【正文】 為了降低氯氣中的含氧。附件由陰極液和陽極液進料總管及軟管、陰極液和陽極液排出總管及軟管、電解槽兩端與固定導(dǎo)電銅排連接用的繞性電纜、防止電氣腐蝕保護裝置等所組成。每臺電解槽由數(shù)個單元槽、離子交換膜以及附件組成。再生過程中所排出的酸性以及堿性廢液排至再生廢液池，用泵將一部分廢液送回一次鹽水工段，另一部分送到工程界區(qū)內(nèi)新設(shè)的中和沉淀池，處理后排出界區(qū)。工段外送來的31%(wt)高純鹽酸和純水進入各自儲槽。由離子交換樹脂塔出來的二次精制鹽水再經(jīng)鹽水加熱器送入電解工序。1）二次鹽水精制工序過濾之后的鹽水進入過濾鹽水儲槽，用過濾鹽水泵經(jīng)鹽水加熱器送至離子交換樹脂塔。預(yù)處理器及凱膜過濾器底部的泥漿排入泥漿池，用泥漿泵打入板框壓濾機，壓濾后的濾液回收去化鹽，濾餅作為廢渣送出界區(qū)外運，供綜合利用。澄清鹽水從預(yù)處理器上部溢流進折流槽，再加入精制劑Na2CO3溶液后進入反應(yīng)槽。飽含空氣的鹽水經(jīng)減壓在文丘里混合器中與絮凝劑FeCl3溶液混合，然后進入預(yù)處理器。粗鹽水中的Mg2+與OH反應(yīng)生成Mg(OH)2，菌藻類、腐殖酸等有機物則被NaClO氧化分解成為小分子有機物。澄清后的淡鹽水與其余部分淡鹽水以及回收濾液、補充水進入化鹽水儲槽，由化鹽水泵送入化鹽池底部，沿化鹽池逆流而上，在化鹽池上部出口得到NaCl濃度為310~315g/l的飽和粗鹽水，自流入緩沖罐。 工藝流程和消耗定額 工藝流程簡述 一次鹽水從采鹵車間來的飽和鹵水(305g/l)先進一緩沖池，在此池內(nèi)加入一定量的氯氣處理來的氯水或次氯酸鈉，以脫除鹵水中的氨，鹵水進一吹除塔中用空氣將氨吹除，脫氨后的鹵水再加入化學(xué)試劑除碘，生產(chǎn)的碘再經(jīng)一樹脂床吸附除去碘，此鹵水濃度約為300g/l可直接去一次鹽水精制單元，也可以去地下化鹽池，將鹽水濃度提高到310g/l左右，原鹽由鏟車送入化鹽池。引進的主要設(shè)備、材料表表413序號設(shè)備名稱單位數(shù)量材 質(zhì)備 注1離子膜電解槽套20Ti/Ni2二次鹽水及電解界區(qū)關(guān)鍵儀器、儀表批13二次鹽水及電解界區(qū)特殊閥門、材料、備品備件批14離子膜m276005螯合樹脂塔及配套的閥門、管線套2組合件6氯氣壓縮機（）套2組合件7一效降膜蒸發(fā)器套2Ni/SS8二效降膜蒸發(fā)器套2Ni/SS9三效降膜蒸發(fā)器套2Ni/SS10燒堿液鎳泵臺12Ni/SS11界區(qū)內(nèi)的套管換熱氣臺2Ni/SS12蒸發(fā)界區(qū)關(guān)鍵儀器、儀表批1Ni/SS13蒸發(fā)界區(qū)特殊閥門、材料、備品備件批1Ni/SS采用進口設(shè)備的理由主要是目前國產(chǎn)化的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜法電解槽尚缺乏成熟的試車、投產(chǎn)、運行、操作與維護、檢修的實際經(jīng)驗；設(shè)備主體的加工制造工藝與密封材料，設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能、使用壽命等方面較進口設(shè)備尚有一定缺欠與差距。目前一期工程已引進一套瑞士Bertrams公司三效逆流蒸發(fā)技術(shù)，本工程仍考慮采用引進該技術(shù)。綜上所述，蒸發(fā)工藝推薦采用的流程和設(shè)備如表所示。因此從理論上講，逆流工藝優(yōu)于順流工藝，但在實際生產(chǎn)中，在投資較少時仍可采用順流工藝，其傳質(zhì)系數(shù)不足的缺點，常用強制循環(huán)來彌補。（3）順、逆流工藝流程的選擇采用逆流蒸發(fā)較順流蒸發(fā)可以更充分地利用加熱蒸汽的熱量，同時堿液與蒸汽逆流，可以使低粘度的堿液在低溫下沸騰，高濃度、高粘度的堿液在高溫下沸騰，從而提高了傳熱系數(shù)，減少了設(shè)備的加熱面積，減少了投資。主要原因是絲網(wǎng)捕集器不能滿足要求以及降膜管的壁厚較厚不能適合高效傳熱的需要。強制循環(huán)不循環(huán)蒸發(fā)器自然循環(huán)循環(huán)旋轉(zhuǎn)刮板式直流式內(nèi)熱式外熱式內(nèi)循環(huán)式外循環(huán)式降膜式升膜式不循環(huán)蒸發(fā)器由于其傳熱系數(shù)高，流程簡單，設(shè)備少，投資省，容易操作控制等特點，近年來越來越受到關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用，其中升膜蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊等特點，在國內(nèi)得到了更廣泛的應(yīng)用。（2）蒸發(fā)器的選擇蒸發(fā)器根據(jù)循環(huán)方式的不同可區(qū)分如下：自然循環(huán)式蒸發(fā)器由于其傳熱系數(shù)較低，溫差小，國內(nèi)已經(jīng)很少使用。但反過來，效數(shù)愈多，蒸發(fā)器的增加，使一次投資相應(yīng)增加，提高了折舊及產(chǎn)品成本。 循環(huán)方式的選擇。 蒸發(fā)器形式的選擇； 蒸發(fā)對于離子膜法液堿蒸發(fā)流程的選擇大體上可以分為以下幾個方面：二合一石墨合成爐的工藝流程較長，設(shè)備臺位多，但易操作，運行穩(wěn)定性高。從氯化氫分配臺抽一小股氯化氫來生產(chǎn)高純鹽酸，以滿足燒堿廠內(nèi)自用鹽酸量。噴射器下水集中到循環(huán)水槽，然后用泵加壓，供水力噴射泵循環(huán)使用，并供尾氣塔吸收尾氣用，從而使酸性水形成循環(huán)。二合一爐剛開車時不合格的氯化氫或PVC出現(xiàn)事故時，氯化氫合成爐停爐時產(chǎn)生的氯化氫送降膜吸收器和尾氣吸收塔來生產(chǎn)工業(yè)鹽酸。 氯化氫合成及高純鹽酸由氯氣處理工序來的氯氣和從氫氣處理來的氫氣分別進入氯氣緩沖罐和氫氣緩沖罐，緩沖后的氫氣經(jīng)管道阻火器和氯氣分別進入二合一石墨合成爐，在爐內(nèi)進行燃燒，生成氯化氫氣體。螺桿式壓縮機是一種高速回轉(zhuǎn)容積式壓縮機，通過工作容積縮小使氣體壓縮，除兩個高速回轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子外，無其它運動部件，兼有回轉(zhuǎn)式壓縮機和往復(fù)式壓縮機各自的優(yōu)點，如體積 小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、效率高，單級壓縮比大，能量無級調(diào)節(jié)等優(yōu)點。氟里昂制冷是國內(nèi)近十幾年來多采用的技術(shù)，在設(shè)備數(shù)量、占地面積、能耗方面均優(yōu)于氨制冷。中壓法一般用氨或氟里昂制冷。但對氯氣處理工藝、氯氣輸送設(shè)備的要求較高，增加投資費用。 氯氣液化通常根據(jù)氯氣壓縮機壓力的不同，將氯氣液化方式分為高壓法、中壓法和低壓法三種。本工序選擇燒堿液循環(huán)、冷卻、吸收廢氯氣，制成次氯酸鈉。可以保證氫氣壓力生產(chǎn)的穩(wěn)定性，擬設(shè)計二條線，單線滿足18萬噸/年離子膜燒堿匹配的氫氣處理能力。（2）氫氣處理由電解槽出來的氫氣溫度高、含水量大、且含堿霧，故必須進行冷卻。根據(jù)同類工程氯氣處理系統(tǒng)的運行情況和綜合分析比較的結(jié)果，擬定氯氣處理工藝方案：濕氯氣經(jīng)氯水洗滌、如果需要先用風(fēng)機提壓后，再間接的鈦管換熱器冷卻；氯氣除鹽、降溫后先后經(jīng)二段填料塔、末段泡罩塔干燥，使氯氣含水量≤50wtppm；氯氣輸送選用國外引進大型離心式氯氣壓縮機。透平式壓縮機具有輸送量大、排氣壓力較高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、得以改善工作環(huán)境等優(yōu)點。目前氯氣輸送設(shè)備有兩種形式，一種是液環(huán)泵，另一種是離心式壓縮機。離子膜法制堿的一大優(yōu)勢就是能根據(jù)需要調(diào)節(jié)生產(chǎn)規(guī)模，因此要求氯氣處理工序具有較大的操作彈性，如選用泡沫塔，在低負荷生產(chǎn)時必須有足夠的干氯氣回流以維持塔的操作穩(wěn)定，從而增加了硫酸消耗和動力消耗。因為大量的循環(huán)酸容易控制溫度，在前二段干燥塔中熱效應(yīng)并不十分大，約為二段鈦管冷卻器的1/10。從計算及分析來看，前兩段填料塔的操作是否穩(wěn)定是影響干燥質(zhì)量的關(guān)鍵因素，特別是出塔氯氣溫度。經(jīng)過對以往經(jīng)驗的總結(jié)、比較，擬選擇三段干燥：前二段為填料干燥塔，最后采用泡罩干燥塔。填料塔操作彈性大，易操作，壓降小，但投資大，有效塔板數(shù)少。一般采用兩段干燥；也有采用三段填料塔或四段填料塔干燥，雖然投資大、維修工作量也大，但是干燥效果較好、操作也相對方便；還有采用一段五層泡沫塔的，但由于制造及安裝要求高，重復(fù)性很差，不宜推廣。氯氣冷凝下來的氯水回收送鹵水池脫氨。由于濕氯氣夾帶鹽霧等雜質(zhì)，對后續(xù)設(shè)備的操作和壽命均有影響。氯氣處理系統(tǒng)分為冷卻、干燥、輸送三部分。淡鹽水脫氯擬設(shè)計一條線，單條線滿足36萬噸/年燒堿配套的淡鹽水脫氯能力。另一種采用真空脫氯法，該法脫氯效果較好，通過蒸汽噴射器或真空泵提供的真空系統(tǒng)將含氯淡鹽水中的游離氯抽出分離后進入濕氯氣總管。二次鹽水精制擬采用2條線螯合樹脂塔工藝，單條線鹽水處理能力18萬噸/年。PLC與集散控制系統(tǒng)DCS可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；也可以直接由DCS實現(xiàn)控制。二次鹽水精制的主要工藝設(shè)備是螯合樹脂塔，分二塔式和三塔式流程。若使Ca2+、Mg2+含量降到20wtppb的水平，必須先把鹽水中的固體懸浮物（SS）降到1wtppm以下，然后用螯合樹脂處理。本項目建議采用膜除硝工藝，并生產(chǎn)芒硝產(chǎn)品。傳統(tǒng)的BaCL2澄清桶除硫酸根工藝，由工藝成熟、投資省，故大多數(shù)化工廠均采用此法；但由于此工藝耗精制劑BaCL2，運行成本增加，由于BaCL2的毒性，保存很不方便。擬采用4套預(yù)處理器，單套處理能力18萬噸/年燒堿匹配的鹽水處理能力，膜過濾采用兩條線，單條線18萬噸/年燒堿匹配的鹽水處理能力。膜過濾工藝：自動化運行，操作平穩(wěn)、鹽水質(zhì)量好，取消了預(yù)涂α纖維素工藝，降低生產(chǎn)成本。在飽和粗鹽水中先投加入NaOH、NaClO、FeCl3，其主要作用是消除高鎂、高天然有機物及水不溶物，將鹽水通過預(yù)處理器用浮上法除去有機物，部分氫氧化鎂等雜質(zhì)，然后再加入Na2CO3產(chǎn)生CaCO3，用泵送入膜過濾器，經(jīng)該過濾器可以一次性得到滿足離子交換螯合樹脂塔進液指標的一次精鹽水。近幾年有些氯堿廠在一次鹽水精制工藝中嘗識了預(yù)處理技術(shù)和膜過濾器分離技術(shù)。即先將含精制反應(yīng)產(chǎn)生的CaCOMg(OH)BaSO4等沉淀物的粗鹽水經(jīng)過澄清桶沉降，再經(jīng)虹吸式砂濾器、α纖維素預(yù)涂敷的炭素?zé)Y(jié)管過濾器，除去固體懸浮物，最后才能進入二次鹽水精制的離子交換螯合樹脂塔。（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。 鹵水處理及一次鹽水（1）鹵水處理鹵水來自采鹵廠，通過鹵水管送到一鹵水池，在此加入氯水或尾氯氣進行脫氨后，再加一定量的試劑后脫除碘，進入一吸附床，將碘除去。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。在運轉(zhuǎn)中曾發(fā)現(xiàn)陰極出口插入管開焊松動，造成堿液湍流使膜因振動而損傷，后將陰極室出口插入管與槽出口連接口由點焊改成螺扣連接，這樣就可以避免因短節(jié)開焊或漏液時（陰極出口插入管由不銹鋼改鎳，發(fā)現(xiàn)漏液及時更換）出現(xiàn)堿液湍流而造成膜的損傷。另外，旭化成復(fù)極式強制循環(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。若正壓差過小，不僅易使槽電壓上升，而且使壓差波動，膜因振動而使之受到反復(fù)摩擦而損傷。但強制循環(huán)離子膜電解槽，因進出槽電解液流量和壓力大，電解槽壓力控制若太高，不僅對電解槽密封要求更嚴格，而且對電解槽操作也要進一步強化，不然將使膜受到損傷。3）自然循環(huán)離子膜電解槽，因進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，故膜振動小。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)一個單獨的大容量脫氣裝置，氣、液單獨排放，保證了最小的壓力波動，壓力波動降低到僅為196～392Pa。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減到最小，因而可以使離子膜達到較長的壽命。單極式離子膜電解槽采用自然循環(huán)更是如此。因為自然循環(huán)，無論是單極槽，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，延長膜的使用壽命，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壓差影響很小，壓差很穩(wěn)定。因此在設(shè)計電槽時，要想方設(shè)法減小膜的振動。這種溢流方式幾乎是在無壓力變動的條件下取出氣液體，而且陽極液和陰極液的液位能保持在較高的位置，因而使膜無振動，同時避免了離子膜的通電部位裸露在氣體層的問題，延長了膜的使用壽命。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)計特點也有助于提高離子膜的使用壽命。純水單獨加到各電解槽而不需要來自貯槽的強制循環(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。發(fā)生電源故障時，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。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)，能及時將氯氣引出槽外，避免離子膜出現(xiàn)干區(qū)（因為分離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，將膜全部浸沒在液體中），又不因氣體的流動使分離器液面發(fā)生波動，引起振動。1）旭化成強制循環(huán)復(fù)極電解槽采用大流量強制循環(huán)，除了保證陽極液氯化鈉濃度分布均勻，提高I/c比值，避免極化外，還能使陽極產(chǎn)生的氯氣及時導(dǎo)出槽外，加之在陽極上部設(shè)置溢流堰（陰極亦如此），可使液體濕潤離子膜，防止干區(qū)出現(xiàn)。如果這種現(xiàn)象持續(xù)下去就會使膜形成針孔及裂縫。（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極室上部通電部分氣泡率往往高達90%以上，這種氣泡若不能及時引出，則在該處形成滯留氣層。如意大利迪諾拉公司復(fù)極槽陽極液自然循環(huán)量是進槽鹽水量的10~15倍，陰極液自然循環(huán)量是進槽純水量的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，因此可以大大延長離子膜的壽命。自然循環(huán)系統(tǒng)所形成均勻的電解液濃度對穩(wěn)定離子膜性能和延長其使用壽命是必不可少的。因此，氣體極易從電極上釋放出來，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。電解液在由下至上的流動過程中充分混合而使其濃度也保持均一的分布，如此可達到延長離子膜使用壽命的目的。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。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)。為控制電解液的溫度，陰極液要進行少量強制循環(huán)。1）旭化成自然循環(huán)是直接向陽極室提供飽和鹽水，無外部循環(huán)，從單元槽直接排出淡鹽水。為了使較為均勻的電