现代氯碱工业生产技术
化工现代氯碱生产技术课件16
现代氯碱生产技术
项目六 固碱生产
任务二Βιβλιοθήκη 间歇法锅式蒸煮固碱生产原理 工艺流程 影响产品质量的因素 正常操作要点 主要生产设备
1
生产原理
大锅熬制固碱是用直接火加热脱水，在熬制过程中加入氧化
剂和还原剂去除杂质，制得熔融固碱的过程。熬制固碱的设备
，一般采用特制的铸铁锅。 杂质怎样产生的？ 为了除去杂质离子，得到纯净白色的氧氧化钠的结晶，在 熬制后期，停火后，还要加入硫黄，使其与杂质铁、锰等离子
调色：在熬碱过程中，根据碱液的温度和颜色，加入 一定量的氧化剂和还原剂的过程称为“调色”。 在生产中加硫的碱温度一般控制在420-440℃左右。
硫的加入 时间和加入温度都需要控制。
２
工艺流程
1-浓碱高位槽； 2-预热锅； 3-熬碱锅； 4-碱液下泵； 5-排气 筒； 6-烟道；7-碱流出槽； 8-固碱桶； 9-锅底贮槽；10-阻火器； 11-氢气水封；12-重油贮罐； 13-油过滤器； 14-油泵； 15-油预热 器； 16-锅底碱泵
反应形成沉淀、再经降温、沉降、沉淀于锅底，上部熔融碱经
包装即得成品固碱。
总结工艺原理
碱液在熬制过程中既有物理过程，又有化学反应过程。
前者是碱液中的水蒸发，碱液浓缩的过程（通常碱液在固 碱锅内受到锅下直接火的加热，达到沸点，常压蒸发。碱 液中的水分被蒸发，碱液浓度升高，碱液温度也不断升 高）。后者是去除微量杂质，使其形成沉淀的过程。
1.制固碱的熬煮锅的碱液中，铁、锰等杂质的来源：来自碱 液还是铸铁锅？ 2.间歇锅式蒸煮固碱的生产原理？（化学变化 物理变化） 3.6NaOH+4S=2Na2S+Na2S2O3+2H2O 4.锅式蒸煮固碱生产过程的两个阶段：：第一阶段液碱在预 热锅内利用烟道气余热进行预热；第二阶段在熬碱锅内进行 蒸发脱水、熔融和澄清。 5. 离子膜固碱的种类： 6.片碱机的结构 7.在大锅熬碱工艺中,加入硫磺的目的是将碱液中的六价锰 还原成颗粒较大的且不溶于碱的四价锰。 8.在碱锅熬制固碱的过程中，澄清目的： 9.降膜浓缩器所用熔盐的组成： 10.碱液在升膜蒸发器内的六个区域： 11.原料液处理的原因及方法 12. 认识熔盐炉结构
化工现代氯碱生产技术课件3
盐水的流量： 一次盐水流量不能超过树脂塔的最大交换能力。一般要 求盐水流量小于40 m3/h，最佳流量为20 m3/h。 盐水的PH值：盐水的PH值控制在8~10。 树脂塔的填充量 填充量必须保证在给定值，出现树脂损失，应及时增加， 保证塔内有 足够量的吸收树脂。 树脂塔再生时严格控制酸碱浓度 树脂塔压差控制 树脂塔压差过高会使大量树脂破碎，同时也表明塔内有大 量破碎树脂或纤维素、SS等杂质。
操作要点:
(1) 先加入需要量的2/3的水,并开动搅拌器。
(2) 加入需要量的亚硫酸钠。
(3) 加水调节到规定的浓度，待亚硫酸钠全部溶解
后停止搅拌。
(4) 开动定量泵，根据盐水流量和亚硫酸钠的浓度
，调节亚硫酸钠的加入量。
2
二次盐水的过滤
目的：一次盐水中的少量悬浮物（1mg/L)，如果 随盐水进入螯合树脂塔，将会堵塞螯合树脂的微孔， 甚至使螫合树脂呈团状物，严重时有结块现象，从而 降低树脂处理盐水的能力。因此，盐水精制时一般要 求盐水中悬浮物的含量小于１ppm。
螯合树脂对金属离子的螯合能力随pH值的变化而变化， pH值越低，络合能力越弱;pH值越高，络合能力越强。另一 方面，不同金属离子与鳌合树脂的络合能力强弱不同，络合 能力强的。
螯合树脂的离子交换原理
吸附量大 再生效率高 体积变化小 阻力降小 抗氧化性强 价格便宜
济源职业技术学院
现代氯碱生产技术
冶化系
项目三
盐水的二次精制和电解
盐水的二次精制
精制盐水电解理论探究
离子膜 电解
离子膜法电解盐水 几种离子膜电槽的认识 除氯酸盐和淡盐水脱氯
任务一 盐水的二次精制 盐水二次精制的意义
电解槽所用的阳离子交换膜，具有选择和透过溶液 中阳离子的特性。因此它不仅能使Na+离子大量通过， 而且也能让Ca2+，Mg2+，Ba2+等离子通过，当这些杂 质阳离子透过膜时，就和从阴极室反渗过来的微量 OH-离子形成难溶的氢氧化物堵塞离子膜。槽电压上 升，电流效率下降。 如果钡离子、铁离子含量高，影响电极使用寿命。 盐水中的氯酸根和悬浮物也能影响离子膜的正常运行。
新型氯碱化工新技术的研究与应用
新型氯碱化工新技术的研究与应用氯碱化工是现代化工行业的重要组成部分之一。
作为化工行业中最重要的基础产品之一，氯碱化工的产量和质量对于现代经济的发展至关重要。
在日新月异的技术革新和市场竞争中，氯碱化工新技术的研究与应用已经成为了一个重要的话题。
一、氯碱化工新技术的发展趋势在当今的社会环境中，氯碱化工新技术的研究与应用已经成为了化工行业的重要方向之一。
随着工业化的加速和全球化的发展，氯碱工业现代化的要求越来越高，传统的氯碱工艺已经无法满足现代产业需求。
新型氯碱化工新技术的应用已经开始逐步取代传统工艺，并对氯碱化工产业的可持续发展产生了深远的影响。
新型技术主要表现在以下方面。
1. 环保技术的应用在现代化的经济社会中，环保问题已经成为了一个热点话题。
传统的氯碱生产工艺主要采用的是膜电解工艺，其生产过程中产生的废水、废气会对环境造成影响，增加环境污染的风险。
新型氯碱化工新技术在生产过程中，应用了环保技术，在减少废水、废气的产生的同时，能够有效地提高生产效率和产品质量，并减少对环境的影响。
2. 质量控制技术的应用在氯碱化工新技术的研究和应用中，质量控制技术的应用是十分重要的。
近年来，随着国内外市场竞争的加剧，对氯碱化工产品质量的要求越来越高。
新型氯碱化工新技术在质量控制上的应用能够提高产品的质量、增加产值，并帮助企业在市场竞争中占有更大的市场份额。
3. 节能技术的应用随着现代化的加速和经济的发展，节能技术对于工业产品生产具有重要的意义。
新型氯碱化工新技术的研究和应用中，节能技术的应用能够有效地降低生产的成本，提高生产效率和降低对资源的损耗，同时也可以降低环境的污染，对于企业的可持续发展具有重要的意义。
二、氯碱化工新技术的具体应用1. 质量控制技术的应用现代化的氯碱化工新技术中，质量控制技术是十分关键的。
在生产过程中，产品的质量受到很多因素的影响，如原材料的质量、温度等。
因此，生产企业需要重视质量控制技术的应用，在生产过程中不断延伸和完善技术应用和管理，使产品能够更加优质。
氯碱化工 产业技术发展趋势
氯碱化工产业技术发展趋势
氯碱化工产业的技术发展趋势主要包括以下几个方面：
1. 绿色化生产技术：随着环境保护意识的增强，氯碱化工产业越来越注重减少对环境的污染。
未来的发展趋势是采用更加环保的绿色化生产技术，例如使用更低毒、低污染的催化剂，减少废水、废气和固体废弃物的排放。
2. 能源节约技术：氯碱化工产业是一个能源消耗较大的行业，将来的发展趋势是采用更加节约能源的生产技术。
例如，采用高效的电解装置和电解质、降低电解电压、提高电解效率、循环利用废热等技术手段，减少能源消耗。
3. 高端产品技术：随着社会经济的发展和人们对质量要求的提高，氯碱化工产业将越来越向高端产品领域发展。
未来的发展趋势是通过技术创新，提高产品质量和附加值，开发生产更多高纯、高纯度、高品质的氯碱化工产品，满足市场需求。
4. 新材料与新工艺技术：氯碱化工产业的发展还面临着材料和工艺技术的创新。
随着新材料的应用和新工艺技术的推广，氯碱化工产业将能够提高生产效率、减少能耗和废物产生，并开发出更多的创新产品。
总之，氯碱化工产业的技术发展趋势是朝着绿色化、能源节约、高端产品和创新材料与工艺技术方向发展的。
通过技术创新和升级，氯碱化工产业可以实现可持续发展，并促进产业结构升级和提高竞争力。
化工现代氯碱生产技术资料碳酸钡法除盐水中的硫酸根离子
中国氛碱
Ｃ ｉａ Ｃ ｌｒ Ａｌａｉ ｈｎ ｈｏ － ｋｌ
Ｎｏ５ ．
Ｍ ．０７ ｙ２ ａ，
碳酸钡法除盐水中硫酸根
张 坚， 张素环 （ 沈阳化工股份有限公司， 沈阳 １０２ ） 辽宁 １６ ０ 摘 要： 叙述了用碳酸钡除去盐水中硫酸根的方法、 实验研究及工业化装置。 关键词： 碳酸钡； 硫酸根离子； 钙离子； 盐水
样品
５９ ．２
５９ ．２
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过长， ｍ 即能满足大生产对盐水的处理量， ０ ｎ ３ ｉ 反应 时间过长， 需要再投人设备及加大其他动力消耗， 投
６ ０℃反
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样品
１ 一９ ３２
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这些物质在水中的电离平衡如下。
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中国氛碱
２ ７年 第 ５期 ０
道， 硫酸根的除去率随碳酸钡的增加而提高， 但对于 反应环境不同，ａＯ 的反应率也不同。 ＢＣ ３ 借鉴资料中 给出的ＢＣ ３ ａ０ 加入范围并通过实际摸索， 做了几组 实验数据， 结果见表４ 。 表 ａ ，加 ， 应 影 反 的 晌 ，０） ・） ４Ｂ ｏ 入 对 ｃ的 （犷（。 ５１ ， ９
氯碱行业中的技术进步与创新研究
氯碱行业中的技术进步与创新研究氯碱行业是指以氯气、碱液和氢气为主要原料生产氯、氢氧化钠和氢氧化钾等产品的工业部门。
在化工行业中，氯化钠是最重要的原料之一，被广泛应用于玻璃、塑料、汽车、建筑、化妆品、药品等多个领域。
随着社会发展和技术进步，氯碱行业正不断进行创新研究和技术进步，以提高产品质量、增加生产效率、降低能耗，满足市场需求和环保要求。
一、新技术在氯碱行业中的应用1. 膜法电解技术：膜法电解技术是氯碱行业中的重要创新，相较于传统的氯碱工艺，这一技术采用离子交换膜分离电化学过程中产生的氯气、氢气、氢氧化钠等产物，能够实现碱液和酸性液体的分离，减少环境污染，并且能提高氢氧化钠的纯度和产品质量。
2. 能源回收利用：氯碱生产过程中会消耗大量的能源，传统工艺中热能和电能的浪费较为严重。
目前，通过热能回收技术和发展循环经济，可以有效地回收并利用烟气中的热能，用于加热水和蒸汽的产生，降低能源消耗，提高能源利用率。
3. 脱硫技术改进：氯碱行业中，脱硫技术对于环境保护至关重要。
传统工艺中常采用石灰石和碱液共同脱硫，但存在脱硫脱氧效果不佳、反应时间长、产生大量废水等问题。
现在，通过引进新型脱硫剂和改进脱硫工艺，能够提高脱硫效率，同时减少废水和废物的产生，实现更加清洁和环保的生产。
二、创新研究在氯碱行业中的影响1. 提高产品质量：创新研究在氯碱行业中可以改进产品制造工艺，提高产品的纯度和质量稳定性。
例如，通过研究和开发新的催化剂，可以提高氢氧化钠的含量和纯度，使其适用于更多领域和高端产品的制造。
2. 降低生产成本：创新研究可以优化工艺流程，减少能耗、原料消耗和废物排放，进而降低生产成本。
例如，通过改进电解槽结构和膜材料，可以减少电解过程中的电阻损失和能量消耗，降低生产成本，提高经济效益。
3. 提高安全性和环境保护：创新研究可以改进工艺条件和设备设计，提高生产过程的安全性和环境保护效果。
例如，引进新型脱硫剂和脱硫工艺可以减少废水和废物的产生，降低对环境的影响；通过开发新型电解槽和电解膜技术，可以减少氯气泄漏和工艺事故的发生，提高生产安全性。
化工现代氯碱生产技术15PPT课件
沸点：1388℃（100%NaOH 760mmHg）
熔融热：669132.21 KJ/mol
化学性质
具有碱的一切通性，腐蚀性极强。
1.与有机酸、无机酸反应. 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O 2.与酸性气体反应. 2NaOH +SO2 = Na2SO3 + H2O 3.与金属盐反应. 2NaOH +MgSO4 =Mg(OH)2 ↓+ Na2SO4 4.与两性氢氧化物的反应。 3NaOH +Al（OH）3= Na2AlO3 + 3H2O
现代氯碱生产技术
项目六 固碱生产
任务一 固碱生产初探
❖固碱的性质 ❖固碱的储存 ❖固碱的主要生产方法 ❖固碱的种类
1 固碱的性质
❖物理性质 ❖化学性质
物理性质
➢液体和固体两种形式 ➢固体烧碱分片状、块状、粒状
分 子 式：NaOH
分子量：39.997
固体比重：2.130（20℃）
熔点或凝固点： 318℃来自２固碱的贮存方法
固体氢氧化钠的吸湿性很强，放置在空气中能吸收 大气中的水分而溶解，这种现象称为潮解。另外，它还 能吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠： 2NaOH + CO2 =Na2CO3 + H2O
因此，固体氢氧化钠必须贮存在密闭的铁罐或塑料 的包装容器中。
3
固碱的主要生产方法
➢间歇法锅式蒸煮：采用铸铁锅，直接用火加热蒸煮 液碱和熬制固碱。 ➢连续法膜式蒸发：采用膜式蒸发原理，通常是将浓 度为45%(wt)左右的液碱先在升膜蒸发器内予浓缩到 60%，然后再经降膜蒸发器浓缩制成熔融碱。
化工现代氯碱生产技术课件总复习
1. 钙离子的去除
钙离子一般以氯化钙或硫酸钙的形式存在于原盐中， 精制时向粗盐水中加入碳酸钠溶液，使Ca2+生成不溶性 的碳酸钙沉淀。其化学反应式为： CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4 在工业上一般要Na2CO3过量，过量控制在0.25-0.6 g/L。 理论量的Na2CO3使反应慢。
氯气/氢气的处理
氯气的性质
氯气不仅能在氧气里燃烧，而且还能在氯气 里燃烧放出大量的热。 氯气是一种易于液化的气体。 氯气能溶于水，但溶解度不大，温度越高， 氯气在水中的溶解度越小。
氯气处理系统的任务及方法
氯气冷却 湿氯气干燥 将干燥后的氯气压缩输送给用户 稳定和调节电解槽阳极室的压力，保证电解工序的劳动条 件和干燥后的氯气纯度
镁离子被除去。
螯合树脂的再生：酸洗 、碱洗 酸洗的目的控制在8-10之间，并不是越低越 好。
螯合树脂除去杂质的种类？
电解基本理论
电解的过程实质是电解质溶液在直流电的作用下，溶液中的 离子在电极上分别放电而进行的氧化还原反应。 电解质溶液的电导率与溶液的浓度、温度有关。 平衡电极电位与电流的强度大小无关。
电解碱液蒸发的特点
碱液沸点的升高：氢氧化钠溶液的沸点随着浓度的升高而 增高，因此在生产中可以利用碱液的沸腾温度来判断碱液的 浓度。 碱液的粘度：随浓度的提高而增加，随温度的升高而降低。
双效顺流流程
在蒸发过程中，较高的真空度可以增大末效及整个蒸发系统的 并提高装置的。
双效逆流流程
真空度：在碱液蒸发的真空系统中，要尽量减少管道过长， 弯头过多等因素，以减少不必要的真空度损失。 在电解液蒸发过程中，适当地提高电解液中氢氧化钠的浓度， 可以降低蒸汽消耗，提高装置的生产能力。
现代氯碱技术 任务一 合成法氯化氢生产PPT课件
0.06
嗅觉浓度
18
任务一 合成法氯化氢生产
4.毒害与急救：
物料 氯气
侵入途径与中毒症状
急救方法
1.主要通过呼吸道及 1. 立即离开有氯气场所
皮肤黏膜对人体发生 2. 静脉注射5%葡萄糖40-
中毒作用
100mL
2. 刺激眼膜，流泪 3. 眼受刺激用2%的苏打水
、失明、鼻咽黏膜发 洗眼，咽喉炎可吸入2%苏
2
任务一 合成法氯化氢生产
一、原料及产品的识别
(一)产品氯化氢 1.主要物理性质 (1)颜色气味：无色、有刺激性气味的气体
(2)组成及结构：HCl，H—Cl，H Cl ，36.5。
(3)密度：气态氯化氢在标准状况下的密度为 1.63kg/m3(比空气重)
3
任务一 合成法氯化氢生产
(4)溶解度：氯化氢气体极易溶于水，在标准 状况下，约500V氯化氢/1V水，得约46.15%盐酸； 其溶解度随温度的升高而降低(制备各种不同浓度的 盐酸)，通常浓盐酸为37%。
(二)原料氯气 1.相关物理性质
(1) 组成和结构：Cl2，Cl—Cl，Cl Cl ，71 (2) 颜色和气味：常温下为黄绿色、有刺激性气 味的气体。 (3) 毒性：有毒有害的气体，容易侵害呼吸道及肺 部，造成呼吸困难、肺气肿甚至窒息死亡(生产和使 用场所有规定安全标准1mgCl2/m3空气，注意防护 和救护措施)。
(二)氢气纯度的选择(按前述原料规格) 当氢气纯度低时，含有较多的空气和水分。 1.含氧量达到5%时，形成爆炸性混合物，不利
2.限量：车间空气中，氯化氢的最高允许浓 度为15mg/m3。
20
任务一 合成法氯化氢生产
3.预防：操作人员应备有防毒面具、防护眼镜、 橡胶鞋及橡胶手套。
氯碱生产技术
氯碱生产技术概述氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及由其衍生系列化工产品的基本化学工业。
其产品广泛用于国民经济各部门，如造纸、纺织、医药、农药、冶金、有色金属工业以及石油化工等部门；对国民经济和国防建设具有重要的作用。
氯碱生产技术是由氯化钠溶液经电解，从阳极产生氯气、阴极得到氢气同时联产氢氧化钠。
为防止电解产物相混，中间用隔膜隔开。
如图1。
立式隔膜电解槽示意图图1立式隔膜电解槽示意图电解槽的阳极和直流电源的正极相联，阴极与负极相联，当电路接通后，电流由正极流向阳极，经NaCl水溶液由阴极返回直流电源的负极，形成电流回路。
同时在电极和溶液界面上，分别进行Cl-离子的氧化反应和H2O分子（或H＋离子）的还原反应。
阳极：2 Cl-－2e→Cl2↑；阴极：2H2O＋2e－→2OH-+ H2↑，结果获得氯气、氢气和在阴极室生成的NaOH溶液。
食盐水溶液的电解反应：2NaCl＋2 H2O→Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
上项反应不能自发进行，必须外界输入电能用电解的方法强制进行，这种有电子参加的化学反应，称为电化学反应，从氯化钠水溶液制Cl2NaOH和H2、的反应，是由电能转变为化学能的过程，称为电解过程。
工业上采用电化学法生产氯气和烧碱始于1890年，我国第一家氯碱厂是上海天原电化厂，1930年正式投产，目前全世界有500多家氯碱公司，总生产能力烧碱6200万吨/年以上，我国电解法烧碱生产企业有250家，生产能力近900万吨/年，仅次于美国，居世界第二位。
⑴我国烧碱产品品种主要有30％、42％、45％、50％的液碱，96％、99％的固碱、片碱及粒碱等。
⑵电解槽的结构与材料，我国目前约70％氯碱企业采用隔膜法金属阳极电解槽，而能耗较低的离子膜法电解技术由于一次投资较大（离子膜依靠进口）仅占30％，但其优质低耗，吨碱节电300度以上，是今后氯碱行业发展的方向。
⑶我国烧碱消费构成情况：表一⑷用氯产品消费构成情况：表二氯碱生产的主要化工原料为氯化钠，同时需供给大容量的直流电源，进行电化学反应而得产品。
氯碱工业的生产原理
氯碱工业的生产原理一、概述氯碱工业是指生产氢氧化钠、氯气和次氯酸钠等化学品的一类重要工业。
其生产原理主要涉及到电解法、盐酸法和石灰法等多种方法。
本文将对这些方法进行详细介绍。
二、电解法电解法是生产氢氧化钠、氯气和次氯酸钠的主要方法之一。
其原理是利用电流在盐水中分解盐，生成氢氧化钠和氯气。
1. 电解槽电解槽是电解法生产过程中最核心的设备之一，它通常由阴极、阳极和隔膜三部分组成。
阴极通常采用铁板或不锈钢板制成，而阳极则采用铅板或二硫化锡涂层的铁板制成。
隔膜则可以采用聚丙烯薄膜或陶瓷等材料制成。
2. 电解液在电解槽中，需要加入盐水作为电解液。
通常情况下，盐水的浓度为10%~20%左右。
3. 电流在正常情况下，为了使得反应能够进行，需要向电解槽中通入电流。
通常情况下，电流的密度为2~4A/cm2左右。
4. 反应过程在电解槽中，当电流通过盐水时，会发生以下反应：在阴极上：2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-在阳极上：2Cl- → Cl2↑ + 2e-同时，在隔膜的作用下，氢氧化钠和氯气被分别分离出来。
三、盐酸法盐酸法是生产氯化铵、硫酸铵和次氯酸钠等化学品的一种方法。
其原理是利用盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳和氯化钠，再将得到的氯化钠通过还原反应转化为次氯酸钠。
1. 反应过程在盐酸法中，首先需要将碳酸钠加入到盐酸中进行反应：Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O将得到的氯化钠通过还原反应转化为次氯酸钠：NaCl + HNO3 → NaNO3 + HClNaNO3 + 3HCl → NaClO + NO↑ + 2H2O2. 设备盐酸法的生产过程需要使用反应釜、蒸馏塔和冷却器等设备。
四、石灰法石灰法是生产氢氧化钙和次氯酸钠等产品的一种方法。
其原理是利用石灰和盐酸反应生成氯化钙，再将氯化钙与次氯酸反应得到次氯酸钠。
1. 反应过程在石灰法中，首先需要将石灰加入到盐酸中进行反应：CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O将得到的氯化钙与次氯酸反应：CaCl2 + 2NaClO → Ca(ClO)2 + 2NaCl通过还原反应将次氯酸转化为次亚硫酸：Ca(ClO)2 + H2SO4 → CaSO4↓ + 2HCl + HClO + SO2↑HClO + HSO3- → SO42- + Cl- + H2O2. 设备石灰法的生产过程需要使用搅拌釜、蒸馏塔和冷却器等设备。
化工现代氯碱生产技术课件4.
接触压降接触电压与接点的清洁程度以及接触的紧密程度有关。
为了降低接触电压降，必须保证各连接点和面连接紧密、接触良好，保证接触面清洁、平整。
在槽电压中，以理论分解电压的数值最大，是构成槽电压的主要部分，其次是电解质溶液和膜电压降。
电压效率理论分解电压电压效率实际分解电压氯碱厂电解槽的电压效率一般在60-65%之间。
电能消耗（kW·h）在工业生产中，欲降低电能消耗可以从以下几个方面采取措施。
（1）设法降低槽电压。
（2）设法提高电流效率。
（3）适当提高电流密度。
例4 试计算生产1000kg氢氧化钠，理论上需消耗的电能多少度？（已知氢氧化钠的理论分解电压等于2.3V）例5 已知电解槽的槽电压为3.49V,电流效率等于95%。
试求生产1000kg氢氧化钠需要消耗多少度电？。
现代氯碱工业生产技术
现代氯碱工业生产技术第一篇：现代氯碱工业生产技术今天由我来代表我们最后一组，为大家介绍现代氯碱工业生产技术。
首先我们先来了解什么是氯碱工业。
其实氯碱工业就是指工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。
反应方程式如下：2NaCl+2H2O=2NaOH+ H2 + Cl2 今天给大家讲的内容主要分为三个部分第一部分是氯碱工业发展概况，近20年来离子膜法氯碱生产技术得到了快速发展.……经过近几年的高速发展，中国已经成为全球氯碱行业主要产品最重要的生产国和消费国之一。
不仅如此，进出口数据所示，中国同样正在成为全球烧碱最主要的货源供应国家之一。
咱们再来看一下氯碱工业的特点，氯碱工业主要特点有三个部分，第一个是能源消耗大，第二是氯与碱的平衡，由反应方程式可以看出，氯与碱的物质的量比是1：2，然后分别乘上他们的相对分子质量，得出质量比是1：0.85，第三是腐蚀和污染.那氯碱工业产品有哪些用途呢？我们知道氯碱工业的三大产物分别是烧碱、氯气和氢气。
氯气和氢气可以去制取盐酸；氢气可以进行有机合成和金属的冶炼；氯气也能参与有机合成、氯化物的合成以及农药的生产；烧碱可以和氯气可以制成含氯的漂白剂，也是造纸、玻璃、肥皂生产必不可少的物质。
随着石油化工的发展用途进一步扩大接下来咱们看一下第二个部分氯碱工业的原理及工艺流程图，这个流程图主要分为四个工段，第一个是化盐阶段，就是把盐溶解经澄清槽过滤精制得到饱和食盐水为电解工段做准备，……第二是电解工段'电解二次精制的盐水生产氯气氢气和烧碱第三工段是氯氢处理工段，主要针对电解槽出来的氢气氯气进行冷却干燥处理，为后续生产做准备，第四就是蒸发工段也就是固碱工段，我们来看一下烧碱的生产方法，主要分为三个1、人们最早制取NaOH的方法是苛化法、以纯碱和石灰为原料制取NaOH的方法，反应方程式如下：Na2CO3十Ca(OH)2＝2NaOH十CaCO32、之后人们想到了更好的方法来将产物分开，这种方法就是我们高中就学过的隔膜电解法，原理如下图所示，它采用多孔性的滤过式隔膜(通常是石棉)将阳极区和阴极区分开，防止两极产物的混合。
氯碱工业工艺简介
氯碱（电解）工业简介典型工艺：1 氯化钠（食盐）水溶液电解生产氢气、氢氧化钠、氯气。
2 氯化钾水溶液电解生产氯气、氢氧化钾、氢气。
工艺危险特点1 电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的剧毒气体，两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5%以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。
2 如果盐水中存在铵盐超标，在适当的条件（pH<4.5）下，铵盐和氯作用可生成氯化铵，浓氯化铵溶液与氯还可生成黄色油状三氧化氮。
三氧化氮是一种爆炸性物质，与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击、摩擦等，即发生剧烈的分解而爆炸。
3 电解溶液腐蚀性强。
4 液氯的生产、储存、包装、输送、运输过程均可能发生液氯的泄露。
重点监控单元：电解槽、氯气储运单元重点监控工艺参数：1 电解槽内液面2 电解槽内电流和电压3 电解槽进出物料流量4 可燃和有毒气体浓度5 电解槽的温度和压力6 原料中铵含量7 氮气杂质含量（水、氢气、氧气、三氧化氮等）等。
安全控制的基本要求1 电解槽温度、压力、液位、流量报警和联锁2 电解供电整流装置与电解槽供电的报警和联锁3 紧急联锁切断系统4 事故状态下氯气吸收中和系统5 可燃和有毒气体检测报警装置。
一、氯碱工业简介1、氯碱工业简介氯碱工业指的是工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠（NaOH）、氯气（Cl2）和氢气（H2），并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
2、氯碱工业的特点（1）能耗高主要能耗是电能，国内的生产水平为：隔膜法，2580度/t，蒸汽5t；总耗能折合标准煤约为1.815t。
（应努力提高电解槽的电解效率和碱液热能蒸发利用率）（2）氯和碱的平衡电解法制碱得到的烧碱与氯气的产品的质量比为1：0.88，但对二者的需求量随化工产品生产的变化而变化。
化工现代氯碱生产技术课件17概要
图6-13 熔盐导热数与温度的关系
图6-14 熔盐的密度与温度的关系
图6-15
熔盐粘度与温度的关系
图6-16
熔盐热焓与温度的关系
3
固碱成型设备
片碱机
4
熔盐炉
济源职业技术学院
现代氯碱生产技术
项目六 固碱生产
任务三
连续膜式法固碱生产
膜式蒸发器的工作原理
蒸发器的结构 传热过程 操作条件
工艺流程
升膜降膜流程 双效降膜浓缩流程 升膜闪蒸浓缩流程
固碱成型设备
熔盐炉
1
膜式蒸发器的工作原理
升膜蒸发器
蒸发器的结构 传热过程 操作条件
降膜蒸发器
蒸发器的结构 传热过程 操作条件
缩小管径或增加流速都可以增加熔盐的给热系数。 减小熔盐夹套的间隙。 降膜管的外壁冲压成凹凸形状。
3.影响碱液成膜的因素
要使降膜蒸发器有较好的传热效果，就必须使加热 管的壁面上布满均匀下降的液膜。如果碱液进口分布不 均，液膜走单边或流量过小，就不能将管内壁面覆盖， 造成管壁上液膜中断或蒸干而出现“干壁”现象。另外 碱液中夹 带的杂质也容易析出粘附在管壁上形成污垢， 影响传热效果。因此，碱液在降膜蒸发器内成膜很重要。 （1）最小允许降液密度 （2）热流强度
升膜蒸发器
1-二次蒸汽出口； 2-丝网除沫器；3-蒸发室； 4-碱液出口；5-冷凝水出口； 6-碱液进口；7-管箱； 8-加热器； 9-蒸汽进口；10-挡帽； 11-人孔
升膜蒸发器中的沸腾传热过程
在升膜蒸发器中，料液由蒸发器底部进入镍管向上流动， 管外用蒸汽加热。根据流体在管内流动和受热状况，料液在升 膜蒸发器内基本上可分为六个区域。 （1） 预热区 （2） 表面沸腾（过冷沸腾）区 （3） 饱和泡核沸腾区 （4） 环状流区 （5） 喷雾流区 （6） 单相蒸汽流区
探析氯碱工业生产新技术及未来发展
探析氯碱工业生产新技术及未来发展发布时间：2021-06-17T15:16:39.173Z 来源：《工程建设标准化》2021年4期作者：吴华单立霞[导读] 近些年来，随着国民经济的快速发展，氯碱行业的产品质量都有很大的提高，吴华单立霞山东省菏泽市东明县东明石化集团万海氯碱有限公司山东菏泽 274500摘要：近些年来，随着国民经济的快速发展，氯碱行业的产品质量都有很大的提高，不同地区的新项目建设也逐渐呈上升趋势。
但是在项目的建设过程中，依然存在一些无法忽视的问题，如果这些问题得不到良好的解决，这会直接影响氯碱工业的可持续发展。
本文将对于氯碱工业生产新技术存在的问题和其发展情况展开讨论。
关键词：氯碱工业；新技术；氯碱平衡引言：氯碱工业在社会的经济发展和社会进步中起到了很好的推动作用。
氯碱工业中生产的烧碱以及其他含氯含氢的产品都被广泛使用在生物、环保、石油化工等行业中。
随着生产技术不断提升以及社会需求量的增加，氯碱工业的产品质量也在逐渐提升，进一步推动经济和社会发展。
1、氯碱工业主要生产技术1.1烧碱工业生产技术烧碱的主要生产方法包括离子膜法和隔膜法两种，不管是从技术先进性还是节约能源等方面来说，离子膜法比隔膜法更具有优势。
一些使用隔膜法生产烧碱的企业都对隔膜电解实现了技术调整，降低能源消耗量。
现在新建或者是拟建的烧碱生产项目，运用的都是离子膜生产技术，这使整个氯碱工业的能源消耗降低、优化产品结构、提高了市场的竞争力。
1.2聚氯乙烯工业生产技术聚氯乙烯的损耗是带动氯碱行业发展的重要性含氯产品。
电石法是生产聚氯乙烯的主要生产方法，尤其是近些年电石法的生产技术不断完善，可以很好地解决环保和资源有效利用的问题。
所以使用电石法生产聚氯乙烯可以有很好的发展前景。
2、烧碱和聚氯乙烯生产出现的新技术近年来，由于国内坚持自主研发和引进国外重点技术，促使国内整个氯碱工业的水平都有了很大的提升，在这之中“北化机”通过技术引进以及自主研发生产出的离子膜装置已经被广泛使用，并且实现了规模化生产形势。
氯碱生产技术的发展历程与现代化工厂的改进策略
氯碱生产技术的发展历程与现代化工厂的改进策略摘要：氯碱生产技术的现代化改进在环保、能源效率和安全管理等方面取得了重大进展。
环保技术与减排措施有助于降低环境影响，能源效率提升减少了能源浪费，自动化与数字化技术提高了生产效率。
原材料优化和资源循环利用降低了资源消耗，而安全管理与事故预防确保了工厂的安全运营。
关键词：氯碱生产；发展历程；改进策略引言氯碱生产是化工工业中的关键领域，其产品氢氧化钠和氯气在多个工业领域中具有广泛的应用。
随着社会的发展和环保要求的不断升级，氯碱生产技术必须不断创新与改进。
本文旨在探讨现代化工厂采取的改进策略，包括环保技术、能源效率提升、自动化与数字化技术应用、原材料优化与资源循环利用、以及安全管理与事故预防。
这些策略不仅提高了生产效率和产品质量，还有助于减少环境污染、能源消耗和安全风险，推动氯碱生产技术向更加可持续和安全的未来迈进。
一、氯碱生产技术的发展历程(一) 传统氯碱生产方法氯碱生产是一项重要的化工过程，产生氢氧化钠（NaOH）和氯气（Cl2），这两种化学品在许多工业领域中都有广泛的用途。
传统的氯碱生产方法通常采用池电解法，这种方法依赖于电解食盐水溶液来产生氢氧化钠和氯气。
然而，这种方法存在一些显著的问题，包括能源消耗高、环境污染严重以及原材料利用不充分等方面的挑战。
(二) 氯碱生产技术的现代化改进随着科技的飞速发展，氯碱生产技术经历了显著的现代化改进，旨在解决传统方法所面临的种种挑战。
其中，膜电解法的引入是一项革命性的改进，它使用离子交换膜来将阳极和阴极分隔开，以显著减少氯碱生产过程中氯气生成的数量，从而降低了巨大的电能消耗。
这一技术的采用极大地提高了生产效率，将氯碱生产带入了更加节能环保的新时代。
在环保方面，现代化工厂采用了一系列环保技术和减排措施，如高效的废气处理系统，以显著减少有害气体排放，有力响应了环保法规的要求。
能源效率的提升同样引人瞩目，现代工厂采用了先进的电解技术和余热回收系统，极大地降低了能源浪费，减轻了对非可再生能源的依赖。
化工现代氯碱生产技术课件9
3
氯气的压缩和输送
液环式氯气压缩流程 透平机氯气压缩流程
液环式氯气压缩流程
出干燥塔的氯气，经液环式压缩机加压至0.15-0.3MPa（表压）。 压缩机进口都呈负压，压缩机出口呈正压。 为稳定电解槽阳极室内氯气的负压，在压缩机的进出口之间，装有氯 气压力自动调节装置。
透平机氯气压缩流程
济源职业技术学院
现代氯碱生产技术
冶化系
任务二
氯气、氢气的干燥净化处理
氯气的干燥
氯气净化 氯气的压缩和输送 事故氯处理
1
氯气的干燥
氯气干燥时均以浓硫酸为干燥剂，分为填料塔串联硫 酸循环流程和泡沫塔干燥流程。
填料塔串联硫酸循环流程
为什麽使用 冷却器？
浓度小于75%
优点：对氯气负荷波动的适应性好，且干燥氯气的质量稳定，硫酸单 耗低，系统阻力小，动力消耗省。 缺点：设备大，管道复杂，投资及操作费用较高。
1- 过滤器； 2-电炉； 3，4-净化器Ⅰ、Ⅱ； 6、5-油分离器 Ⅰ、Ⅱ；8,7-冷却器Ⅰ、Ⅱ； 9- 贮气缸； 10- 空气压缩机
水处理系统
透平机对每级间接冷却器的冷却水的水质有较高要求，而透平 机电机的冷却用水则要求更高，水的质量直接影响到冷却器的传热 效果和使用寿命，并关系到系统的生产正常，为此必须设置水处理 系统。
透平机采用三级或四级压缩，并在每一级之间设置冷却器以移去压缩时 产生的热量，使气体体积缩小。
透平机氯气压缩工艺还附有润滑油系统、密封用空气的干 燥及再生系统、水处理系统等。
透平机润滑油系统示意图
密封用空气的干燥及再生系统
本系统是将空气压缩经过干燥处理使其含水量小于50ppm后，供透平 机密封、充气用。
4
第八章 氯碱生产
氯（Cl2）及主要氯产品 氯最早用于制造漂白粉。目前漂白 粉逐渐被液氯、次氯酸钠、漂粉精（主要成分是次氯酸钙） 等产品所取代。后来又发展了高效漂白剂还有氯代异氰尿酸 及其盐类。目前常用作消毒及漂白的仍为无机氯产品，如水 消毒用氯，纺织及造纸工业漂白用次氯酸钠和亚氯酸钠。在 各种氯的主要产品中，用于生产聚氯乙烯所消耗的氯在各个 国家中基本均为首位；氯产品中居氯的第二大用量的则是各 种含氯溶剂（如1，1，1-三氯乙烷、二氯乙烷等）；其他主 要氯产品还有丙烯系列的衍生物，如环氧丙烷（因为是用氯 醇法生产，间接消耗大量氯）和环氧氯丙烷，并用于生产聚 氨酯泡沫塑料，以及氯丁橡胶、氟氯烃（用以生产制冷剂和 聚四氟乙烯），在生产氯产品过程中还常同时得到副产品盐 酸。 氢（H2） 氢是氯碱工业的副产物，但若利用得好，经济 效益也很可观。氢常用于合成氯化氢制取盐酸和生产聚氯乙 烯，还用于植物油加氢生产硬化油，生产多晶硅等金属氧化 物的还原和炼钨，以及有机化合物合成的加氢反应，二硝基 甲苯加氢还原生产二氨基甲苯等等。
实际所得生成物产量 电流效率 100% 100% 实际电流量 生成物的理论产量
理论电流量
电解食盐水溶液时，电流效率可分氯的电流效 率，碱的电流效率和氢的电流效率，其中最主要的 是氯的电流效率。
理论分解电压 在电解过程中，要使某一电解质进行电解， 必须使电极上的电压达到一定数值，此数值是使电解过程能 够继续进行的最小电压，称为理论分解电压。理论分解电压 是阳离子的理论放电电位和阴离子的理论放电电位之差，放 电电位的数值可以根据涅伦斯特方程式计算得到。
50 约0.003 0.000003
离子膜 法 85～75 80～75 95～85 32～35 约0.003 无
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今天由我来代表我们最后一组，为大家介绍现代氯碱工业生产技术。
首先我们先来了解什么是氯碱工业。
其实氯碱工业就是指工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。
反应方程式如下：2NaCl+2H2O=2NaOH+ H2 + Cl2
今天给大家讲的内容主要分为三个部分
第一部分是氯碱工业发展概况，近20年来离子膜法氯碱生产技术得到了快速发展.……经过近几年的高速发展，中国已经成为全球氯碱行业主要产品最重要的生产国和消费国之一。
不仅如此，进出口数据所示，中国同样正在成为全球烧碱最主要的货源供应国家之一。
咱们再来看一下氯碱工业的特点，氯碱工业主要特点有三个部分，第一个是能源消耗大，第二是氯与碱的平衡，由反应方程式可以看出，氯与碱的物质的量比是1：2，然后分别乘上他们的相对分子质量，得出质量比是1：0.85，第三是腐蚀和污染.
那氯碱工业产品有哪些用途呢？
我们知道氯碱工业的三大产物分别是烧碱、氯气和氢气。
氯气和氢气可以去制取盐酸；氢气可以进行有机合成和金属的冶炼；氯气也能参与有机合成、氯化物的合成以及农药的生产；烧碱可以和氯气可以制成含氯的漂白剂，也是造纸、玻璃、肥皂生产必不可少的物质。
随着石油化工的发展用途进一步扩大
接下来咱们看一下第二个部分氯碱工业的原理及工艺流程图，
这个流程图主要分为四个工段，第一个是化盐阶段，
就是把盐溶解经澄清槽过滤精制得到饱和食盐水为电解工段做准备，……
第二是电解工段'电解二次精制的盐水生产氯气氢气和烧碱
第三工段是氯氢处理工段，主要针对电解槽出来的氢气氯气进行冷却干燥处理，为后续生产做准备，
第四就是蒸发工段也就是固碱工段，
我们来看一下烧碱的生产方法，
主要分为三个
1、人们最早制取NaOH的方法是苛化法、
以纯碱和石灰为原料制取NaOH的方法，
反应方程式如下： Na2CO3十Ca(OH)2＝2NaOH十CaCO3
2、之后人们想到了更好的方法来将产物分开，这种方法就是我们高中就学过的隔膜电解法，原理如下图所示，它采用多孔性的滤过式隔膜(通常是石棉)将阳极区和阴极区分开，防止两极产物的混合。
水银法
水银电解槽电解室中的主要反是：
在石墨阳极或金属阳极上： 2Cl--2e- = Cl2↑
在水银阴极上： 2Na++2e-=2Na Na+nHg=NaHgn
在电解室中的总反应为：2NaCl+2nHg=2NaHgn+ Cl2↑
3、离子膜电解法是氯碱工业在上世纪70年代中期推出的一种新工艺，原理如下图。
这一工艺的技术关键是使用对离子具有选择透过性的离子交换膜，在氯碱工业采用的是全氟阳离子交换膜，它只允许钠离子由阳极区进入阴极区，却阻止OH-，Cl-及水分子通过，这样不仅使两极产物隔离，避免了导致电流效率下降的各种副反应，而且能从阴极区直接获得高纯、高浓度的烧碱
了解了离子膜法制碱这种新工艺，我们来对其优缺点进行剖析
优点有：投资省、出槽NaOH浓度高、能耗低、NaOH质量好、氯气纯度高，氯中含氧、含氢低、氢气纯度高、无污染
缺点有：对盐水质量要求高，增加了设备的投资；离子膜费用高，易损坏
离子膜法制碱特点与上面两个方法相比有许多优点，所以在介绍一下离子膜制碱工艺流程，
固碱工艺流程主要分为三个单元
最后看一下第三部分氯碱工业的危害及治理
强酸或强碱流入水体会使Ph发生变化对水体生物产生毒害作用，治理方法酸入碱，氯用蒸汽加热解析法治理，未来展望。