烧碱工艺学习.pptx
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电解法生产烧碱课件
新型电解槽设计
优化电解槽设计，提高电解过程的稳定性和连续性。
自动化与智能化控制
引入先进的自动化和智能化控制技术，实现生产过程的自动化和智 能化。
市场需求与竞争
市场需求增长
01
随着化工、造纸、纺织等行业的快速发展，烧碱市场需求持续
增长。
环保要求提高
02
对烧碱生产过程中的环保要求日益严格，推动企业加大环保投
电解法生产烧碱课件
CONTENTS 目录
• 电解法生产烧碱概述 • 电解槽的构造与工作原理 • 电解法生产烧碱的工艺流程 • 电解法生产烧碱的能效与环保 • 电解法生产烧碱的未来发展
CHAPTER 01
电解法生产烧碱概述
电解法生产烧碱的定义
01
电解法生产烧碱的定义
电解法是一种通过电解食盐水溶液来生产烧碱的方法。在电解过程中，
清洁生产
采用先进的生产工艺和设备，减少生产过程中的 污染物排放，实现清洁生产。
资源循环利用
实现资源的循环利用，减少对自然资源的依赖和 消耗。
社会责任
企业应积极履行社会责任，关注员工健康和环境 保护，推动可持续发展。
CHAPTER 05
电解法生产烧碱的未来发展
技术进步与创新
高效能电极材料
研发更高效能的电极材料，提高电解效率，降低能耗。
阴极
通常由金属钛或镍制成，负责 产生氢气。
隔膜
一种半透膜，允许阳离子通过 而阻止阴离子通过，以保持阳 极和阴极区域之间的电荷平衡 。
电解液
氢氧化钠溶液，作为导电介质 。
电解槽的工作原理
当电流通过电解液时，水分子在阳极被氧化成氧气和氢离子 ，氢离子在阴极被还原成氢气。同时，钠离子穿过隔膜从阳 极区域移动到阴极区域，并在阴极区域与水反应生成氢氧化 钠和氢气。
优化电解槽设计，提高电解过程的稳定性和连续性。
自动化与智能化控制
引入先进的自动化和智能化控制技术，实现生产过程的自动化和智 能化。
市场需求与竞争
市场需求增长
01
随着化工、造纸、纺织等行业的快速发展，烧碱市场需求持续
增长。
环保要求提高
02
对烧碱生产过程中的环保要求日益严格，推动企业加大环保投
电解法生产烧碱课件
CONTENTS 目录
• 电解法生产烧碱概述 • 电解槽的构造与工作原理 • 电解法生产烧碱的工艺流程 • 电解法生产烧碱的能效与环保 • 电解法生产烧碱的未来发展
CHAPTER 01
电解法生产烧碱概述
电解法生产烧碱的定义
01
电解法生产烧碱的定义
电解法是一种通过电解食盐水溶液来生产烧碱的方法。在电解过程中，
清洁生产
采用先进的生产工艺和设备，减少生产过程中的 污染物排放，实现清洁生产。
资源循环利用
实现资源的循环利用，减少对自然资源的依赖和 消耗。
社会责任
企业应积极履行社会责任，关注员工健康和环境 保护，推动可持续发展。
CHAPTER 05
电解法生产烧碱的未来发展
技术进步与创新
高效能电极材料
研发更高效能的电极材料，提高电解效率，降低能耗。
阴极
通常由金属钛或镍制成，负责 产生氢气。
隔膜
一种半透膜，允许阳离子通过 而阻止阴离子通过，以保持阳 极和阴极区域之间的电荷平衡 。
电解液
氢氧化钠溶液，作为导电介质 。
电解槽的工作原理
当电流通过电解液时，水分子在阳极被氧化成氧气和氢离子 ，氢离子在阴极被还原成氢气。同时，钠离子穿过隔膜从阳 极区域移动到阴极区域，并在阴极区域与水反应生成氢氧化 钠和氢气。
离子膜烧碱装置工艺培训课件样本
离子膜烧碱装置工艺培训课件一、装置简介巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装置，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺0t/a离子膜装置，一是12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺50000t/a离子膜装置。
二、烧碱制碱技术发展历程烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。
离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。
重要是膜和相应电解槽发展决定离子膜制碱技术。
膜和电解槽发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步，当前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，国内去年开始山东东岳集团才开始生产出用于强制循环膜。
电解槽从最开始单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。
三、装置工序简介装置分为0t/a离子膜装置精制、电解工序、氢解决工序，氯气送50000t/a离子膜装置氯干燥解决；50000t/a离子膜装置分为精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气解决工序、氢解决工序。
四、原材料产品简绍产品性质30%离子膜烧碱30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。
30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸取氯气和二氧化碳。
离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。
氯气（Cl2）氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味有毒气体。
密度为3.21，是空气2.45倍。
易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。
在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa 或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。
液氯密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。
化工工艺学第5章烧碱-ppt课件
10.3 电解法制烧碱技术
（2）阴极材料 ➢ 对阴极材料的要求：
❖ 耐氢氧化钠、氯化钠的腐蚀； ❖ 导电性能好； ❖ 氢在电极上的过电位低。
➢ 低碳钢 ➢ 立式吸附隔膜电解槽：
❖ φ2.6的铁丝编织成孔眼尺寸3×3钢丝网 ❖ 打孔的铁板
10.3 电解法制烧碱技术
（3）隔膜材料 ① 隔膜材料的选择
（2）电解法及发展概况
➢ 据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同
隔膜法 水银法 离子交换膜法
➢ 将阳极产生的氯气与阴极产生的氢气和氢氧化钠
分开
阳极室和阴极 通过生成钠汞 选择透过性的阳离
室间设置多孔 齐来使氯气分 子交换膜分隔阳极
渗透性隔层
开
室与阴极室
离子交换膜法：实质上也是一种隔膜法。用有 选择性的离子交换膜来分隔阳极和阴极。这种 离子交换膜是一种半透膜，只允许钠离子和水 通过。
（3）稳定的操作性能。为适应生产变化，必须能在较大电流波 动范围内正常工作，且操作条件变化时能迅速恢复其电化学 性能。
（4）较高的机械强度。具有较好的物理性能，膜 薄但不易破，柔韧性好但不易变形。由于要长时 间在盐水中工作，要具有较小的膨胀率。
离子交换膜的种类
根据离子交换基团的不同，可分为以下3种， P132。
① 金属离子在电极上放电时过电位不大，可忽略； ② 当电极上发生气体，如Cl2、H2等的反应时，过电位比较大，
不可忽略。 过电位的数值主要取决于电极材料性质，电流密度、电解液
温度、电极表面特性等也过电位的大小有不同程度影响。 注：过电位虽然消耗了一部分电能，但在电解技术中作用重要
。由于过电位的存在，结合选择适当的电解条件可使电解过 程按照要求进行。
离子膜是离子交换法制碱的核心部位，应具备以下特性：
补充烧碱纯碱生产课件
详细描述
土法烧碱生产技术利用简易设备进行 电解食盐水溶液得到烧碱和氯气。该 技术设备简单、投资少，但环保和安 全问题突出，且产品纯度较低，生产 效率低下。
各种生产技术的比较
总结词
各种烧碱生产技术各有优缺点，需要根据实际情况选择适合的生产方法。
详细描述
离子膜法、隔膜法和土法烧碱生产技术各有优缺点。离子膜法具有高效率、低能耗、环保等优点，是主流的烧碱 生产方法；隔膜法工艺成熟、操作简单，但能耗较高；土法烧碱生产技术设备简单、投资少，但环保和安全问题 突出。在实际生产中，需要根据实际情况选择适合的生产方法。
天然碱主要分布在美国、中国、俄罗斯等国家，该方法可以 充分利用天然资源，减少对矿石的依赖，同时生产过程中污 染较小，是一种环保型的纯碱生产方法。
各种纯碱生பைடு நூலகம்技术的比较
各种纯碱生产技术在原料、工艺、能耗、环保等方面都有所不同，需要根据实际 情况进行选择。
氨碱法制纯碱技术工艺成熟、成本低廉，是目前应用最广泛的纯碱生产方法；联 碱法制纯碱技术则可以同时副产氯化铵，减少废物排放；天然碱法制纯碱技术则 可以充分利用天然资源，减少对矿石的依赖，同时环保性能好。
环保政策
政府应制定严格的环保政策，限制烧碱纯碱生产的污染物排放，鼓励企业采用环保技术，推动产业绿 色发展。
环保法规
政府应建立健全的环保法规，对烧碱纯碱生产过程中产生的污染物进行严格监管，对违法排污企业进 行严厉处罚，保障公众健康和生态安全。
05
烧碱纯碱的生产安全与防护
烧碱纯碱生产中的安全隐患
01
02
03
04
高温隐患
烧碱纯碱生产过程中，高温设 备及管道可能引发烫伤事故。
腐蚀隐患
烧碱纯碱具有较强的腐蚀性， 对设备及管道造成潜在的损坏，
土法烧碱生产技术利用简易设备进行 电解食盐水溶液得到烧碱和氯气。该 技术设备简单、投资少，但环保和安 全问题突出，且产品纯度较低，生产 效率低下。
各种生产技术的比较
总结词
各种烧碱生产技术各有优缺点，需要根据实际情况选择适合的生产方法。
详细描述
离子膜法、隔膜法和土法烧碱生产技术各有优缺点。离子膜法具有高效率、低能耗、环保等优点，是主流的烧碱 生产方法；隔膜法工艺成熟、操作简单，但能耗较高；土法烧碱生产技术设备简单、投资少，但环保和安全问题 突出。在实际生产中，需要根据实际情况选择适合的生产方法。
天然碱主要分布在美国、中国、俄罗斯等国家，该方法可以 充分利用天然资源，减少对矿石的依赖，同时生产过程中污 染较小，是一种环保型的纯碱生产方法。
各种纯碱生பைடு நூலகம்技术的比较
各种纯碱生产技术在原料、工艺、能耗、环保等方面都有所不同，需要根据实际 情况进行选择。
氨碱法制纯碱技术工艺成熟、成本低廉，是目前应用最广泛的纯碱生产方法；联 碱法制纯碱技术则可以同时副产氯化铵，减少废物排放；天然碱法制纯碱技术则 可以充分利用天然资源，减少对矿石的依赖，同时环保性能好。
环保政策
政府应制定严格的环保政策，限制烧碱纯碱生产的污染物排放，鼓励企业采用环保技术，推动产业绿 色发展。
环保法规
政府应建立健全的环保法规，对烧碱纯碱生产过程中产生的污染物进行严格监管，对违法排污企业进 行严厉处罚，保障公众健康和生态安全。
05
烧碱纯碱的生产安全与防护
烧碱纯碱生产中的安全隐患
01
02
03
04
高温隐患
烧碱纯碱生产过程中，高温设 备及管道可能引发烫伤事故。
腐蚀隐患
烧碱纯碱具有较强的腐蚀性， 对设备及管道造成潜在的损坏，
项目十五电解法生产烧碱PPT课件
第10页/共57页
(3) 应具有较小的电阻，以降低电压损失； (4) 材料易得，制造成本低。 石棉是一种硅酸盐纤维状矿物质，具有耐酸 耐碱的特性，能够比较全面地满足上述要求，所以 自20世纪20年代以来一直使用石棉作为隔膜材料。
第11页/共57页
4．隔膜电解槽
隔膜电解槽是隔膜电解法生产的主要设备。 早期的隔膜电解槽是水平安装的，但电流密度小， 占地面积大，相对成本高，后来逐渐被立式隔膜电 解槽取代。各种隔膜电解槽的结构虽然不尽相同， 但基本构件中都包括槽盖、阳极组合件和阴极组合 件。
第17页/共57页
(3) 盐水的流量与碱液浓度
盐水流量的大小会对电解过程带来较大的影 响。盐水流量小，NaCl分解率高、NaOH浓度高， 但OH-的反迁移严重，副反应多，电流效率低。但 盐水流量大，NaOH浓度低，碱液中NaCl含量高， 碱液蒸发的能耗高。
为此，各厂应根据具体的条件确定碱液成分。 通常碱液成分控制在如下范围：
第25页/共57页
2．开、停车的操作 (1) 开车前的准备工作 ① 送电前与厂总调度室联系，确认盐水供应 及其他公用系统没有问题，方可进行下一步操作。 ② 仔细检查电解槽槽尾、氯气压力计、氢气 压力计、氯气取样管、氢气取样管是否齐全好用， 检查氯、氢水封等处是否处于正确状态，检查单槽 氯、氢压力计是否齐全好用。
第24页/共57页
1．岗位任务及工作范围 (1) 岗位任务 确保电解槽安全运行，生产出合 格的氯气、氢气和电解液。 (2) 工作范围 所属的金属阳极电解槽及附属的 盐水分配台，氯气、氢气、电解液、盐水、生产水 的管道、阀门，仪表等均由本岗位操作工负责开停、 维护、检查、处理事故及保持清洁。并按时、准确、 整洁地认真填写所测的槽温，电压等记录。
(3) 应具有较小的电阻，以降低电压损失； (4) 材料易得，制造成本低。 石棉是一种硅酸盐纤维状矿物质，具有耐酸 耐碱的特性，能够比较全面地满足上述要求，所以 自20世纪20年代以来一直使用石棉作为隔膜材料。
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4．隔膜电解槽
隔膜电解槽是隔膜电解法生产的主要设备。 早期的隔膜电解槽是水平安装的，但电流密度小， 占地面积大，相对成本高，后来逐渐被立式隔膜电 解槽取代。各种隔膜电解槽的结构虽然不尽相同， 但基本构件中都包括槽盖、阳极组合件和阴极组合 件。
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(3) 盐水的流量与碱液浓度
盐水流量的大小会对电解过程带来较大的影 响。盐水流量小，NaCl分解率高、NaOH浓度高， 但OH-的反迁移严重，副反应多，电流效率低。但 盐水流量大，NaOH浓度低，碱液中NaCl含量高， 碱液蒸发的能耗高。
为此，各厂应根据具体的条件确定碱液成分。 通常碱液成分控制在如下范围：
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2．开、停车的操作 (1) 开车前的准备工作 ① 送电前与厂总调度室联系，确认盐水供应 及其他公用系统没有问题，方可进行下一步操作。 ② 仔细检查电解槽槽尾、氯气压力计、氢气 压力计、氯气取样管、氢气取样管是否齐全好用， 检查氯、氢水封等处是否处于正确状态，检查单槽 氯、氢压力计是否齐全好用。
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1．岗位任务及工作范围 (1) 岗位任务 确保电解槽安全运行，生产出合 格的氯气、氢气和电解液。 (2) 工作范围 所属的金属阳极电解槽及附属的 盐水分配台，氯气、氢气、电解液、盐水、生产水 的管道、阀门，仪表等均由本岗位操作工负责开停、 维护、检查、处理事故及保持清洁。并按时、准确、 整洁地认真填写所测的槽温，电压等记录。
化工工艺纯碱工艺PPT课件
第17页/共243页
消费预测： 2005—2010年国内消费增长率预计为6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万t计算,进口量按30万t计,2010年 我国对纯碱的需求量将达到1 700万t。 以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯碱生产能力还需要增加500万t/a左 右才能满足国内消费及出口的需求。因此我国纯碱工业仍有一定的发展 空间。
3NaCl+3NH3+2CO2+4H2O→Na2CO3·2H2O+3NH4C1
第29页/共243页
(2)盐水吸氨
水和盐水吸收二氧化碳是很困难的，在 没有氨存在时，CO2几乎不溶解在盐水中。 为了使反应能很好进行，必须要先将氨溶解 在盐水中，然后再进行碳酸化。盐水吸氨是 在吸氨塔中进行的。
第30页/共243页
•
CO
2
的
来源：①大部分△由煅烧石灰石 ②一部分由重碱煅烧而来。
得
到
；
【石灰石煅烧】 CaCO3 = CaO+ CO2
石灰窑中煅烧来的CaO供“氨回收”反应用：
【石灰乳制备】CaO + H2O = Ca(OH)2
第27页/共243页
一．氨碱法的主要过程 氨碱法生产纯碱是以食盐和石灰石为原料，以氨为媒介物，进行一系列化学反应和工 艺过程而制得的。 (1)氨盐水碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3 +NH4C1
2NaHCO3 →Na2CO3+H2O↑+CO2 ↑ 此时重碱中所含的NH4HCO3、(NH4)2CO3也一起分解：
NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2↑ (NH4)2CO3→2NH3↑+H2O+CO2↑ 放出的二氧化碳气因其在煅烧炉中产生，故名为炉气，冷却除去其中的NH3和部分 H2O后，经压缩机压缩，回到碳酸化塔中。
消费预测： 2005—2010年国内消费增长率预计为6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万t计算,进口量按30万t计,2010年 我国对纯碱的需求量将达到1 700万t。 以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯碱生产能力还需要增加500万t/a左 右才能满足国内消费及出口的需求。因此我国纯碱工业仍有一定的发展 空间。
3NaCl+3NH3+2CO2+4H2O→Na2CO3·2H2O+3NH4C1
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(2)盐水吸氨
水和盐水吸收二氧化碳是很困难的，在 没有氨存在时，CO2几乎不溶解在盐水中。 为了使反应能很好进行，必须要先将氨溶解 在盐水中，然后再进行碳酸化。盐水吸氨是 在吸氨塔中进行的。
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•
CO
2
的
来源：①大部分△由煅烧石灰石 ②一部分由重碱煅烧而来。
得
到
；
【石灰石煅烧】 CaCO3 = CaO+ CO2
石灰窑中煅烧来的CaO供“氨回收”反应用：
【石灰乳制备】CaO + H2O = Ca(OH)2
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一．氨碱法的主要过程 氨碱法生产纯碱是以食盐和石灰石为原料，以氨为媒介物，进行一系列化学反应和工 艺过程而制得的。 (1)氨盐水碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3 +NH4C1
2NaHCO3 →Na2CO3+H2O↑+CO2 ↑ 此时重碱中所含的NH4HCO3、(NH4)2CO3也一起分解：
NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2↑ (NH4)2CO3→2NH3↑+H2O+CO2↑ 放出的二氧化碳气因其在煅烧炉中产生，故名为炉气，冷却除去其中的NH3和部分 H2O后，经压缩机压缩，回到碳酸化塔中。
离子膜电解法生产烧碱PPT课件
离子除去后送去电解工序。自一次盐水来的过滤盐水经加 酸调节PH值在8.5-10.5，进入盐水贮槽经过滤盐水泵通过 流量调节阀送进离子交换树脂塔，按一定的程序操操作进 行除杂，使精盐水达到较高的质量，满足下一工序的要求。
• 电解工序：将二次岗位送来的浓度为300g/L左右的盐水
和纯水岗位送来的纯水分别送入电解槽阳、阴极室，阳极 侧生成氯气，盐水浓度下降成为淡盐水，阴极侧生成烧碱 和氢气。盐水被电解生成32%的成品烧碱溶液，98%（体 积）的氯气和99%（体积）的氢气，阴极生成的成品碱送 至贮罐销售，氯气和氢气被送至氯氢处理工序进一步处理。
离子膜电解法生产烧碱PPT
离子膜氯碱生产工艺
现状:离子膜法电解制碱是世界上工业化生产
烧碱当中最先进的工艺方法，烧碱广泛用于造 纸、纺织、印染、搪瓷、医药、染料、农药、 制革、石油精炼、动植物油脂加工、橡胶、轻 工等工业部门，也用于氧化铝的提取和金属制 品的加工。
特点：具有能耗低、三废污染少、成本低及
氯氢处理工序：
• 氯气处理：离子膜电解来的氯气温度很高，约在80-
90℃左右，含有盐雾及大量水份，湿氯气具有很强的腐蚀 作用，对一般金属材料的输送管道及设备腐蚀严重，不便 于输送和利用，所以把湿氯气洗涤、冷却、干燥，变成干 燥氯气。
高温湿氯气，首先进入氯水洗涤塔进行洗涤，然后经 氯水冷却器用循环水冷却，再进入钛管冷却器用冷冻水间 接冷却至满足工艺要求，出来后进入水雾捕集器分离冷凝 水，分离的冷凝水同冷凝下来的氯水一起进入氯水洗涤塔 循环使用，氯气则进入干燥塔干燥后加压输送。
一次盐水制备流程
来自高位槽 30%NaOH
Na2SO3
原盐
配水桶
化盐桶 前反应器
HCl
Na2SO3
• 电解工序：将二次岗位送来的浓度为300g/L左右的盐水
和纯水岗位送来的纯水分别送入电解槽阳、阴极室，阳极 侧生成氯气，盐水浓度下降成为淡盐水，阴极侧生成烧碱 和氢气。盐水被电解生成32%的成品烧碱溶液，98%（体 积）的氯气和99%（体积）的氢气，阴极生成的成品碱送 至贮罐销售，氯气和氢气被送至氯氢处理工序进一步处理。
离子膜电解法生产烧碱PPT
离子膜氯碱生产工艺
现状:离子膜法电解制碱是世界上工业化生产
烧碱当中最先进的工艺方法，烧碱广泛用于造 纸、纺织、印染、搪瓷、医药、染料、农药、 制革、石油精炼、动植物油脂加工、橡胶、轻 工等工业部门，也用于氧化铝的提取和金属制 品的加工。
特点：具有能耗低、三废污染少、成本低及
氯氢处理工序：
• 氯气处理：离子膜电解来的氯气温度很高，约在80-
90℃左右，含有盐雾及大量水份，湿氯气具有很强的腐蚀 作用，对一般金属材料的输送管道及设备腐蚀严重，不便 于输送和利用，所以把湿氯气洗涤、冷却、干燥，变成干 燥氯气。
高温湿氯气，首先进入氯水洗涤塔进行洗涤，然后经 氯水冷却器用循环水冷却，再进入钛管冷却器用冷冻水间 接冷却至满足工艺要求，出来后进入水雾捕集器分离冷凝 水，分离的冷凝水同冷凝下来的氯水一起进入氯水洗涤塔 循环使用，氯气则进入干燥塔干燥后加压输送。
一次盐水制备流程
来自高位槽 30%NaOH
Na2SO3
原盐
配水桶
化盐桶 前反应器
HCl
Na2SO3
电解法生产烧碱PPT课件
33
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1．盐水精制原理
（先加入）Ca2&##43; + 2OH- ==== Mg(OH)2↓
Ba2+ + SO42- ==== BaSO4↓
对于不溶性的机械杂质，主要通过澄清过滤的方法除去。 为加速沉降，多采用高效有机高分子絮凝剂。目前普遍采用 的是聚丙烯酸钠。
40
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41
第41页/共46页
2.氯气、氢气的处理 氯气处理常用的方法是先将气体冷却，使大部分水汽冷凝而除去，然后用干燥剂进一步除去水以达到干燥
氯气的目的。干燥剂通常采用浓硫酸。 氢气的处理较为简单，一般经降温、洗涤后可直接送至下一工段使用。
42
第42页/共46页
43
第43页/共46页
缺点 ① 离子膜法对盐水质 量的要求远远高于隔膜 法，要增加盐水的二次 精制，即增加设备的投 资费用 ② 离子膜本身的造价 也非常昂贵，容易损坏。
25
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一、离子膜法制碱原理
26
第26页/共46页
二、离子交换膜的性能和种类
1．离子交换膜的性能 ① 能始终保持良好的电化学性能和较好的机械强度和柔韧性。 ② 具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。 ③ 具有较高的离子选择透过性。 离子交换膜的性能由离子交换容量(IEC)、含水率、膜电阻这三个主要特性参数决定。
3.氯气的液化 目的： 一是液化后可制取高纯度的氯气； 二是液化后体积大大减小，便于远距离输送 ⑴ 高温高压法 ⑵ 中温中压法 ⑶ 低温低压法
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4.盐酸的生产 盐酸的生产可分为气态氯化氢的合成和水吸收氯化氢两个阶段。
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1．盐水精制原理
（先加入）Ca2&##43; + 2OH- ==== Mg(OH)2↓
Ba2+ + SO42- ==== BaSO4↓
对于不溶性的机械杂质，主要通过澄清过滤的方法除去。 为加速沉降，多采用高效有机高分子絮凝剂。目前普遍采用 的是聚丙烯酸钠。
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2.氯气、氢气的处理 氯气处理常用的方法是先将气体冷却，使大部分水汽冷凝而除去，然后用干燥剂进一步除去水以达到干燥
氯气的目的。干燥剂通常采用浓硫酸。 氢气的处理较为简单，一般经降温、洗涤后可直接送至下一工段使用。
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缺点 ① 离子膜法对盐水质 量的要求远远高于隔膜 法，要增加盐水的二次 精制，即增加设备的投 资费用 ② 离子膜本身的造价 也非常昂贵，容易损坏。
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一、离子膜法制碱原理
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二、离子交换膜的性能和种类
1．离子交换膜的性能 ① 能始终保持良好的电化学性能和较好的机械强度和柔韧性。 ② 具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。 ③ 具有较高的离子选择透过性。 离子交换膜的性能由离子交换容量(IEC)、含水率、膜电阻这三个主要特性参数决定。
3.氯气的液化 目的： 一是液化后可制取高纯度的氯气； 二是液化后体积大大减小，便于远距离输送 ⑴ 高温高压法 ⑵ 中温中压法 ⑶ 低温低压法
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4.盐酸的生产 盐酸的生产可分为气态氯化氢的合成和水吸收氯化氢两个阶段。
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纯碱PPT学习课件PPT课件
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【两种除钙法比较】
• 石灰-碳酸铵法可用尾气中的氨，省原 料，但生成的氯化铵对碳酸化过程不 利，使其转化率降低。
• 石灰纯碱法用产品碱除钙虽损耗了部 分产品，但没有氯化铵生成，对后续 工序碳酸化有利。
【设备——除钙塔】
• 用石灰-碳酸铵法的除钙塔构造如图。
• 气体从塔底经菌帽齿缝后与溶液充分 接触；残气进入上部用水洗涤后排空， 洗涤水送去溶盐。
第11页/共52页
【设备——吸氨塔】
• 氨从中下部引入，引入处反应 剧烈，温升大，所以将部分吸 氨液循环冷却以提高吸收率。 上部各段都有溶液冷却循环以 保证塔内温度。
• 澄清桶的目的是除去少量钙镁 盐沉淀，达到杂质含量少于 0.1kg/m-3的标准。
• 操作压力略低于大气压，减少 氨损失和循环氨引入。
CO240% 的窑气
段 （
往往设置1个清洗塔，4个制碱塔。采用新鲜氨盐
析
水和稀CO2使碳酸氢盐生成碳酸盐从而溶解除去。
• 氨盐水停留时间 1.5-2h(有充分水解时间)
含
出 结 晶
• 钠利用率 75%；氨利用率 72%-73%；晶浆含
CO290%
）
NaHCO345%-50%
的重碱煅
烧炉气图 4.8
第17页/共52页
当氨盐比为1:1且原盐水饱和时，碳酸化度与 CO2平衡分压的关系如图4.9。
0.28MPa
图 4.9
1.9
第18页/共52页
• 在塔内碳酸化过程进行情况及碳酸化度沿塔高 分布如图4.10。
图 4.10
第19页/共52页
（4）碳酸氢钠的过滤及煅烧
【重碱过滤】
• 碳化塔底的母液仅含45%-50%的晶 浆，煅烧分离前需过滤。
【两种除钙法比较】
• 石灰-碳酸铵法可用尾气中的氨，省原 料，但生成的氯化铵对碳酸化过程不 利，使其转化率降低。
• 石灰纯碱法用产品碱除钙虽损耗了部 分产品，但没有氯化铵生成，对后续 工序碳酸化有利。
【设备——除钙塔】
• 用石灰-碳酸铵法的除钙塔构造如图。
• 气体从塔底经菌帽齿缝后与溶液充分 接触；残气进入上部用水洗涤后排空， 洗涤水送去溶盐。
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【设备——吸氨塔】
• 氨从中下部引入，引入处反应 剧烈，温升大，所以将部分吸 氨液循环冷却以提高吸收率。 上部各段都有溶液冷却循环以 保证塔内温度。
• 澄清桶的目的是除去少量钙镁 盐沉淀，达到杂质含量少于 0.1kg/m-3的标准。
• 操作压力略低于大气压，减少 氨损失和循环氨引入。
CO240% 的窑气
段 （
往往设置1个清洗塔，4个制碱塔。采用新鲜氨盐
析
水和稀CO2使碳酸氢盐生成碳酸盐从而溶解除去。
• 氨盐水停留时间 1.5-2h(有充分水解时间)
含
出 结 晶
• 钠利用率 75%；氨利用率 72%-73%；晶浆含
CO290%
）
NaHCO345%-50%
的重碱煅
烧炉气图 4.8
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当氨盐比为1:1且原盐水饱和时，碳酸化度与 CO2平衡分压的关系如图4.9。
0.28MPa
图 4.9
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• 在塔内碳酸化过程进行情况及碳酸化度沿塔高 分布如图4.10。
图 4.10
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（4）碳酸氢钠的过滤及煅烧
【重碱过滤】
• 碳化塔底的母液仅含45%-50%的晶 浆，煅烧分离前需过滤。
氯碱行业烧碱工艺演示 ppt课件
一、车间概况
烧碱车间生产工序包括一次盐水精制、二次盐水及电 解、氯氢处理、氯化氢合成及盐酸、液氯及包装、蒸发固碱 六个工序，可生产32％烧碱、50％烧碱、片状固碱、高纯 盐酸、次氯酸钠、液氯、氯化氢气体等多种产品。本车间现 总生产能力为20万吨/年烧碱，大量使用了先进工艺与设备， 如凯膜盐水精制工艺、旭化成复极自然循环电解槽、西门子 氯气透平压缩机等等，在工艺指标、产品质量上居于国内先 进水平。
3、无法实现连续生产
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品， 必须要把电解的阳极、阴极进行分离
ppt课件
6
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
ppt课件
7
稀释盐 水流出
阳极
电流方向
阴极
高浓碱 液流出
CI-失电子 形成氯气
饱和盐 水补充
Na＋
ppt课件
1
烧碱车间概述
浓缩
化盐
粗盐水
精制
一次盐水
蒸发
精盐水
二次精制
电解
压滤
纯水吸收
高纯盐酸
氯化氢
单体转化
脱氯
干燥
压缩
加 压 降 温
液氯
ppt课件
压缩 干燥
湿氢气 湿氯气
片碱 50％ 烧碱 32％ 烧碱
2
烧碱车间概述
一次盐水：生产基础，提供盐水
电 解：以核心设备为主线，生产烧碱、氢、氯
氯氢处理：通过流程控制，保证电解槽稳定安全运行
14
电解槽离子交换膜的结构
F
F
F
C
C
C
F
烧碱车间生产工序包括一次盐水精制、二次盐水及电 解、氯氢处理、氯化氢合成及盐酸、液氯及包装、蒸发固碱 六个工序，可生产32％烧碱、50％烧碱、片状固碱、高纯 盐酸、次氯酸钠、液氯、氯化氢气体等多种产品。本车间现 总生产能力为20万吨/年烧碱，大量使用了先进工艺与设备， 如凯膜盐水精制工艺、旭化成复极自然循环电解槽、西门子 氯气透平压缩机等等，在工艺指标、产品质量上居于国内先 进水平。
3、无法实现连续生产
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品， 必须要把电解的阳极、阴极进行分离
ppt课件
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阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
ppt课件
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稀释盐 水流出
阳极
电流方向
阴极
高浓碱 液流出
CI-失电子 形成氯气
饱和盐 水补充
Na＋
ppt课件
1
烧碱车间概述
浓缩
化盐
粗盐水
精制
一次盐水
蒸发
精盐水
二次精制
电解
压滤
纯水吸收
高纯盐酸
氯化氢
单体转化
脱氯
干燥
压缩
加 压 降 温
液氯
ppt课件
压缩 干燥
湿氢气 湿氯气
片碱 50％ 烧碱 32％ 烧碱
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烧碱车间概述
一次盐水：生产基础，提供盐水
电 解：以核心设备为主线，生产烧碱、氢、氯
氯氢处理：通过流程控制，保证电解槽稳定安全运行
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电解槽离子交换膜的结构
F
F
F
C
C
C
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化工工艺学-纯碱和烧碱ppt课件
• 反响体系有5种物质： NaCl-NH4Cl-NH4HCO3NaHCO3-H2O, 有一个化学反响平衡常数方程， 独立组分数为4。水是溶剂，所以可以将体系看成 是除水外的其它4组分构成的。也可用Na+,Cl,NH4+和HCO3-离子浓度表示。
•
• 相律
•
F=C - + 2
• 定压下，当只需需求的碳酸氢钠析出，没有其它盐类 析出时自在度为： F= 4 - 2 +1= 3。运用温度及两个浓 度变量来讨论。
(4) 过滤和煅烧
• 碳化塔底的母液仅含4550%的晶浆，煅烧分别前 需求过滤。常用真空过滤 机来完成它，真空过滤机 操作表示如图。请同窗们 复习化工原理学过的过滤 过程。
• 过滤顺序依次为：吸入、 吸干、洗涤、挤压、再吸 干、刮卸、吹气等。
• 煅烧反响 • 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) • 平衡CO2分压如下表 • 温度/ °C 30 50 70 90 100 110
2 1
3
图 4.1
原料利用率
原料利用率
• Na利用率
U N a 生 原 N N 成 始 a 的 a 3 的 H C 量 C 量 lC C lC O C N l a 1 tg
• 氨利用率
U N3H 生 原 N N 成 始 4 4 C C H H 的 的 ll C 量 量 N4 C H N C 4 H H3 C O 1tg
• 然后由正离子浓度等于负离子浓度易得其它两种离子
浓度。再由对应水图得出水含量与总盐量之比，然后就
可计算出各种物质浓度。
CNH4+ CNa+
CCl-
CHCO 3-
•
• 相律
•
F=C - + 2
• 定压下，当只需需求的碳酸氢钠析出，没有其它盐类 析出时自在度为： F= 4 - 2 +1= 3。运用温度及两个浓 度变量来讨论。
(4) 过滤和煅烧
• 碳化塔底的母液仅含4550%的晶浆，煅烧分别前 需求过滤。常用真空过滤 机来完成它，真空过滤机 操作表示如图。请同窗们 复习化工原理学过的过滤 过程。
• 过滤顺序依次为：吸入、 吸干、洗涤、挤压、再吸 干、刮卸、吹气等。
• 煅烧反响 • 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) • 平衡CO2分压如下表 • 温度/ °C 30 50 70 90 100 110
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图 4.1
原料利用率
原料利用率
• Na利用率
U N a 生 原 N N 成 始 a 的 a 3 的 H C 量 C 量 lC C lC O C N l a 1 tg
• 氨利用率
U N3H 生 原 N N 成 始 4 4 C C H H 的 的 ll C 量 量 N4 C H N C 4 H H3 C O 1tg
• 然后由正离子浓度等于负离子浓度易得其它两种离子
浓度。再由对应水图得出水含量与总盐量之比，然后就
可计算出各种物质浓度。
CNH4+ CNa+
CCl-
CHCO 3-
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水银法
2NaCl+2nHg→Cl2+2NaHgn 2NaHgn+2H2O→2NaOH+H2+2 nHg
食盐用电解槽排出的淡盐水进行化盐。盐水溢流入精制槽， 加入纯碱、烧碱和氯化钡除去钙、镁和硫酸根等杂质，然后 流入澄清槽，并加入苛化淀粉 ，加速沉降。经砂滤器、中 间槽，送入中和槽，加盐酸溶化，流入精盐水贮槽，再经预 热，进入水银电解槽进行电解。电解槽分电解室和解汞室两 部分，食盐中钠离子与水银结合成钠汞齐。流入解汞室，钠 汞齐与端部加入的清水反应生成氢氧化钠。钠汞齐分解后又 变为水银，回电解室循环使用。自解汞室出来的含氢氧化钠 约45～50%的碱液，可直接作为商品液碱，也可制成固碱。
优点：设备要求较低,生产规模不限,能耗小,制得的目标产物 其含氯离子可控制在0.1％以内。
其特征在于其化学反应式为： Ni(OH)2+6NH3+2NaCl2＝2NaOH+Ni(NH3)6Cl2↓
三、烧碱的应用和存在问题
烧碱的应用：
1、化学实验中——用做试剂;由于它有很强的吸湿 性，还可用做碱性干燥剂。
原理：将原盐溶解,在除钙和镁后的饱和盐水中加入氢氧化镍 吸氨至饱和,再进行复分解反应、过滤、分离出烧碱氨水 溶液和Ni(NH3)6Cl2；将烧碱氨水溶液经蒸馏浓缩脱氨,再 次过滤即得烧碱产品；将Ni(NH3)6Cl2和石灰乳混合,用蒸 汽加热蒸氨,将蒸出的氨回收到吸氨工序,蒸氨后的液固混 合物过滤出Ni(OH)2回收,滤液CaCl2溶液经蒸发浓缩得 CaCl产品。
苛化法
1、碱苛化法。纯碱、石灰分别经化碱、化灰进行 苛化反应，苛化液澄清 后清液蒸发浓缩至一定浓 度得液体烧碱。另一部分浓缩液进一步熬浓得固 体烧碱。苛化泥过滤、洗涤，洗水用于化碱。 Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3+2NaOH
2、天然碱苛化法。天然碱经粉碎、溶解、澄清后 加入石灰乳进行苛化。苛化液经澄清、蒸发、盐 分离进一步熬浓得固体烧碱。 NaHCO3+Ca(OH)2→CaCO3+ NaOH+H2O
隔膜通常用石棉制成，将浆状的石棉纤维均 匀的吸附在阴极网上。近年来，有些工厂在石棉 浆中添加聚四氟乙烯、聚多 氟二氯乙烯纤维来延 长隔膜的使用寿命。
阴极材料一般用铁丝网或打铁的铁板制成。阳 极过去主要用石墨板，它使用寿命短，降低电能 的利用率。70年代后，我国的一些大厂陆续改用 金属钛为基体的金属阳极。
二、减少污染的工艺
废水、废气、废渣的治理已成为目前氯碱 行业研究的热点。21世纪是绿色环保世纪, 绿色化工是化学工业的必然趋势, 氯碱工业 必须朝绿色化方向发展。
所谓绿色化学, 是指消耗最少的资源和能源, 并产生最少废物的工艺过程。
1、利用海水制备烧碱的方法
主要是利用涨潮时的海水，经过日光自然浓缩至波美度 ２２°以上。加入石灰和纯碱，使镁和钙沉淀而出，然后 加入碳酸氢铵进行复分解反应，制成纯碱，然后加入氢氧 化钙苛化制取烧碱。
此种方法是将海水转化成碳酸氢钠，经苛化反应制成烧碱， 其特征在于用海水浓缩成盐卤，加入石灰和纯碱制成精制 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卤后在复分解槽中直接加入碳酸氢铵，加温至２０—５ ０℃，并以４０—８０转／分钟的速度搅拌，使其反应３ ０分钟以上。
利用海水制取烧碱，工艺简单，设备投资少，可广泛用于 沿海中小企业。
2、采用氨镍法制备烧碱
化工工艺学
制烧碱的工艺
组员：左姣 （P071914128） 张佳 （P071914147) 林捷杰（P071914121）
现在常用工艺简介 制烧碱的工艺 关于减少污染的工艺
应用和现存的问题
工艺简介
氢氧化钠在工业上被称作工业碱、烧碱、 苛性碱等，按存在形态可分为液碱、片碱、 固碱、粒碱。其中片碱、固碱、粒碱是固 体氢氧化钠的三种形态。
2、国民经济中 ——化学药品的制造 ;生产染料、 塑料、药剂及有机中间 ;造纸、合成洗涤及肥皂、 粘胶纤维、人造丝及绵织品。
3、国防工业中
存在问题
烧碱供过于求 生产量增长迅猛但企业规模小且分散 电价问题 工业盐（氯化钠）质量与供应问题 国外产品的冲击
问题解决办法
加大耗碱产品的开发、应用力度 规模大型化、布局集中化 依靠科技进步，注重挖潜改造，努力降低成本 严把工业盐质量关 促进出口，同时防止国外产品的倾销
隔膜法流程图
离子膜法
定义：离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电 解食盐水而制成烧碱（即氢氧化钠）。
优点：使用阳离子交换膜，该膜有特殊的选 择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离 子和气体通过（即只允许H＋、Na+通过，而 Cl－、OH－和两极产物H2和Cl2无法通过）， 因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2 相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了 避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成 NaClO影响烧碱纯度的作用。
烧碱是一种重要的氯碱产品，主要用作化 工原料，广泛应用于造纸、纺织、人造纤 维、肥皂与洗涤剂、炼铝、玻璃、橡胶、 塑料、农药、医药和石油炼制等领域，在 国民经济中占有重要地位。世界上烧碱的 生产方法主要有隔膜法、水银法、离子膜 法以及苛化法4种。
附：氯碱工业
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，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。
烧碱主要生产方法
● 隔膜法（最主要的方法） ● 离子膜法（比率不断增多） ● 水银法 ● 苛化法
隔膜法
在隔膜电解槽中，隔膜放在阳极和阴极之间， 它能使食盐水通过，能防止两极产生的气体混合 而发生副反应。
祝： 老师——身体健康，工作顺利！ 同学——学习快乐，快乐学习！
青少年是一个美好而又是一去不可再得的时期，是将来一切光明和幸福的开端。
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。22.3.2322.3.23Wednesday, March 23, 2022
人的志向通常和他们的能力成正比例
•
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。23:28:2023:28:2023:283/23/2022 11:28:20 PM