2010-1101氯碱生产工艺及装备

201684氯碱生产工艺及装备主要内容液氯工艺201684除硝工艺简介膜法除硝技术hcl盐水换热器脱氯淡盐水保安过滤器加压泵80na2so4过滤盐水循环泵循环泵nahsoorporpphfcl不合格淡盐水返回201684盐水除硝工艺简介工艺流程原料淡盐水中加入na去除游离氯至零进入脱氯盐水冷却器将原盐水冷却至工艺要求用盐酸调节ph至工艺要求再经过进料液过滤器除去大颗粒物质进入原料液罐储通过高压泵和循环泵送入到膜装置利用膜分离的特性进行脱硝其中脱硝淡盐水透过膜送至化盐单元配水槽部分浓缩液进入膜系统进行循环浓缩部分浓缩液连续送至冷冻脱硝装置
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盐水精制工艺简介 CN过滤法盐水精制技术
NaCl NaOH Na2CO3
化盐水 化盐槽
混合反 应槽
CNI过滤器
精盐水 CNII过滤器
板框压滤
盐泥
2016/6/12ຫໍສະໝຸດ 16→盐水精制工艺简介
CN过滤法盐水精制技术
工艺流程 将原盐溶解后进入折流槽，投加药剂BaCl2，NaOH和Na2CO3，使SO42-、Ca2+、 Mg2+生成BaSO4、CaCO3和Mg(OH)2，进入混合反应槽充分反应（停留1个半小 时）后，用泵将粗盐水打入CN过滤器进行固液分离。经过CNII过滤器处理后， 精盐水出水悬浮物稳定在3mg/L以下（可以直接应用于隔膜碱一次盐水），接着 进入CNI过滤器，出水悬浮物稳定在1mg/L以下，完全满足离子膜的进液要求。 过滤器底部排放的盐泥用泵打入板框压滤机进行脱水，干泥外运处理，盐水则回 到混合反应槽。 工艺特点 与传统工艺和膜分离工艺相比，以CN过滤器为主的新工艺简化了工艺流程，占 地面积小，设备投资少；CN过滤器采用连续运行，反冲、排泥无需停泵。反冲 操作方便，运行能耗低，运行费用少；CN过滤器悬浮物去除率高且稳定，抗冲 击能力强，出水水质不会因进水水质的波动而变化，保证了一次精制盐水的质量
过滤盐水 至配水
脱氯淡盐水
PH
盐水换热器
不合格淡盐水返回
FCl
循环泵 保安过滤器 加压泵
循环泵
(80 g/l Na2SO4)
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→盐水除硝工艺简介
膜法除硝技术
工艺流程
原料淡盐水中加入Na2SO3去除游离氯至零，进入脱氯盐水冷却器将原盐水冷 却至工艺要求，用盐酸调节pH 至工艺要求，再经过进料液过滤器除去大颗粒 物质进入原料液罐储，通过高压泵和循环泵送入到膜装置，利用膜分离的特性 进行脱硝，其中脱硝淡盐水透过膜送至化盐单元配水槽，部分浓缩液进入膜系 统进行循环浓缩，部分浓缩液连续送至冷冻脱硝装置。通过冷冻脱硝装置回收 浓缩液中的芒硝和脱硝盐水，脱销盐水则通过预冷器回收部分冷量后也送至化 盐单元配水槽待用。
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盐水精制工艺简介
1、 精制目的 由于食盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42-等无机杂质，细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和 机械杂质，这些杂质含量达不到精盐水中的要求就会造成离子交换树脂结块、交换能力下降， 导致离子膜效率降低，严重影响电解的正常生产，因此必须除去大量杂质，达到生产要求。 2、盐水精制的原理 纯碱——烧碱——三氯化铁法 2.1除Ca2＋ 在盐水中加入碳酸钠溶液，使其和盐水中的Ca2＋反应，生成不溶性的碳酸钙沉淀，其化学反 应式如下： Ca2+＋CO32－→CaCO3↓ 为了将Ca2＋除净，精制剂碳酸钠的加入量必须稍超过反应式的理论需要量。过碱量 0.25~0.5g/l。 2.2除Mg2＋ 在盐水中加入NaOH溶液，使其和盐水中的Mg2＋反应，生成不溶性的Mg(OH)2沉淀，其反应 式如下： Mg2＋＋OH-→Mg（OH）2↓ 为了将Mg2＋除净，精制剂NaOH的加入量必须稍超过反应式的理论需要量。过碱量为0.1～ 0.3g/l。 2.3去除有机物、不溶性机械杂质 由于工业原盐中存在各种杂质，并随化盐过程进入盐水中，盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有 机物最终通过三氯化铁的吸附和共沉作用，在预处理器中被预先除去，一部分不溶性机械杂质 2016/6/12 10 也被同时除去。
盐水除硝工艺简介 钙法除硝盐水精制技术
反冲液
高芒盐水 HCl
中间槽
反应器
过滤器
除硝盐水
CaCl2
板框压滤
盐泥
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钙法除硝盐水精制技术
除硝原理
在高芒盐水中加入CaCl2溶液，和高芒盐水中的Na2SO4生成CaSO4沉淀： CaCl2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaCl 因CaSO4的KSP比较大（KSP=9.1×10-6），要想将SO42-除到合格的指标， 需加入过量的CaCl2。但CaCl2不能过量太大，因CaCl2过量太大，会造成盐水 中Ca2+含量增加，这样就增加了很多纯碱的消耗。由两方面考虑，Ca2+过量到 1.4～2.0g/l。
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盐水精制工艺简介 陶瓷膜法盐水精制技术
NaCl NaOH Na2CO3
化盐水 化盐槽
反应器
循环罐
陶瓷膜精滤
精盐水
板框压滤
浓缩液
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陶瓷膜法盐水精制技术
工艺流程
从化盐桶出来的饱和盐水添加碳酸钠、氢氧化钠后进入反应桶，经过充分反应进入 粗盐水循环槽，然后用泵（流量为盐水应用量的2.5倍）输送到陶瓷膜过滤器，过滤压 力大于0.4MPa，粗盐水经三级过滤逐步被浓缩到原流量的60％，而后送到厢式压滤机 滤掉盐泥，滤液返回粗盐水循环槽。陶瓷膜过滤器滤出的盐水即为精制盐水。
盐水精制工艺简介 有机聚合物膜法盐水精制技术
NaCl NaOH、NaClO FeCl3
原盐 Na2CO3
聚合物膜过 滤器
化盐槽
反应桶
浮上桶
反应桶
精盐水
板 框压滤 机
盐泥
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→盐水精制工艺简介
有机聚合物膜法盐水精制技术
目前应用于氯碱生产中的膜法过滤技术有以戈尔膜法、颇尔膜法、凯膜法为代 表的几种形式，它们的生产工艺存在共同特点。 工艺流程 自回收盐水桶F0101a、b来的回收盐水，用泵P0101a、b输送，经回收盐水预 热器C0101预热至50～60℃后进入回收盐水分配台，经回收盐水流量计计量后进入 化盐桶分配台X0105。由卤水桶F0102来的卤水用卤水泵P0102a、b输送，经卤水 预热器C0102、C0103预热至50～60℃后进入卤水分配台，经卤水流量计计量后进 入化盐桶分配台X0105。回收盐水和卤水分配后进入化盐桶F0105底部，与皮带输 送机L0101输送进入化盐桶上部的厚盐充分逆流接触溶解。饱和粗盐水从化盐桶上 部铁栅栏除去草绳等杂质后，溢流进入折流槽D0101（在折流槽内加入精制剂 Na2CO3和NaOH）。粗盐水由折流槽自流进入反应桶D0102a，充分混合后进入反 应桶D0102b液位达到60%后，用加压泵P0104a、b送入戈尔过滤岗位。 工艺特点 节约了投资、减少了占地面积、自动化程度高、运行费用低，延长了离子膜的 使用寿命，降低了电耗，节约了能源。
工艺特点
1、采用机械强制大循环量富集工艺，解决了设备、管道结垢问题。 2、利用膜分离技术，使CaSO4分离较彻底，克服了CaSO4返溶问题，降低了 盐水精制费用。 3、保证盐水后续工序的平稳运行，改善预处理器（气浮槽）澄清效果，预处 理器出口盐水清澈透明，澄清盐水质量得到较大改观。 4、解决戈尔过滤器运行状态，降低了戈尔过滤器过滤压力，减少了戈尔过滤 器的酸洗频次，延长了戈尔膜的使用寿命。 5、为盐水精制CaCO3盐泥的综合利用创造了条件，减少了盐泥对环境污染， 达到清洁绿色化工生产的目的。 2016/6/12 6、消除了Ba2+对离子膜的影响。 7、消除钡盐对环境和人体的危害。
工艺特点
1、无需道尔桶、砂滤器、纤维素预涂过滤器，省略了清理、预涂的工作量，同时避免了硅的二次污染 ；也无需对过滤盐水采用浮上澄清桶进行预处理，减少了加压溶气、浮上澄清的工艺和设备，也省去了 三氯化铁、次氯酸钠等腐蚀性化学药剂加入，减少系统设备和管道的腐蚀危害，完全避免了盐水的二次 污染； 2、无机陶瓷管式膜不受酸、碱、氧化剂等的影响，可在1MPa的工作压力下长期工作过滤，不存在聚 合膜的膜表面剥离、撕裂、腐蚀、孔径拉伸等现象，高效长寿，使用寿命可达五年以上； 3、过滤精度高、盐水质量稳定，由于采用50nm陶瓷膜管，平均过滤孔径为40nm，且孔径分布窄，过 滤后盐水中的SS可达到0.5ppm左右，相对有机聚合物膜200~500nm的孔径，盐水质量更高； 4、陶瓷膜有出色的抗污染性能力，并且采用“错流”过滤方式，在高浓度污染物的状态下运行过滤， 可适用高镁及高有机物的原料，消除了“终端”过滤工艺中过滤膜不耐原盐高镁、有机物的缺陷，降低 了对原盐质量要求，拓宽了选盐的范围； 5、因流程短、设备少、过程控制和操作简单，同时，占地面积小，易与传统工艺结合，特别适用于老 装置改造项目，实施极为便利。
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钙法除硝盐水精制技术
工艺流程
由外管来工业水进入氯化钙配制桶（F0105），加入固体氯化钙溶解后，溶液进入氯 化钙预澄桶（F0106）澄清后进入氯化钙暂贮桶（F0107）,由氯化钙输送泵(P0105)打入 氯化钙高位槽(F0111)供除硝使用。 由蒸碱来高芒盐水进入高芒盐水桶（F0108），由高芒盐水泵（P0106a、b）打入中 和折流槽（R0101），加入由盐酸高位槽（F0110）来的盐酸中和后进入除硝中间槽 （F0109），由高芒盐水进料泵分别打入反应器（R0102a、b），与来自氯化钙高位槽 （F0111）或自制氯化钙反应桶的氯化钙溶液在反应器进行反应生成CaSO4沉淀，沉淀 由反应器底部排到除硝盐泥池（F0118），由除硝盐泥泵（P0112）输送到盐泥岗位。反 应后盐水由反应器顶部溢流HVM膜分离器（F112a～f），经过膜过滤后由虹吸作用经抽 滤缓冲罐（F0114）进入滤液缓冲池（F0142）。抽滤泵（P0110）将F0142中的除硝盐 水打入反冲液贮罐（F113），在反冲液贮罐顶部溢流到除硝盐水桶（F0115）。过滤后 在HVM膜分离器中膜上的盐泥由反冲液贮罐中的盐水进入分离器将其冲掉后排入中间槽。
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→盐水除硝工艺简介
膜法除硝工艺特点
1、无毒无害 膜法脱硝技术采用高分子无孔膜物理方法从盐水中分离硫酸钠，无需投加除硝药 剂，无毒无害，无废液排放。 2、循环泵工艺 系统中除一台高压泵外另有一台循环泵，用于保证盐水在膜表面的最佳流动状态， 对膜的使用寿命大有好处，且出水质量可控，生产稳定。 3、直正“零排放” 浓缩液中40g/l左右的硫酸钠浓度是冷冻除硝工艺最佳的进料点，定制的冷冻除 硝设备最大限度地避免了芒硝在冷冻过程中析出堵塞设备，同时回收大部分冷量， 可保证十水芒硝顺利地从浓缩液中结晶分析，可做到盐水达到闭路循环，废液 “零排放”避免对环境的污染，提高盐水利用率。 4、量身定制的高分子无孔膜 特制的高分子无孔膜在单位体积内有效膜面积较大，水在膜表面流动状态较好， 结构紧凑，硫酸钠去除率高，出水稳定。 5、宽松的进液要求 系统包括预处理部分，可根据盐水质量提供相应的预处理配制，消除所有对膜系 2016/6/12 6 统的不利因素。
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→盐水精制工艺简介 有机聚合物膜法盐水精制技术
预处理器 经文丘里混合器及减压阀后，溶解在盐水中的 空气变成微小的气泡大量析出，粗盐水沿切线方向 进入凝聚反应室；在离开凝聚反应室前，压力不断 降低，气泡就完全释放出来，并在FeC13絮凝剂的 作用下与盐水中的杂质颗粒凝聚在一起；附着了气 泡的杂质颗粒，其表观密度大大减小，它们在盐水 中所受的浮力使其克服本身的重力和液体摩擦阻力， 以一定的速度向上浮起，经浮泥槽排出；较重的杂 质颗粒则沉降在斜板上，沿斜板滑入桶底，经沉泥 槽排出；澄清的盐水离开凝聚反应室，折流向下， 经斜板后再折流向上，由溢流管引出，进入集水槽。 它的澄清效果主要取决于杂质颗粒同气泡的附着情 况，也就是说，进入预处理器的气泡越多越小，附 着的杂质颗粒就越多，澄清效果就越好。另外，要 定时排泥。
氯碱生产工艺及装备
主要内容
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除硝生产工艺 盐水一次精制工艺 隔膜电解工艺 离子膜电解工艺 蒸碱工艺 固碱工艺 氯氢处理工艺 液氯工艺
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除硝工艺简介
膜法除硝技术
HCl
NaHSO3 ORP ORP 一 段 膜 组 (42 g/l Na2SO4) 二 段 膜 组
氯碱生产工艺及装备
主讲：江洪琼
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概
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述
氯碱的工业生产方法以电解法为主，其生产工艺经历了水银法— 隔膜法—离子膜法3个发展阶段。19世纪中期，食盐水电解生产氯气 和烧碱的技术已经取得了专利，并于1890年实现了工业化。在电解中 最初所用的石墨阳极消耗快且电耗高，人们开始寻找金属作阳极，并 在1968年实现了金属阳极工业化。1952年开始开发离子膜法烧碱生产 技术， 1966年，美国Du Pont公司开发出太空燃料电池用的全氟磺酸 阳离子交换膜，即Nation膜，并于1972年成功地将这种离子膜应用于 氯碱电解生产中。 • 水银法用水银阴极来生产氯气和烧碱，可以直接制得质量分数为 50％ 的液碱，而且产品纯度高(质量分数达99．5％)、含盐少(质量分 数约为3×10 -5)，具有工艺简单、投资省等优点。但是汞污染问题没 有得到彻底解决。 • 金属阳极电解生产技术已非常成熟，但随着能源的日益紧张，电 解能耗高的问题仍然非常突出。 • 离子交换膜法生产工艺具有产品质量高、能耗低、无污染等优势， 2016/6/12 2 成为氯碱工业的发展方向。