氯碱工艺培训ppt

CH2-COONa
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盐水精制工艺控制指标
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
盐水中杂质名称 Ca+Mg ≤
Sr ≤
Ba ≤
Fe ≤
Al ≤
I
≤
SiO2 ≤ SO42- ≤ Mn ≤
Ni ≤
SS ≤
TOC ≤
HD
一次盐水 100 0.5 0.5 0.2 0.1 0.2 5 7 ／ ／ 1 10
20~40
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二次盐水
单位
0.02
ppm
0.05(杜邦0.4)
ppm
0.5
ppm
0.2
ppm
0.1
ppm
0.2
ppm
5
ppm
7
g/l
0.01
ppm
0.01
ppm
1
ppm
10
ppm
/
ppm
二次精盐水
真空泵
亚钠
去脱硝
脱
氯
氢氧
塔
化钠
高纯酸
槽
纯水
+_
电解槽
氢气洗涤塔
氢泵
阳极循环槽
阳极有效面积：
最大运行电流：
电 流 密 度：
阴
极：
3.276m2
17KA
5.2 ka/m2
镍底盘+镍网(活性涂层)
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阳极侧：
具有很高的离子传导能 力，决定电压的高低
磺酸层
R-SO3H
○○○○○○○○○○○○○○○
羧酸层
R-COOH
阴极侧：
具有很高的正离子选 择渗透能力，决定电 流效率的高低
Mg2++2OH- Mg(OH)2↓
Fe3++3OH- Fe (OH)3 菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠溶液氧化分解成为
小分子有机物
上
上
排
排
泥
泥
下 排 泥
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盐水杂质去除原理（2）
去除方法
去除原理
HVM管式膜
HVM膜法
Ca2+ + CO32- CaCO3↓ 利用膜的微孔径进行物理过滤
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CH2-COOH
R-N
+M+
CH2-COOH
第三步是再生，在已经洗脱金属离子的“H”型树脂中 加入4%的NaOH溶液，调节PH值为14，由于溶液中 的H+大量减少，使平衡向右移动，树脂由H型变为钠 型。发生如下反应：
CH2-COOH
R-N
+2NaOH
CH2-COOH
CH2-COONa
R-N
+2H2O
常温，P<0.35MPa 氯气
缓冲罐 氟氯昂
T≈-10℃
M
螺杆机
F22
液化器
槽车充装
TCE CPE
钢瓶充装
气液分离器
液氯泵
氯次 化 氢钠
尾气分配台
液氯贮槽
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原料： 32%碱、生产水、氯气
反应原理：
Cl2 + 2NaOH → NaClO + NaCl+H2O
控制要点：
氯气
反应温度T<40℃
化盐水
原盐
次氯酸钠
氢氧化钠
亚硫酸钠
化盐池
电解工 序
前反应池
空压气 三氯化铁
预处理器
碳酸钠 HD 缓冲罐
加压溶气罐
亚硫酸钠
后反应槽 盐酸
二次精盐水储槽
树脂塔
一次精盐水储槽
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凯膜过滤器
杂质
Ca Mg Sr Ba I Al Fe Ni
2SO4
离子膜 杂质形态 Ca(OH)2, NaCa2SiO7 Mg(OH)2, NaMg2SiO7 Sr(OH)2, Sr-Al-Si, Sr-Si Ba3H4(IO6)2 Na3H2IO6, Ba3H4(IO6)2 Na2Al2Si2O3, Ca-Al-Si, Sr-Al-Si Fe(OH)3 Ni(OH)3
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盐水杂质的去除方法
杂质 Mg, Ni
去除方法 添加NaOH生成杂质沉淀+ 使用螯合树脂吸附杂质
Ca, Sr
添加碳酸钠生成杂质沉淀+ 使用螯合树脂吸附杂质
Ba
使用螯合树脂进行吸附(少量)
SO4
添加Ba生成沉淀 分子篩膜
使用两性离子交换树脂进行吸附(同时去除NaClO3 )
NaClO3
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子
形成氢气
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品，必须要把电解的阳极、阴极进行分离。
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稀释盐 水流出
阳极
电流方向
阴极
H2
高浓碱
液流出
CI-失电子
形成氯气
Na＋
OH－离子增多与Na＋ 形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
饱和盐水 补充
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盐水杂质去除原理（4）
去除方法
螯合树脂吸附
去除原理
M：Ca2+,Mg2+,Sr2+,Ba2+等二价金属离子
离子交换吸附 以D403亚胺基乙酸型为例 苯乙烯 二乙烯苯 亚胺二乙酸共聚物
第一步是吸附，螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通 的交换树脂不同的是，它吸附金属离子后形成环状结构， 吸附金属离子发生以下反应：
阴极循环槽
32%碱成品槽
氯气洗涤塔
钛冷却器
水雾扑集器
填料干燥塔
泡罩干燥塔
酸雾扑集器 氯气压缩机
冷
却 水扑 器 集器
用户
氢气分配台
液氯工序 氯化氢
次钠工序
氯气分配台
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型号： n-BiTAC-866
类型： F-8020SP、N2030 槽数： 4系列8单元528台单元槽
阳极： 钛底盘+钛网(活性涂层)
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盐水杂质去除原理（1）
去除方法
FeCl3絮凝剂法
去除原理
使空气溶解在粗盐水里后经减压阀、文丘里混合器与加入絮凝剂FeCl3溶 液进行混合，减压使气泡析出，Mg(OH)2在絮凝剂附着气泡上进入预处 理器后，由于气泡在水中的升力将Mg(OH)2等杂质上浮，进浮泥储存斗 与粗盐水分离，部分没有上浮的机械杂质下沉形成沉泥与粗盐水分离。
使用盐酸进行分解
Al, Fe
在酸性盐水下使用螯合树脂进行吸附
有效氯 胺盐和氨盐
使用使用亚硫酸钠进行氧化还原 Na2SO3+ NaClO = NaCl+ Na2SO4 Na2SO3 + Cl2 + 2NaOH = Na2SO4 + NaCl + H2O
空气放散
菌藻类、腐殖酸等有机物 次氯酸钠溶液氧化分解成小分子有机物
磺酸膜的一面经化学处理，使—SO3H转换成—COOH基。这种离子膜一面为—SO3H基，另一面为—COOH，用
聚四氟乙烯织物增强 。
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阳极：
阳极主要电解反应:
Cl－
NaCl→Na++Cl-
2Cl--2e→Cl2↑
4OH--4e →O2↑+2H2O
加酸：H++OH- →H2O
Na＋
－
CH2-COONa
CH2-COO
R-N
+M2 R-N
M+2Na+
CH2-COONa
CH2-COO
第二步是脱吸，在一定的外界条件下（如PH值和
CH2-COO
浓度温度）改变金属螯合物的平衡条件而使金属离 R-N
M +2H+
子离解开，本装置采用浓度为5%左右的高纯盐酸
CH2-COO
对树脂进行漂洗。脱洗金属离子发生以下反应：
－
－
－ －－
阴极：
阴极主要电解反应： OH－ 2H2O+2e→H2↑+2OH-
Na＋
总电解反应：2NaCl+2H2O → 2NaOH+Cl2↑+ H2↑
在电解氯化钠水溶液所使用的阳离子交换膜的膜体中有活性基团，它是由带负电荷的固定离子 如SO3-，COO-，同一个带正电荷的对离子H+Na+形成静电键。活性基团中的Na+可以与溶液中的同电 荷的Na+进行离子交换，表现出有选择性的互换；与此同时，活性基团中的带负电荷的固定离子具 有排斥Cl-,OH-的能力， 这样水化钠离子通过膜能迁移到阴极室，水份子也伴随着迁移。此外，少 量的Cl-也扩散到阴极，少量的OH-也迁移到阳极。
盐水杂质去除原理（3）
去除方法
纳滤膜法
去除原理
利用纳滤膜的选择通过性进行SO4 2-浓缩，脱出Na2SO4
膜的结构和特点如下:
①纳滤膜的膜孔径为1～5nm,允许1价离子(钠离子、 氯离子)通过,对-2价硫酸根有比较好的 截流作用。②材料为带有芳香结构的酰胺类,允许比较高的操作压力。③优异的结构使得对硫 酸根的排斥力十分稳定,保证操作的稳定。
稀释碱 液补充
淡盐水脱氯工艺简介
化学平衡：Cl2 + H2O → HClO + H+ + Cl由于电解所产生的淡盐水中的溶解有一定Cl2需要脱除，可以通过抽取真空的 方式，降低液体表面的分压，并增加盐酸酸度，有利于Cl2形成并逸出。
HCl + NaOH → NaCl + H2O HClO + NaOH → NaClO + H2O NaClO + Na2SO3 →Na2SO4 + NaCl 在脱氯塔中盐水通过真空脱氯，使脱氯塔出口盐水的有效氯含量会被降 低到10ppm的水平。需加入烧碱中和，控制盐水PH值为9，并用少量的10%亚 硫酸钠吸收剩余的有效氯，使淡盐水中的游离氯降到,3ppm以下。
P≈5Kpa
降温除去夹带 盐等杂质
钛冷 降温 控制温 却器 度11-16℃
水雾扑 集器
酸雾扑 集器
硫酸吸水 干燥
除去酸 雾
氯中含水<50ppm
T≈16 ℃ P ≈ 0kpa
泡罩
干燥塔
硫酸吸水 填料
除去水雾
干燥
干燥塔 冷凝水
氯气压 缩机
T<87 ℃
P < 0.35Mpa
液氯工序 氯化氢
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增强 纤维
原理：一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜，允许阳 离子通过，不允许阴离子通过即阳极带正电的Na ＋可以通过膜到阴极去而带负电阳极的Cl－、阴极的OH－不可以通过，所以也称为离子选择透过性膜。
制法：全氟羧酸-磺酸多层阳离子交换膜，是将全氟磺酸膜片与全氟羧酸膜片加热层压而成，或在全氟
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阳极
电流方向
阴极
CI-失电子
形成氯气
Na＋
OH－离子增多与Na ＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
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1、生产的氢气、
氯气容易混合形成 爆炸气体。
2、生产的烧碱液混 合在盐水中得不到 纯产品。
阳极
电流方向
阴极
Na＋
OH-
3、无法实现
连续生产。
CI-失电子 形成氯气
有效氯：10%~13% 游离碱：0.1%~1.0%
吸 收 塔
循环槽
吸 收 塔
成 品 槽
循环槽
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真空泵
32%碱 生产水
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第二十二页，共23页。
内容总结
氯碱分厂盐水精制工艺介绍。添加碳酸钠生成杂质沉淀+ 使用螯合树脂吸附杂质。添加Ba生成沉淀 分子篩膜 使用两性离子交换树脂进行吸附(同时去除NaClO3 )。Fe3++3OH- Fe (OH)3。菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸 钠溶液氧化分解成为小分子有机物。耐酸碱、抗氧化、无老化。不粘接、易清洗、高效率。高强度、长寿命(保证 期 3 年)。②材料为带有芳香结构的酰胺类,允许比较高的操作压力。n-BiTAC-866
Na2SO4
NaClO3
TOC 胺盐和氨盐
影响 CE下降;CV上升 CE下降;CV上升
CE下降 CE下降 CE下降 CE下降 CV上升 CV上升 CV上升
CV上升
其他
影响盐水中的NaCl溶解度; 影响盐水中的Ba浓度; 影响盐水中的NaCl溶解度; 影响烧碱中的NaClO3浓度; 影响氯气中的NCl3浓度
HVM膜的特点： 膜组件
➢ 膜材料：全聚四氟乙烯 ➢ 膜孔径：0.22~0.5μm
➢ 膜特点：
➢ 均匀致密的微孔，高效的表面过滤
➢ 整体成型，无缝管结构，无剥离、
无开裂现象
➢ 耐酸碱、抗氧化、无老化
➢ 耐高温 250 摄氏
➢ 不粘接、易清洗、高效率
➢
高强度、长寿命(保证期 3 年)
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盐水脱硝工艺流程简介
脱氯盐水 盐 酸
淡盐水贮槽
去化盐
沉 晶 槽
亚 钠
盐亚 酸钠
缓冲水槽
碳虑、保安过滤器
一级膜系统
一级高压泵
氢氧化钠
离心机
芒硝
结晶体泵
结晶槽
浓水循环泵
回水槽
回水输送泵
二级膜系统
二级高压泵
中间水槽
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氯气处理系统介绍
高温高湿氯气 洗涤塔
T≈80℃
水洗