烧碱的制作工艺流程

烧碱得制备工艺简介

烧碱得制备方法有两种:苛化法与电解法。现代工业主要通过电解饱与NaCl溶液来制备烧碱。电解法又分为水银法、隔膜法与离子膜法,我国目前主要采用得就是隔膜法与离子膜法,这二者得主要区别在于隔膜法制碱得蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。

目前国内得烧碱生产主要采用得就是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱得制作工艺，并简要讨论工艺中得能耗情况。原料为粗盐(含大量杂质得氯化钠）,根据生产工艺中得耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产与废气吸收工序等七个流程。

据测算，电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序得分布如下: 整流2、0%;盐水精制3、９% ; 电解5３、2%;氯氢处理１、２%；液碱蒸发25、1%;固碱生产1４、6%。从上述可知，电解与液碱蒸发就是主要耗能工序。电解工序中得电耗约为吨碱电耗得90%,碱蒸发中得蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗得74%以上。

图1ﻩ烧碱工艺总流程示意图

1整流：

整流就是将电网输入得高压交流电转变成供给电解用得低压直流电得工序,其能耗主要就是变压、整流时造成得电损,它以整流效率来衡量。整流效率主要取决于采用得整流装置,整流工序节能途径就是提高整流效率。当然减少整流器输出到电解槽之间得电损也就是不容忽略得。

2盐水精制:

将工业盐用水溶解饱与并精制(除去Ｃa2＋、M g2+、Ｓ 02-4等有害离子与固体杂质）获得供电解用精制饱与盐水,就是盐水精制工序得功能。

一次盐水精制:

采用膜过滤器(不预涂）

1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理

5-液碱蒸发

6-固碱生产

图2 盐水一次精制流程图

二次盐水精制:

二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。

图3 盐水二次精制流程图

一次盐水工段送来得一次精制盐水中钙、镁等离子可以被螯合树脂选择性吸附,而吸附得饱与树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生，从而使树脂达到重复使用得目得。

盐水精制工序得能耗主要就是加热溶解固体盐得蒸汽与动力电耗,它们分别约占吨碱电耗与吨碱汽耗得０、2%与１２%。因此,在此工序,节能措施主要就是如何利用工厂得余热(废蒸汽或热水）来加热溶解固体盐,而采用盐水自流流程无疑也会节约动力电消耗。

3电解

图4 精制盐水电解示意图

图5ﻩ电解反应方程式

盐水二次精制后，添加部分淡盐水经阳极液进料总管以及软管送入各单元槽得阳极室中。

阳极液电解产生淡盐水与氯气,经阳极分离器后,氯气从淡盐水中被分离出来送氯气处理工序，淡盐水流到淡盐水循环槽由泵送去脱氯塔。

能耗主要就是电解直流电耗,影响直流电耗得因素就是槽电压与电流效率,直流电耗与槽电压成正比，与电流效率成反比。因此，降低电解槽得槽电压与提高电流效率就是电解工序得主要节能途径。

4 氯氢处理

氯气处理工序均包括氯气洗涤、冷却除雾、干燥、压缩;氢气处理均包括氢气洗涤、压

缩、脱氧、干燥。

离子膜法制碱时，建议氯气处理工艺方案：湿氯气经氯水洗涤,钛管换热器,氯气除盐、降温后经一段填料塔、二段泡罩塔干燥,使氯气含水量≤50wtppm，氯气输送选用大型离心式氯气压缩机(透平压缩机)。通常根据氯气压缩机压力得不同,将氯气液化方式分为高压法、中压法与低压法三种。高压法消耗冷冻量少,不需要制冷机，能耗低。但对氯气处理工艺、氯气输送设备得要求高,增加投资费用。因此，国内一般采用中、低压液化方法生产液氯。如下图所示。建议氢气处理方案:选择氢气洗涤塔直接洗涤冷却降温、列管换热器间接冷却,水环式氢气压缩机输送。

图6ﻩ电解后氯气处理示意图

1－氯气洗涤塔;2-鼓风机;3-Ⅰ段冷却器;4-Ⅱ段冷却器；５-水雾捕集器;6－填料干燥塔;7-泡罩干燥塔;8-

酸雾捕集器;9-氯压机

5 液碱蒸发

将电解槽生产得液碱通过蒸发系统用蒸汽加热将一部分水蒸出，并将绝大部分盐(N a ＣＩ）分离出去,从而获得成品液碱。

蒸发得能耗主要就是蒸汽,当然动力电也就是值得注意得。蒸发系统得加热蒸汽供给得热量主要消耗在（１）预热物料至沸点所需热量;（2)蒸发水分所需热量;（3）碱液得浓缩热;(４)氯化钠析出结晶热；(５)设备得热损失。

6 固碱生产

将蒸发获得得液碱采用大锅熬煮或升膜一降膜一闪蒸方法进一步浓缩生产固碱，其主要消耗就是燃料(煤、重油、氢气)。因此,固碱生产节能主要就是充分利用燃料燃烧热量与节约燃料得流程等。