氯碱新员工培训资料之电解工序

2
3 4 5
直流电
动力电 水 石棉绒
kwh
kwh 吨 kg
2350
四、生产基本原理
• ⒈隔膜法电解的原理 • ⒈⒈氯化钠电解的基本原理 • 在NaCl水溶液中存在着四种处于不规则运动着的 带电荷离子：Na+、H+、Cl－、OH－,通入直流电 流后，四种离子开始作定向运动，带正电荷的离 子向阴极移动，带负电荷的离子向阳极移动。根 据离子在电极上放电电位的大小，在阴极上析出 H2↑，在阳极上析出Cl2↑。溶液中未放电的Na+和 OH－在阴极附近不断产生NaOH。 • 氯化钠水溶液中的电化学反应方程式为： 直流电 • 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+2H2↑
电解工序培训内容提纲
一、生产目的与任务 二、产品及原材料说明 三、原材料消耗定额 四、生产基本原理 五、工艺流程简述 六、工艺控制指标 七、岗位操作和巡检路线 八、生产异常现象产生的原因及其处理方法 九、生产安全注意事项 十、规章制度
一、生产目的与任务
• 在电解槽里，饱和精盐水借助于直流电进 行电解，同时产生三种物质：氯气、电解 碱液、氢气，并分别汇总送氯、氢气处理 岗位和蒸发岗位。
• 4.3.2 NaOH物理化学性质 • NaOH俗名苛性钠、火碱、烧碱。 • 纯净的NaOH是白色固体，极易溶解于水，溶解 时放出大量的热，易潮解，水溶液有涩味和滑腻 感。 • NaOH具有碱的通性，碱性很强，腐蚀性强。 • 能与大多数非金属氧化物反应： • CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O • SO3+2NaOH = Na2SO4+H2O
• 4.3 NaOH的物理、化学性质 • 4.3.1电解碱液的性质 • 电解碱液是无色，透明的液体，其浓度约为10%， 对皮肤、眼睛和粘膜都有极强烈的腐蚀作用，可 导致皮肤灼伤和坏死，对消化系统引起消化道粘 膜糜烂、出血、腐蚀、甚至穿孔。特别对眼睛， 如处理不当或不及时，则有造成失明的危险。 • 电解碱液是含有氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、碳 酸钠、次氯酸钠、氯酸钠等多种物质的水溶液。 其中主要成份是氢氧化钠、氯化钠和水。
五、工艺流程简述
• 满足工艺要求的精制盐水由中和岗位送入精盐水 贮槽，用精盐水泵送入精盐水高位槽，精盐水靠 位差自流，经盐水预热器预热至80±2℃，再经 精盐水断电器后进入电解槽内。 • 电解槽内精盐水在直流电作用下，发生电解，由 阴极箱底部流出的电解液经滴流盘断电后汇总至 碱液集中槽（碱液受槽），经受槽计量后用电解 液泵送到蒸发电解液贮槽。电解产生的高温湿氯 气、氢气分别汇总送至氯氢气处理岗位。
• 2.盐水质量 • 确保进槽盐水的质量，有助于电解槽的经济稳定 运行。 • 3.电解槽温度 • 电解槽温度宜控制在85～95℃之间。控制一定的 电解槽温度，对于提高电流效率，降低槽电压十 分有利。生产中控制进槽盐水预热温度来保证电 槽温度。 • 4.电流波动 • 电槽运转要求供电稳定，可以保持正常的电解液 浓度。对电流波动范围，要求控制在正常操作电 流的±1%，不应超过±1.5%，电流波动频繁， 对电解生产危害很大。
• • • •
能与不饱和烃类化合物发生加成反应。 如：C2H2（乙炔）+ H2 = C2H4（乙烯） C6H6（苯）+ 3H2 = C6H12（环己烷） 氢气是一种易燃、易爆气体，在空气中的自燃温 度为510℃，最小点火能量（空气中）0.019毫焦 耳，爆炸极限（空气中）4.1～74.5%，由于它的 爆炸极限宽，点火能量小，因此容易引起火灾、 爆炸事故。 • 另外，氢气还能与氧气、氯气等多种气体形成爆 炸混合物，所以，氢气在生产使用时，必须严格 注意安全。
• 2.看槽岗位开车操作 • 2.1接值班调度开车通知后，依次迅速取掉电槽碱 液管上的胶塞，立即汇报调度可以供电，此时电 槽即投入运行。 • 2.2供电时，以1.2KA的电流强度为起点，按调度 通知逐步升电流至规定的电流。 • 2.3供电后，勤检查电槽液位，调节好盐水入槽量， 使液面逐渐达到标定位置。 • 2.4检查电槽运行是否正常，有无泄漏，氯、氢气 压力是否正常，碱液流量是否平稳。
监控 地点
含盐量 1 进槽盐水 Ca2＋+Mg2＋ SO42－ PH值 透明度 2 3 进槽盐水 蒸汽 预热温度 蒸汽压力
接班1次 倒桶1次
进槽盐水总管
4
5
冷凝水
电机
含盐
温度
≤3g/l
≤90℃
每周一次
不定时
疏水器
2.看槽岗位工艺操作指标
序号 1 2 控制项目 电槽槽温 电槽液面 氯气总管： ⑴ Cl2 ⑵ Cl2含H2 ⑶ Cl2含O2 氢气总管： ⑴ H2 ⑵ H2含O2 ⑴氯气压力 ⑵氢气压力 电解液总管： ⑴ NaOH ⑵ NaCl 控制指标 85—95℃ 合格率>95% ≥95%（v/v） <1.0%（v/v） <3.0%(v/v) 检查次数 每班一次 不定时 控制地点 单台电槽 电解槽
• 电解槽中隔膜将电解槽分为阳极室和阴极室两部 份。隔膜是一种多孔的隔离层，能让离子和水分 子通过，却阻止阳、阴极电极析出产物的混合。 因此在隔膜电解槽阳极室产生的氯气不会进入阴 极室，而经阳极室上方氯气支管导出；在阴极室 产生的氢气，也不会进入阳极室，而由阴极箱氢 气支管导出，氢氧化钠溶液经阴极箱下方导出。
• 3.看槽岗位常规操作 • 3.1及时掌握电槽运行情况，精盐水质量及供应情 况，检查槽压、温度、氯气纯度、氯中含氢、碱 液浓度、电流强度等是否正常。 • 3.2检查电槽盐水液面，严格做到液面平稳，使水 位合格率达95%以上，同时注意检查有无假液面。 • 3.3切实做到氯气氢气压力，碱液流量、盐水流量 的稳定。出现波动应即时联系处理。 • 3.4认真做好“四清”不允许随意用水冲洗电解槽 及地面，确保断电效果良好。 • 3.5及时准确做好原始记录与设备、管道的维护保 养工作。
指标名称 序号 1 2 3 总管氯气纯度 氯内含氢 产品外观 ≥96%(v/v) ≤1%(v/v) 黄绿色气体 指标
• 2.2氢气质量标准
序号 1
指标名称 总管氢气纯度
指标 ≥98%(v/v)
2
3
含氧
产品外观
≤0.4%(v/v)
无色透明气体
• 2.3电解碱液质量标准
序号 1 2 指标名称 总管氢氧化钠含量 氯化钠含量 指标 115～135g/l 210～180g/l
3
产品外观
无色透明液体
• 4.产品性质 • 4.1氯气的物理、化学性质 • 氯气是黄绿色，有刺激性气味的气体，对人体有 毒害作用，可使人窒息死亡。在标准状态下，其 密度为3.214kg/m3，对空气的比重为2.486，微溶 于水。其熔点为－101℃，沸点为－34.05℃。 • 氯是极活泼的化学元素，可与许多化合物直接反 应，也能与许多单质直接化合，生成各种氯化合 物，因此在自然界中，单质氯是极少存在的，大 多存在于化合物中。
• ⒌电解液中氢氧化钠浓度 • 电解液中氢氧化钠浓度对电流效率影响很大，同 时对碱液蒸发用汽的影响很大。电解碱液中氢氧 化钠的浓度，单槽一般控制在90～140g/l,电解液 总管碱液中氢氧化钠的浓度控制在120～135g/l。 在电解槽操作中，通常采用改变电解槽阴阳极液 位来调节电解槽的质量，从而控制电解碱液中氢 氧化钠的浓度。
• 氯气是强氧化剂，它本身不会燃烧，也不 会爆炸，但它具有助燃性，许多物质都能 在氯气中燃烧，即俗称“氯火” • 如：H2 + Cl2 燃烧 = 2HCl • 与一些气体形成爆炸混合物，如与氢气混 合，在光照下即发生连锁反应而发生爆炸。
• 4.2氢气的物理、化学性质 • 氢气为无色、无味的气体，在标准状态下的密度 为0.08987㎏/m3,沸点－252.78℃，熔点为－ 259.2℃，几乎不溶于水。 • 氢气的化学性质极为活泼，能与活泼的碱金属(如 钾、钠)反应，生成该金属的氢化物。 • 2M(K、Na等)+H2 =2MH • 能与氧气、氯气等非金属单质反应 • 2H2 + O2 = 2H2O • H2 + Cl2 = 2HCl • 能与多种化合物发生反应，如：Fe2O3+3H2 = 2Fe+3H2O
3
每班4次
氯气总管
4
≥98% ≤0.4% 0～-5mm水柱 0～+5mm水柱 120~135g/l 180~210g/l
每班4次
氢气总管
5
经常
氯气分管尾部 氢气分管尾部
6
每班4次
电解液受槽
七、岗位操作和巡检路线
• 1.看槽岗位开车前的准备。 • 1.1准备好岗位原始记录及有关工器具。 • 1.2接值班调度开车通知后，同预热岗位联系准备 开车，并作进槽盐水排污工作。 • 1.3检查电槽氯气、氢气压力计是否装好；氯气、 氢气支管是否装好；电槽水封槽内是否贮水；氯、 氢气脱水管是否畅通、有水。 • 1.4检查管道、阀门有无泄漏或其它故障。 • 1.5同预热岗位联系，排污工作完成，关闭各列排 污阀，向电槽注入盐水，待各电槽液位达到标定 液位后即具备送电条件。
• • • • •
能与酸发生中和反应： NaOH+HCl= NaCl+H2O 2NaoH+H2SO4 = Na2SO4 能与盐反应，生成难溶性的碱： 3NaOH+FeCl3 = 3NaCl+Fe(OH)3↓ 2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4
• ⒌原材料说明 • ⒌⒈直流电 • 将交流电电能转化为直流电能（此过程在 整流岗位完成），并导入电解质中，使其 产生化学变化达到生产的目的。 • 技术要求：能根据电解槽负荷的变化随时 调整或改变输出电流和电压，保证稳定的 电流供给。
• • • • • •
⒌⒉饱和精盐水 技术要求：NaCl>315g/l Ca2++Mg2+<5mg/l SO42-<5g/l PH 7～8 透光率＞95%（分光光度计）
三、原材料消耗定额
以生产电解液100% NaOH一吨计算
名称 序号 1 精盐水 315g/l M3 规格 单位 消耗定 额 9．5 备注
二、产品及原材料说明
• • • • • 1.产品名称及化学组成 电解出的产品有氯气、氢气、和电解碱液三种： 氯气分子式为： Cl2 分子量： 70.926 氢气分子式为： H2 分子量： 2.016 电解碱液主要成份： NaOH +NaCl 10%+17%
• ⒉产品质量标准 • ⒉⒈氯气质量标准
看槽岗位巡回检查路线
电解槽1 列 1电解槽3 列 1—13号
电解槽4 列 13—1号
• ４.预热岗位开车前的准备 • ４.１检查各泵（精盐水泵、电解液泵、杂水泵） 是否正常，电器仪表是否完好。 • ４.２检查各管道阀门是否处于关闭位置。 • ４.３接调度准备开车通知后，打开精盐水贮槽出 口阀，启动精盐水泵向盐水高位槽供水。 • ４.４待盐水高位槽液位达25m3时，停盐水泵。 • ４.５通知中控分析室在精盐水桶排污处取样，检 验盐水质量是否符合要求。 • ４.６与盐水工序联系，准备接收淡盐水。 • ５.预热岗位开车操作 • ５.１接值班调度通知可以向电槽进水时，开启高 位槽盐水出口阀，开启盐水预热器精盐水进出口 阀门，与看槽岗位联系，做好各列盐水排污工作。
• ５.２开启预热器、疏水器进出口阀门，缓慢开启 进预热器蒸汽阀门，调节蒸汽阀门，使进槽盐水 温度控制在规定要求。 • ５.３与看槽岗位联系，排污工作是否结束，可否 向电槽注入盐水，并做好记录。 • ５.４待盐水高位槽液位低于15m3时，启动精盐水 泵，使高位槽液位控制在15～25m3之间。 • ５.５密切注意杂水池液位，及时启动杂水泵，向 盐水工序输送淡盐水。 • ６.预热岗位常规操作 • ４.１按工艺控制条件平稳控制进槽盐水温度。 • ４.２及时开、停精盐水泵，使高位槽液位控制在 15～25m3之间。
工艺流程简图
直流电 氢气
氯气
蒸 汽 泵 精盐水 贮槽 精盐水高 位槽 盐水预热 器 冷 凝 水 电解槽 电解液受 槽 送蒸发
六、工艺控制指标
• 1.预热岗位主要工艺操作控制指标
序号
物料名称 控制项目 指标 312～317g/l （冬 季） 315～320g/l （夏 季） <5mg/l ≤5g/l 7 ～8 ≥900mm 80±2℃ 0.3～0.4MPa 不定时 不定时 控制台温度显示 预热蒸汽压力表 监控 次数