)，故取 1kgNaOH 要多耗 熱量（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)） 氯化鈉溶液的分解消耗熱量： 9 6 0 0 6 ?????? kJ/kg ⑤水蒸發(fā)帶走熱量 濕氯氣、濕氫氣中總帶水量： ?? kg 在槽溫下，水蒸汽熱焓為 0 4 71 0 0 6 2 6 7 ?? kJ/kg ⑥氯氣氫氣帶走熱量 氯氣在 90oC 時(shí)的平均分子熱容為 表 31 電解工段物料平衡表 輸入 (kg) 輸出 (kg) 精鹽水 NaCl Na2SO4 NaOH Na2CO3 H2O NaClO 補(bǔ)充純水 合計(jì) 45 4 5 8784 50 1000 陽(yáng)解液 NaCl NaClO3 H2O Na2SO4 HClO Cl2 陰極液 濕氯氣 Cl2 H2O 濕氫氣 H2 H2O 損耗鹽水 合計(jì) 電解車間熱量衡算 ．帶入電解槽熱量 ①電能帶入熱量 設(shè)槽電壓為 ，電流效率為 ，每 kg 耗電 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 ?? 度 其中 —— NaOH 的電化當(dāng)量， g/（ A oC； H2在 90 oC 時(shí)平均分子熱容為 kcal/kg槽溫一般為 90～ 99℃，電解的氣態(tài)產(chǎn)物為 90～ 95℃飽和水蒸氣的氯氣和氫氣，分別經(jīng)過(guò)冷卻，干燥后作為化工原料。滲流量由陽(yáng)極室與陰極室的液面差來(lái)維持。原料液中的雜質(zhì)在電極上也會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng) , 影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 副反應(yīng)中產(chǎn)生的 O2會(huì)將石墨電極氧化 ,縮短石墨電極的使用壽命。這樣在 陰極 室就形成了NaOH 溶液，它從陰極室底部流出。將已除去 Ca2+ 、 Mg 2+ 、 下兩種 電離 方程： NaCl =Na + + Cl H2O= （可逆） H + + OH 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 所以，食鹽水中含有 Na + 、 H + 、 Cl 和 OH 四種離子。 電解工作原理 【 11】 圖 2 隔膜電解槽電解原理圖 隔膜電解槽 由裝有陽(yáng)極的槽底、吸附隔膜的陰極箱和槽蓋三部分組裝而成。這些性能要求在使用過(guò)程中基本不變，并且要求在陰、陽(yáng)極室電解液的作用下，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。離子交換膜法在建設(shè)費(fèi)用、電能損耗、產(chǎn)品質(zhì)量和解決環(huán)境污染等方面都比隔膜法、水銀法優(yōu)越，被公認(rèn)是現(xiàn)代氯堿工業(yè)的發(fā)展方向。此法的優(yōu)點(diǎn)是制得的堿液濃度高、質(zhì)量好、成本低。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣混合而引起爆炸，又 能避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉而影響燒堿的質(zhì)量。離子膜法工藝是燒堿生產(chǎn)的發(fā)展方向，但由于我國(guó)離子膜法燒堿“使用超前、研發(fā)滯后”的特點(diǎn)非常明顯，國(guó)內(nèi)沒有掌湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 握離子膜法燒堿的核心要素 —— 離子膜。只是離子膜法氯氣、氫氣處理設(shè)計(jì)緊湊，只用 3個(gè)塔即可達(dá)到隔膜法 6個(gè)塔所達(dá)到的效果。 電解工序 隔膜電解槽加入的只有一種物料，即精鹽水從電解槽蓋進(jìn)入陽(yáng)極室，經(jīng)改性隔膜流入陰極室，經(jīng)電解后在陰極室得到電解液和氫氣，在陽(yáng)極室得到氯氣。 表 14 氫氣規(guī)格表（體積百分比） H2 O2 N2 98％ ％ ％ （ 3）出槽堿液，見表 15。 原材料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo) 原材料規(guī)格 [5] （ 1）精鹽水規(guī)格，見表 11。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。建議操作人員佩戴頭罩型電動(dòng)送風(fēng)過(guò)濾式防塵呼吸器，穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。 由于燒堿作為強(qiáng)堿具有腐蝕性，應(yīng)避免與身體接觸或吸入。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 產(chǎn)品性質(zhì)及用途 燒堿的有效成分是； NaOH,分子量： 。為了便于吸附隔膜及易于使氫氣和電解液流出，立式隔膜電解槽的陰極一般采用鐵絲編成網(wǎng)狀，也有用沖孔鐵板。 2．陰極材料 陰極材料要具有耐氯化鈉、氫氧化鈉的腐蝕，導(dǎo)電性能良好，且氫在電極上的過(guò)電位要低等特點(diǎn)。隔膜是一種由石棉纖維制成的多孔滲透性隔 層，將電解槽分隔為陰極室（陰極網(wǎng)袋內(nèi)）與陽(yáng)極室 （隔膜與陽(yáng)極之間的空隙）。 隔膜由惰性材料制作，如氯堿工業(yè)中長(zhǎng)期使用的 石棉 隔膜。這些性能要求在使用過(guò)程中基本不變，并且要求在陰、陽(yáng)極室電解液的作用下，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。 燒堿總體經(jīng)營(yíng)狀況較好 。截至 1996 年全國(guó)金屬陽(yáng)極隔膜法生產(chǎn)能力 440． 3萬(wàn) t，占總能力 638 萬(wàn) t的 69％ ，實(shí)際燒堿產(chǎn) 量 385． 04萬(wàn) t，占全國(guó)電解法燒堿總產(chǎn)量 532． 54萬(wàn) t的 72． 3％ ； 2020 年全國(guó)隔膜法燒堿產(chǎn)湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 量 475． 76 萬(wàn) t，以石墨陽(yáng)極隔膜法燒堿產(chǎn)量為 35萬(wàn) t計(jì)，則金屬陽(yáng)極隔膜法燒堿產(chǎn)量約為 40 萬(wàn) t，占全國(guó)燒堿總產(chǎn)量 667． 88 萬(wàn) t的 65． 9％左右； 2020 年全國(guó)隔膜法燒堿產(chǎn)量 5l2． 98 萬(wàn) t，其中石墨陽(yáng)極隔膜法燒堿產(chǎn)量按 33萬(wàn) t計(jì)，則金屬陽(yáng)極隔膜法燒堿產(chǎn)量約為 480 萬(wàn) t，占全國(guó)燒堿總產(chǎn)量 7l3． 52萬(wàn) t 的 67． 3％ 左右。 h，若折合成相同電流密度，則國(guó)內(nèi)電耗比國(guó)外先進(jìn)水平高 200～ 300 kW h，改進(jìn)型的可以低達(dá) 2050 kW h/t以上；大容量電解槽的出現(xiàn)既節(jié)省了能耗和投資，又便于自控管理。 隔膜法制得的 50%的氫氧化鈉通常含有 ～ %氯化鈉，可利用水合法或采用液氨萃取法，均可使鹽的含量降低到 500ppm 以下 。但因生產(chǎn)設(shè)備容易制作，材料便于取得，在電源比較豐富或電價(jià)比較低廉，對(duì)于燒堿含鹽量的要求又不很苛刻的地區(qū)，特別是有地下鹽水或附近有聯(lián)合發(fā)電與供汽設(shè)施的地區(qū)，仍在普遍采用。 關(guān)鍵詞： 燒堿，隔膜，電解 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT Caustic soda, as a kind of basic chemical raw materials, in many areas of industrial production has a wide range of USES. Including brine refining process, products refined and electrolytic process, the main process is the electrolytic. Industry by diaphragm electrolysis method, mercury electrolysis and ionic membrane electrolysis method. Ion membrane process is the development direction of caustic soda production, but due to ionic membrane caustic soda in China use advanced, research and development lags behind is very obvious, the characteristics of domestic didn39。本設(shè)計(jì)采用了新的電解制堿技術(shù) —— 隔膜 電解制堿技術(shù)，在此設(shè)計(jì)中，對(duì)隔膜、電解槽進(jìn)行選擇，燒堿生產(chǎn)包括下列工序：鹽水精制、蒸發(fā)堿液、固堿生產(chǎn)，氯氣干燥。隔膜電解法制堿的最大優(yōu)點(diǎn)是裝置投資少、建設(shè)期短、見效快 ,管理相對(duì)容易 ,技術(shù)成熟 。過(guò)程包括鹽水精制、電解和產(chǎn)品精制等工序，其中主要工序是電解．工業(yè)上采用隔膜電解法、水銀電解法和離子膜電解法．離子膜法工藝是燒堿生產(chǎn)的發(fā) 展方向，但由于我國(guó)離子膜法燒堿“使用超前、研發(fā)滯后”的特點(diǎn)非常明顯，國(guó)內(nèi)沒有掌握離子膜法燒堿的核心要素 —— 離子膜。目前我國(guó)離子膜法燒堿裝置所用離子樹脂交換膜全部依賴進(jìn)口， 1 萬(wàn) t/a 離子膜法裝置需 100m2 計(jì)，目前我國(guó)大約需 56000m2 離子樹脂交換膜，僅購(gòu)膜費(fèi)用折合人民幣為 億元，高額的購(gòu)膜費(fèi)用增加了離子膜法燒堿的生產(chǎn)成本，生產(chǎn) 1t燒堿增加 100元。設(shè)備均可采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備；在相同的產(chǎn)能條件下 ,具有設(shè)備數(shù)量少、投資少、見效快的優(yōu)勢(shì)。本次設(shè)計(jì)是針對(duì)該工藝的核心部分電解工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)思考。t grasp the core elements of ionic membrane caustic soda ionic membrane. At present