3-1离子膜电解槽的操作.

职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生产操作》课程案例教学内容

离子膜电解槽电解精制盐水的操作

⒈ 案例选取的内容

⑴ 离子膜电解槽型号 BiTAC

-859复极式离子膜电解槽

⑵ 电极尺寸为1400×2340mm

⑶ 阴阳极室内设计工作压差：350±20mmH 2O ⑷ 设计温度：0-100℃ （温差变化要缓慢） ⑸ 有效面积为3.276m 2

⑹ 日产100%NaOH 的量：101.5t ⑺ 运行温度：82～88℃

⑧ 板片材料 阳极：钛材（包括钛网与活性涂层）；阴极：镍材（包括镍网与活性涂层）

⑨ 工作介质 阳极室含NaCl 量为250g/l 左右的盐水，并含有NaClO 3、NaClO 和新生态的Cl 2和少量的新生态的O 2；阴极室含30%左右的NaOH 溶液，并含有新生态的H 2。

⑩ 工作地点：离子膜烧碱生产精制盐水电解生产工序 ⑾ 完成任务的工作人员：顶岗实习的学生小赵、小阚与班长乙 其整体结构见图1所示。

图1 BiTAC

-859复极式离子膜电解槽的基本结构示

紧固螺

阴极终端板

电解单元

单元取样

阳极终端

阳极液流出

盐水入槽汇总

压紧螺帽、弹性垫片

槽框横梁

槽框 阴极液流出管

碱液入槽汇总管

图2 离子膜电解槽阴阳极液气液分离装置

⒉工作任务要求

在二次盐水精制生产岗位上已经生产出含NaCl为310g/l左右，PH=8～10，总硬度为12PPb的合格盐水（Ca2++Mg2+≤20PPb），需要送入电解槽阳极室进行电解；另有合格的30%NaOH 的烧碱溶液和高纯水作为阴极室循环使用，现在准备离子膜电解开车的其他准备工作已由调度安排妥当，本岗位需要生产合格的烧碱产品。

工作时间：每天24小时连续生产。

⒊工作流程

阴极液系统中的循环碱经流量控制阀调节适当的流量，加入适量的高纯水后，使之碱液的浓度在28%～30%，通过烧碱换热器加热或冷却循环碱液，确保电解槽的操作温度保持在85～90℃，送入电解槽底部的碱液分配器，进入电解槽底部的碱液分配器，分配到电解槽的每个阴极室进行电解。

二次精制合格的盐水经盐水预热器（正常开车时很少用）预热后，调节到合适的流量与高纯盐酸、循环淡盐水在混合器中混合，使之显酸性，但PH值须大于2，然后送入电解槽底部的盐水分配器到电解槽的每个阳极室进行电解。

从电解槽流出的淡盐水通过流量控制阀加酸，调节PH值为2左右，进入阳极液接收罐后，用淡盐水泵送出，并分成两路：一部分与精盐水混合后送往电解槽，循环使用；另一部分送往脱氯塔进行脱除游离氯。

从电解槽阳极侧产生的湿氯气送到氯气总管，去氯气处理系统。当总管Cl2压力过大，可直接高压安全水封去事故氯处理系统，避免Cl2外溢。当总管Cl2负压过大，可由低压安全水封吸入空气，避免膜受到机械损坏。

电解槽溢流而出的烧碱依靠重力流入碱循环罐，由碱循环泵分成两路：一部分产品添加

纯水，作为循环碱返回电解槽；另一部分通过冷却器后输送到烧碱罐区或直接送往离子膜烧碱蒸发工序。烧碱浓度由浓度分析指示仪监测，使浓度保持在32%左右。电解槽阴极侧产生的湿氢气送到氢气总管，去氢气处理系统。为了避免电解槽内的离子膜受到阴阳极室间过大的压力差而导致机械损伤，当氢气压力过大时，可直接从氢气安全水封处放空。在开停车时，所有的氢气都要通过氢气安全水封排放。

⒋完成任务的操作过程（总体操作步骤）

⑴开车前的准备工作

检查工序、设备情况

1) 确认公用工程部分（水、电、汽、气）具备开车条件。

2) 确认各管路、阀门、设备严密无泄漏。

3) 确认DCS已经调试好，具备开车条件。各仪表确认各联锁状态设定正确、开关灵活。

4) 确认盐水系统、循环碱系统、高纯水系统及脱氯系统正常运转，具备开车条件。

5) 分析检测精盐水中的杂质，盐水及烧碱浓度均合格。

6) 联系氯氢处理DCS确认事故氯系统运行正常（事故氯循环碱浓度≥8%），离子膜烧碱工艺管线上的氯气水封加水。

7) 确认所有的氢气系统用氮气置换完毕。

8) 确认氢气安全水封加水，水封高度符合要求。

9) 确保各泵完好，运转后出口管内物料压力正常

⑵开车过程操作步骤：

1)通知各部门准备开车，由调度通知整流操作人员向电解槽送电。

2) 以1KA/分钟的速率开始升电流，电解电流升至3KA后停止极化电流。

3) 随着电流上升，观测阳极液流经溢流管的颜色应为黄色。

4) 通过向阳极液罐加入盐酸，降低阳极液的PH值。

5) 维持氯氢气压差保持平稳(气液分离后氯氢气管上的U型压差计，氢气与氯气的差压为350±20mmH2O)。

6)检测单元槽电压是否正常(展示。

7) 检测出槽盐水浓度，调整精盐水流量，使之阳极液保持在180g/l～210g/l之间。

8) 根据出槽烧碱浓度加入适量的纯水，使入槽碱液的浓度维持在28%～30%之间。

9) 以1kA/min的速率继续将电流升至5KA。

10) 把氯气管道由废气处理切换至氯气处理部分。

11)慢慢升电流至所要求的电流，观察调整各参数，同时到生产现场巡检。

⑶停车过程操作步骤：

1) 由调度联系好氯氢处理工序等相关生产工序后，可以进行正常停车。

2) 以1kA/min的速率把电流降至3KA。

3) 降低纯水流量。

4) 把精盐水流量降到9.1m3/h。

5) 用氮气吹扫氢气管道。

6)向电解槽通入16KA的极化电流。联系调度、氯氢处理将氯气切到事故氢处理。

7) 把电流负荷降到最小后，停止整流器，联系调度、氯氢处理工序准备将氢气放空。

8) 打开氢气阀，慢慢打开去氢气总管的氮气阀给氢气总管充氮置换。打开电槽上的氮气阀给电槽进行充氮处理。

9) 阳极液从电解槽溢流后，停止循环盐水。

10) 打开阳极室Cl2取样阀，关闭向入口槽碱液加纯水流量调节阀，停止向进槽碱液加纯