离子膜法制碱技术
离子膜烧碱工艺要点
![离子膜烧碱工艺要点](https://img.taocdn.com/s3/m/5e6be05053d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f15.png)
离子膜烧碱工艺要点1.工艺概述:离子膜烧碱工艺是通过离子交换膜将盐类水溶液中的离子分离出来,从而得到高纯度的烧碱。
该工艺具有高效、低能耗、无排放等特点。
2.原料准备:离子膜烧碱工艺的原料主要是氯化钠。
通常采用固体氯化钠与稀盐酸反应生成盐酸溶液,随后进入电解槽进行电解过程。
3.电解槽:电解槽是离子膜烧碱工艺的核心设备。
电解槽内部有阳极和阴极,通过电流的作用将盐酸溶液分解成氯气、氢气和碱液。
4.离子交换膜:离子交换膜是离子膜烧碱工艺中起分离离子的关键作用的装置。
离子交换膜具有特定的孔径和电荷特性,可以选择性地阻止阴离子或阳离子的传输,从而将氯离子分离出来。
5.电流密度控制:在离子膜烧碱工艺中,电流密度是一个重要的参数,它对烧碱的质量和产量有着重要影响。
适当的电流密度可以提高烧碱的产量和质量,但过高的电流密度会导致膜的不稳定和能耗的增加。
6.碱液分离:通过离子交换膜的作用,阳离子和阴离子被分离出来,形成高纯度的烧碱液。
烧碱液经过处理后可以得到可供市场使用的高纯度烧碱。
7.能耗控制:离子膜烧碱工艺相比传统的烧碱工艺具有较低的能耗。
通过合理控制电流密度、优化设备结构和提高膜的选择性,可以进一步降低能耗,提高工艺的经济性。
8.废水处理:在离子膜烧碱工艺中,产生的氯气和氢气需要进行处理,以避免对环境造成污染。
氯气可以通过水处理和氧化处理得到盐酸,而氢气则可以通过氧化和还原的过程得到水。
9.工艺优势:离子膜烧碱工艺相比传统的烧碱工艺具有诸多优势。
首先,它可以生产高纯度的烧碱,适用于一些对烧碱纯度要求较高的行业。
其次,该工艺具有高效、节能、环保的特点,可以降低生产成本和对环境的影响。
10.应用领域:离子膜烧碱工艺广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
在化工行业中,高纯度烧碱被用于生产合成纤维、染料、橡胶等产品。
在制药行业中,烧碱被用于中药提取和药品合成等。
在冶金行业中,烧碱被用于生产铜、锌等金属。
总之,离子膜烧碱工艺是一种高效、低能耗、环保的烧碱生产工艺,具有广泛的应用前景。
离子膜电解法生产烧碱
![离子膜电解法生产烧碱](https://img.taocdn.com/s3/m/ee4302d37f1922791688e866.png)
• 氢气处理:电解来的高温湿氢气先经阻火器排空,合格
后进入氢气前冷却器用循环水间接冷却至一定温度。 然后进入氢气压缩机内,加压后经汽水分离器后进入 氢气后冷却器被冷冻水间接冷却。 冷却后的氢气经水雾捕集器进入氢气分配台送往高纯 盐酸岗位、或送往各用户或经氢气放空阀放空。
离子膜电解生产烧碱
工艺流程图:
离子膜氯碱生产工艺
工艺流程: • 化盐工序:用皮带运输机将原盐通过皮带称重计量,将
原盐连续丌断地送入化盐桶内进行化盐。
• 一次盐水:由工业盐、淡盐水、滤液、再生废水、生产
上水、卤水形成的NaCl盐水中,含有离子膜所丌能允许 的杂质(有机物、菌藻类、SO42-、Ca2+、Mg2+、 NH4+、SS等),在盐水中分别加入精制剂BaCl2、 NaOH、NaClO、Na2CO3、FeCl3、Na2SO3等以除去 盐水中的杂质后,再经过滤器除去悬浮物以保证供给电解 岗位所需要的饱和精制盐水。
电解工序流程图
纯水
精 盐 水 高 压 槽
碱液高位槽
大 部 分 循 环阳 阴 源自 极电解槽成品32%
一次盐水贮槽
树脂塔
阳极 循环槽
碱液 循环槽
淡盐水
加
脱氯岗位
化盐桶
• 脱氢工序: 1.将电解岗位送来的淡盐水除去游离氯,处 理成合格的淡盐水送至一次盐水制备工序。 2. 电解阳极液循环泵和阳极泄料泵送来的淡 盐水,加入盐酸后,控制PH值为0.8~1.5,从脱 氯塔顶部送入进行脱氢,脱氯后的淡盐水再由淡 盐水泵送出。 3. 送出的淡盐水加电解液调节PH值后,根据 氧化还原电位计指示游离氯含量的情况,通过调 节加入Na2SO3溶液,使返回淡盐水游离氯为规 定值。
• 纯水工序:以地下水作为原水,经一系列处理后达到电
离子膜烧碱生产工艺
![离子膜烧碱生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/006b04720166f5335a8102d276a20029bc646341.png)
离子膜烧碱生产工艺
随着国民经济的发展,烧碱工业的发展十分迅速,目前我国的烧碱产量已占到了世界总产量的90%以上。
由于我国烧碱工业起步较晚,与国外相比还有一定差距。
因此,要在短时间内赶上国际水平,必须对我国烧碱工业进行改革,采取切实可行的措施,以提高烧碱生产效率和产品质量。
从国外引进的离子膜烧碱生产技术,就是这样一种先进的生产技术。
离子膜烧碱工艺是将 NaOH溶液在电解槽中电解成 NaCl、NaOH、 HCl和H2O四种不同成分的盐,再用 NaOH溶液与 HCl、H2O 溶液反应生成 NaCl和H2,经离心分离得到母液。
母液进入离子膜电解槽中进行电解,形成电势为3.5~4.0伏的直流电(或叫阴阳离子膜)。
母液在电解槽内发生一系列反应后变成 NaCl、 NaOH和H2,同时被离心分离出来。
目前我国的电解槽已采用离子膜电解槽,这种方法生产出来的烧碱产品质量好,消耗低,且具有较高的回收率。
—— 1 —1 —。
离子膜片碱生产工艺
![离子膜片碱生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/86ca11846037ee06eff9aef8941ea76e59fa4a56.png)
离子膜片碱生产工艺离子膜片碱是一种重要的化工产品,广泛应用于工业、农业、国防和生活等领域。
离子膜片碱的生产工艺主要包括原料准备、制备溶液、电解、分离与收集等步骤。
首先,原料准备是离子膜片碱生产的第一步。
主要原料包括氯化钠(NaCl)和水(H2O)。
氯化钠按一定比例加入到制备罐中,并加入适量的水进行搅拌和溶解,使得氯化钠完全溶解。
其次,制备溶液是离子膜片碱生产的关键步骤。
在制备溶液时,要控制好溶液的浓度和温度。
浓度过高容易引起膜片的堵塞,浓度过低则会影响电解效果。
温度过高容易造成能量的浪费,温度过低则会降低电解速度。
因此,在制备溶液时,需要进行严密的控制,以保证溶液的浓度和温度在正常范围内。
接下来,进行电解过程。
电解是通过电流将溶液中的阳离子和阴离子分离,从而得到有价值的产物。
电解池通常采用多层膜片堆积,形成离子通道。
电极板被安放在离子通道的两侧,通过电流使阳离子朝阳极移动,阴离子朝阴极移动。
在离子通道中,阳离子通过阳极刺激氧化成氯气,而阴离子通过阴极还原成氢气。
离子通道内的阳离子和阴离子不能直接接触,通过离子膜可以实现阳离子和阴离子的选择性传导,最终得到氯气、氢气和含有高浓度氢氧根离子的溶液。
最后,进行分离与收集。
离子膜片碱中的氯气通常被吸收和收集,并用于制取氯气产品。
而含有高浓度氢氧根离子的溶液,则需要进一步经过蒸发、结晶等步骤,将溶液中的水分去除,得到固体的碱产品。
离子膜片碱生产工艺的优点在于可以高效地分离氯气和氢气,同时获得高浓度氢氧根离子的溶液,为制取其他化工产品提供了基础材料。
但是,离子膜片碱的生产还面临着一些挑战,如电解效率、膜片的使用寿命等问题,需要不断进行技术改进和优化。
总之,离子膜片碱的生产工艺包括原料准备、制备溶液、电解、分离与收集等步骤,通过控制好各个环节的操作条件,可以高效地生产出高质量的离子膜片碱产品。
离子膜片碱的生产不仅满足了各个行业的需求,也为社会的可持续发展做出了贡献。
离子膜法烧碱生产安全技术规定
![离子膜法烧碱生产安全技术规定](https://img.taocdn.com/s3/m/3c6e66065b8102d276a20029bd64783e09127d6c.png)
离子膜法烧碱生产安全技术规定1. 引言烧碱(氢氧化钠)是工业生产中的一种重要化学原料,离子膜法是一种常见的烧碱生产工艺。
然而,由于烧碱本身性质危险,离子膜法烧碱生产需要高度关注安全问题。
本文旨在制定离子膜法烧碱生产的安全技术规定,从而提高工人的安全意识和安全防范能力。
2. 现有安全技术规程在制定离子膜法烧碱生产的安全技术规定之前,我们需要了解已有的安全技术规程。
国内外相关制度、标准和规程对离子膜法烧碱生产安全都进行了详细阐述。
其中,我国制定了《钠生产安全规程》(GB12137-2013)和《氢氧化钠生产工艺规程》(GB16124-2012),这两个规程均规定了钠生产、氢氧化钠生产的生产工艺、设备和防火、爆炸等安全问题的技术措施和要求。
3. 离子膜法烧碱生产安全技术规定根据已有安全技术规程,我们制定了离子膜法烧碱生产的安全技术规定。
主要内容如下:3.1 生产工艺安全3.1.1 设施安全离子膜法烧碱生产设施和管道应符合国家标准,并应设有防火、防爆、检测、通风等安全设施。
设施和管道应使用耐腐蚀的材料,并应定期检查和维护。
3.1.2 操作安全离子膜法烧碱生产操作人员必须熟悉生产工艺和生产设备的操作原理,并应具备相关证书。
操作人员应严格按照操作规程操作,不得越权操作或进行超负荷运作。
操作人员应定期进行安全培训,并应定期进行身体检查。
3.2 安全管理3.2.1 工艺控制离子膜法烧碱生产过程中,应进行严格的工艺控制,如控制温度、电压、电导率等参数。
一旦发现工艺参数异常,应及时停止生产,并进行检修。
3.2.2 安全培训离子膜法烧碱生产企业应定期进行安全培训,特别是新员工入职应进行系统的安全教育。
应将完善的安全教育、安全规章制度纳入企业考核体系中。
3.2.3 安全检查企业应定期对离子膜法烧碱生产设备、管道进行安全检查,通过安全生产标准化评审等手段对企业安全生产进行全面综合评估。
4. 结论离子膜法烧碱生产安全是企业安全生产的重要组成部分。
简要介绍离子膜电渗析法制烧碱电解原理及基本工艺流程
![简要介绍离子膜电渗析法制烧碱电解原理及基本工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/ec38d47776232f60ddccda38376baf1ffc4fe329.png)
离子膜烧碱工艺流程
离子膜电解法制作烧碱一般是以饱和食盐水为原料的,具体的制作工艺流程如下:
1、盐水精制
粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2t、Fe3+等杂质,远不能达到电解要求,需要经过提纯精制: 一次盐水一般是采用膜过流技术制取精制盐水,然后将精制盐水通过整合树脂塔处理,使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平,得到二次精制的盐水。
2、离子膜电解
精制过的盐水即可进行电解制碱,离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,精制的饱和食盐水进入阳极室,纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室,通电后,H,0在阴极表面放电生成H,,Nat穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;C-则在阳极表面放电生成C。
电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。
离子膜法制碱技术
![离子膜法制碱技术](https://img.taocdn.com/s3/m/474d25fbf705cc17552709a5.png)
目录摘要 (1)关键词 (1)前言 (1)1.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序 (1)2.离子膜制烧碱盐水精制介绍 (1)3.离子膜制烧碱的特点 (1)3.1投资省 (1)3.2 能耗低 (2)3.3 碱液质量好 (2)3.4氯气及氢气纯度高 (2)3.5无污染 (2)4.离子膜制烧碱盐水精制的工艺原理 (2)5.离子交换膜的性能简介 (3)6 . 离子膜制碱盐水精制的工艺条件 (3)6.1 NaOH的浓度 (3)6.2 阳极液NaCl浓度 (4)6.3 电流密度 (4)6. 4 阳极液PH值 (4)6.5电解液的温度 (5)6. 6电解液流量 (5)7. 离子膜制碱盐水精制的工艺流程 (5)8、离子膜制碱盐水精制的工艺设计 (6)8.1一次盐水 (6)8.2二次盐水精制 (6)8.3电解工艺 (6)8.4淡盐水脱氯 (7)8.5氯氢处理(含废氯气处理) (7)8.6氯气液化 (8)8.7氯化氢合成及盐酸 (8)9. 离子膜制碱盐水精制的工艺计算 (9)9.1一次盐水计算依据: (9)9.2、输出 (12)小结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)摘要:本文结合先进的离子膜法制碱技术向着复极槽、高电流密度、自然循环方向发展的趋势,介绍了盐水中各种有害物质的去除工艺,特别是膜技术在盐水精制中的良好使用效果,说明盐水精制技术正向着自动化控制、减轻环境污染、高质量盐水的方向发展,离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺中常用的制法之一。
关键词:离子交换膜性能盐水精制工艺计算前言目前盐水电解生产烧碱的方法主要有隔膜法和离子膜法,离子膜法具有综合能耗低,碱液浓度高,氯氢纯度高,装置自动化控制程度高,环境污染轻等优势,是当今世界公认的先进制碱技术及发展方向。
烧碱是最重要的基本化工原料之一,其最初的用途是从制造肥皂开始,逐渐用于轻工、纺织、化工等领域。
随着制铝工业及石油化学工业的发展,其应用范围更加广泛,下游产品已达到900多种。
离子膜烧碱工艺
![离子膜烧碱工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/c680012bae1ffc4ffe4733687e21af45b307fea9.png)
离子膜烧碱工艺离子膜烧碱工艺是一种利用离子膜技术制造烧碱的工艺。
离子膜是一种特殊的薄膜,具有选择性透盐离子的特性。
离子膜烧碱工艺利用离子膜将氯化钠溶液分离为含高氢氟酸和低氢氟酸的两个溶液,再通过电解将低氢氟酸溶液转化为碱液。
离子膜烧碱工艺具有高效、环保、节能等优点,被广泛应用于烧碱的生产。
第一步:氯化钠净化氯化钠通常含有杂质,需要进行净化。
通过晶体化、溶液净化等方法,可以将氯化钠中的杂质去除,得到纯净的氯化钠溶液。
第二步:氯化钠溶液分离将纯净的氯化钠溶液输入到离子膜电解槽中,离子膜可以选择性地透过钠离子,使高氯化氢酸和低氯化氢酸溶液分离。
高氯化氢酸溶液中含有大量的氯离子,低氯化氢酸溶液中含有较少的氯离子。
第三步:氯化氢转化为氢氟酸将低氯化氢酸溶液输送到反应槽中,加入适量的氟化物,通过反应将氯化氢转化为氢氟酸。
氢氟酸是一种强酸,具有溶解力强、反应性强的特点。
第四步:氢氟酸溶液电解将氢氟酸溶液输入到离子膜电解槽中,通过电解将氢氟酸转化为氢氧化钠。
电解的过程中,氢氟酸溶液中的氢离子和水分解产生氧气和氢氧化钠。
第五步:氢氧化钠脱水将电解产生的氢氧化钠溶液送入脱水槽中,通过蒸发脱水的方法,将溶液中的水分脱除,得到浓缩的氢氧化钠溶液。
第六步:氢氧化钠结晶将浓缩的氢氧化钠溶液输入到结晶槽中,通过自然结晶或加热结晶的方法,将氢氧化钠溶液中的钠离子结晶出来,得到固态的氢氧化钠产品。
1.高效:离子膜烧碱工艺采用电解技术,能够高效地将氯化钠转化为烧碱产品。
相比传统的氯碱法,电解法具有更高的产能和更低的能耗。
2.环保:离子膜烧碱工艺不需要添加任何化学试剂,只需要电能作为能源,无污染物产生,不会对环境造成污染。
3.节能:离子膜烧碱工艺采用膜分离技术,能够直接将氯化钠溶液分离为高氯化氢酸和低氯化氢酸,省去了传统烧碱工艺中钠盐的结晶和烘干等环节,能够节约大量能源。
4.产品纯度高:离子膜烧碱工艺通过离子膜的选择性透盐离子作用,可以将氯化钠溶液中的杂质分离出去,生产的烧碱产品纯度高。
离子膜法制烧碱
![离子膜法制烧碱](https://img.taocdn.com/s3/m/57c51c1786c24028915f804d2b160b4e767f813f.png)
离子膜法制烧碱离子膜法是一种常用的制烧碱的方法,它利用离子膜的特殊性质分离盐溶液中的钠离子和氯离子,从而得到高纯度的烧碱。
该方法具有操作简便、能源消耗低、生产效率高等优点,因此被广泛应用于工业生产中。
以下是离子膜法制烧碱的详细介绍:1. 原料准备制烧碱的原料主要是盐湖卤水,这种卤水中含有大量的氯化钠和少量的其他盐类。
首先需要通过过滤、沉淀等工艺去除掉悬浮在卤水中的杂质,然后将卤水加热至一定温度(通常为80-90℃)。
2. 离子膜降温器将加热后的卤水从高温区域送入离子膜降温器中冷却,使其降至制烧碱所需的温度(通常为50-60℃)。
离子膜降温器是由一系列离子交换膜组成的,在这些膜的作用下,盐溶液中的阳离子和阴离子被分离开来。
3. 离子膜电解槽将降温后的卤水送入离子膜电解槽中,该电解槽也是由若干个离子交换膜组成的。
在电解槽中,经过电流作用后,阳极释放出的氢离子与阴极释放出的氢氧化物离子在离子交换膜中相遇并进行化学反应,生成气态氢和氢氧化钠溶液。
其中,氯离子则在离子交换膜中被滞留,无法通过,从而得到纯净的烧碱。
4. 氢氧化钠的回收在离子膜电解槽中产生的氢氧化钠溶液一般是稀溶液,需要通过蒸发器进行浓缩和蒸发,得到高浓度的氢氧化钠。
随后,在加入适量的副反应抑制剂和其他添加剂的情况下,将氢氧化钠溶液送入后续的过滤、纯化、精制等工序进行提纯和加工处理,最终得到市售的烧碱产品。
离子膜法制烧碱作为一种环保、高效、节能的制碱工艺,正在得到越来越广泛的应用。
未来,我们也将持续关注离子膜法制烧碱技术的发展和创新,为推动我国制烧碱行业的升级和发展贡献力量。
离子膜法制碱生产技术
![离子膜法制碱生产技术](https://img.taocdn.com/s3/m/5d331420dd36a32d7375818b.png)
离子膜法制碱生产技术全书共分十四章及附录部分。
书中全面系统地阐述了盐水二次精制;离子膜电解工艺、电解槽结构、操作条件、脱氧;离子膜碱蒸发、片(固)碱的制备等,同时,详细介绍了高纯盐酸、设备防腐、分析、仪表自控及整流供电过程。
附录中介绍了相关设备的技术标准和生产企业。
第一章绪论第一节离子膜电解制碱的发展过程第二节离子膜电解制碱的特点第三节离子膜电解制碱的现状第二章盐水二次精制第一节盐水二次精制的目的和指标第二节盐水二次精制的流程第三节螯合树脂处理盐水第四节二次盐水精制岗位操作及事故处理第三章离子膜电解原理和工艺流程第一节电解原理第二节工艺流程第四章离子膜电解解槽第一节离子膜电解槽的结构设计第二节离子膜电解的槽的分类及及性能第三节离子膜电解槽技术的发展趋势第五章离子膜电解工艺操作条件和岗位操作第一节离子膜电解工艺操作条件第二节离子膜电解岗位操作第六章离子交换膜第一节全氟离子结构、特性及其要求第二节各种膜简介第三节离子膜的经济寿命第四节离子膜在国内使用情况第五节膜损伤的原因和预防措施第七章除氯酸盐和淡盐水脱氯第一节脱氯原理和工艺数据第二节真空法脱氯第三节空气吹除法第四节化学法除残余氯、废气吸收和除法氯酸盐第八章离子膜电解碱液的蒸发第一节概论第二节离子膜法碱液蒸发流程及设备第三节工艺操作条件及蒸发的影响因素第四节正常操作及故障处理第九章离子膜固体烧碱第一节大锅熬制离子膜固体烧碱第二节片状离子膜固体烧碱第三节离子膜固碱的种类第十章高纯盐酸第一节高纯盐酸原性质和要求第二节生产原理第三节生产工艺流程第四节主要设备及优缺点第十一章设备防腐第一节腐蚀论述第二节IM法制烧碱装置的防腐蚀第三节主要材料的腐蚀形态和防腐第四节设备与管道防腐第五节蒸发与固碱设备防腐第十二章分析第一节实验室用水规格第二节工业无离子水和电导率测定第三节高纯盐酸分析第四节一次盐水分析第五节二次盐水分析第六节离子膜法液体烧碱分析第七节氯气和氢气分析第十三章自动控制与仪表第一节概述第二节主要检测与控制系统第三节联锁系统第四节DCS在离子膜烧碱装置中的应用第五节仪表防腐及引进问题第十四章离子膜电解槽的供电第一节概述第二节整流变压器第三节整流装置第四节变压整流装置的保护、测量、控制与信号第五节近控屏、远控屏、冷却装置第六节停送电操作及巡视检查和事故预想第七节离子膜槽整流装置设计选型实践附录相关设备《离子膜法制碱生产技术》电子书下载地址。
离子交换膜法电解制碱工艺
![离子交换膜法电解制碱工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/b72e561a5901020206409c20.png)
离子交换膜法电解制碱工艺一、离子膜电解制碱原理如下图。
电解槽的阴极室和阳极室用阳离子交换膜隔开,精制盐水进入阳极室。
通电时H20在阴极表面放电生成氢气,Na+离子通过离子膜由阳极室与OH-结合成NaOH;CL-离子则在阳极表面放电生成氯气。
经电解后的淡盐水随氯气一起离开阳极室。
氢氧化钠的浓度可利用进电解槽的纯水量来调节。
离子膜电解制碱原理二、盐水的二次精制盐水的质量是离子膜电解槽正常生产的一个关键。
它不仅影响离子膜的寿命,也是离子膜能否在高电流密度下运行得到高电流效率的至关重要的因素。
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+、 Fe2+、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。
在盐水中氯酸根和悬浮物也能影响离子膜的正常运行。
有的离子膜对盐水的I-离子的含量还有要求。
因此,用于电解的盐水的纯度远远高于隔膜电槽和水银电槽,他必须在原来一次精制的基础上再进行第二次精制。
(一)二次盐水的过滤一次盐水中的少量悬浮物,如果随盐水进入螯合树脂塔,将会堵塞树脂的微孔,甚至使树脂呈团状物,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(s.s)的含量小于1ppm。
这样就必须经过过滤,如果采用传统的砂滤设备往往不能符合要求,目前常用的是碳素管式过滤器。
碳素管式过滤器是由许多根烧结的碳素管组成,具有良好的耐腐蚀性,它由纯碳烧结而成,管壁上分布有均匀的微孔,孔径为100μ,气孔率为42%。
过滤后的二次盐水能达到悬浮物(s.s)的含量小于1ppm的要求。
(我们公司的不锈钢纤维烧结滤芯亦能满足这种过滤要求,我们可以开拓它在离子膜制碱中二次盐水过滤中的应用。
)1-澄清盐水槽;2-澄清盐水泵;3-助剂给料泵;4-助剂接料泵;5-碳素过滤器;6-预涂泵;7-预涂槽;8-过滤盐水槽;9-过滤盐水泵预涂过滤前必须在碳素管的外表面预先涂上一层厚薄均匀的助滤剂α-纤维素,以防止盐水中的悬浮物堵塞碳素管的微孔,以提高过滤器的过滤性能。
离子膜制碱工艺流程
![离子膜制碱工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/fdf4370f0a4c2e3f5727a5e9856a561253d32175.png)
离子膜制碱工艺流程离子膜制碱工艺是一种通过离子膜技术制取氢氧化钠(NaOH)的工艺流程。
该工艺流程主要包括原料处理、电解制碱、产碱和产品处理四个步骤。
首先是原料处理。
工艺的原料为食盐(NaCl),需要进行精制处理以去除杂质。
原料先经过洗涤、研磨等预处理工序,随后进入盐溶解器进行溶解。
在这一步骤中,需要加入一定量的水来保持适当的盐溶度。
接下来是电解制碱。
该步骤包括溶液浓缩、电解槽和电解过程三个环节。
首先,将通过原料处理得到的食盐溶液进行浓缩,以提高溶液的盐浓度。
浓缩后的溶液将被引入电解槽,电解槽中的离子膜将该溶液分为阴阳两个室,分别进行阳极和阴极的电解反应。
在阳极室,盐溶液中的氯离子(Cl-)经过电解反应生成氯气(Cl2)和自由电子。
氯气排除,而自由电子通过电解膜进入阴极室。
在阴极室,水分子(H2O)由于电解膜的作用,只能分解为氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
由于阳极室产生的氯气,使得阴极室中氢离子与氯离子结合生成气体氯化氢(HCl)。
然而,由于电解膜的存在,氯化氢不能通过电解膜向阳极室传递,因此会溶解在阴极室中。
在电解过程中,阳极室和阴极室分开了氯离子和氢离子,使得碱性电解质在阳极室中消耗而在阴极室中生成,实现了氢氧化钠的制取。
第三个步骤是产碱。
在电解过程中,在阴极室中生成的氢离子与产生的氢氧根离子结合形成氢氧化钠。
此时,阴极室中的溶液就成了浓度较高的氢氧化钠溶液。
最后一个步骤是产品处理。
将产生的氢氧化钠溶液从阴极室中抽出,经过蒸发、冷却等处理工序,使其达到所需浓度。
然后,将氢氧化钠溶液进行过滤、净化等处理,以去除杂质。
最终,符合要求的氢氧化钠产品将被装入合适的包装容器中,待出厂销售或用于其他生产过程。
总之,离子膜制碱工艺流程包括原料处理、电解制碱、产碱和产品处理四个步骤,通过控制电解反应,可制取高纯度的氢氧化钠。
这种工艺流程具有操作简单、高效益和环保等优点,在工业生产中得到了广泛应用。
离子膜制碱工艺过程介绍
![离子膜制碱工艺过程介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/3737049a185f312b3169a45177232f60ddcce729.png)
离子膜制碱工艺过程介绍离子膜制碱(Ion Exchange Membrane Process Soda)是一种高效、环保的制碱工艺。
它使用离子交换膜作为分离介质,通过阴阳离子交换的原理将盐化液转化为高纯度的碱液。
本文将详细介绍离子膜制碱工艺的过程。
1.盐化液的制备:首先,选取适合的盐类原料(如氯化钠)加入水中进行溶解,制备出一定浓度的盐化液。
2.离子交换膜的选择:根据工艺要求和盐化液成分,选择合适的阴阳离子交换膜。
阳离子膜通常是由氟化聚合物制成,能够选择性地传输阳离子。
阴离子膜则由氢氧化钡硅酸、氧化钙硅酸等制成,能够选择性地传输阴离子。
3.膜电分解:将阳离子膜和阴离子膜交替排列形成膜电池,膜电池中盐化液在电场作用下进入阳离子膜,阳离子向阳极迁移,阴离子向阴极迁移。
4.分离和收集:阳离子和阴离子在膜电池中分离,阴极产生氢气,阳极产生氯气。
同时,阴极产生氢氧化钠,阳极产生酸性水,通过离子交换膜的选择性传输,将碱液和酸性水分开收集。
5.碱液浓缩:收集来的碱液需要进行浓缩处理,将其中水分含量降低以提高纯度。
一般情况下,通过蒸发、膜过滤、再结晶等方法可以实现碱液的浓缩。
1.能耗低:相比于传统的氯碱工艺,离子膜制碱工艺中不需要使用氯化铜来吸附氯气,因此能够节约大量的电能。
2.产品纯度高:离子膜制碱工艺能够将盐化液中的杂质与碱液分离,所得碱液纯度较高,适用于各种需要高纯度碱液的工业领域。
3.生产过程无污染物排放:离子膜制碱工艺中,氯气和酸性水可以直接回收利用,不产生有害废气和废液,具有良好的环境效益。
4.自动化程度高:离子膜制碱工艺需要使用离子交换膜电解槽和其他自动化设备,能够实现生产过程的全自动化控制,提高生产效率。
离子膜制碱工艺在现代化工生产中已经得到了广泛应用。
它能够满足不同行业对碱液的高纯度要求,同时具备节能、环保、自动化等优势。
然而,离子膜制碱工艺还存在一些挑战,如膜的选择、膜寿命等问题,这些问题需要在实际应用中进一步研究和解决。
离子膜烧碱工艺流程
![离子膜烧碱工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/995c51f70408763231126edb6f1aff00bfd57075.png)
离子膜烧碱工艺流程
离子膜烧碱工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:将硅酸盐矿石或者其他含碱物质进行破碎、筛分等预处理,得到适合进一步处理的原料。
2. 碱石灰石烧制:将原料与燃料混合,送入石灰窑进行高温烧制。
石灰窑内的烧结反应将原料中的碱转化为碱石灰石。
3. 碱水制备:将烧制得到的碱石灰石与水反应,生成高浓度的碱水。
反应会产生大量的热量,需要进行恰当的控制,防止产生过高的温度。
4. 废液处理:碱水生产产生的废液中会含有一定的杂质和废碱,需要进行处理。
常见的处理方法包括沉淀、过滤、离子交换等,以去除杂质,并回收废碱。
5. 离子交换膜电解:将高纯度的碱水通过离子交换膜电解装置,进行电解分解。
正极产生氧气,负极则产生氢气和氢氧化钠。
6. 碱液浓缩:将电解得到的稀碱液进行浓缩,得到所需的工业级纯碱产品。
浓缩过程中需要控制温度和压力,以防止发生结晶、结垢等问题。
7. 产物处理:对于电解得到的氢气和氧气,可以通过进一步处理,提高纯度后用于其他化工工艺。
对于产生的废气和废液,也需要进行污染物处理,以达到环境排放标准。
以上就是离子膜烧碱工艺流程的基本步骤,具体操作和设备可以根据工艺要求进行调整。
离子膜法制烧碱的生产工艺
![离子膜法制烧碱的生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/a367a74ef02d2af90242a8956bec0975f465a48b.png)
离子膜法制烧碱的生产工艺离子膜法是一种将盐水电解制取烧碱的工艺,主要通过使用离子膜来实现正负离子的选择性传递,从而实现烧碱的分离与提纯。
下面将详细介绍离子膜法制烧碱的生产工艺。
首先,离子膜法制烧碱的工艺包括电解槽系统和电解剂制备系统两部分。
1.电解槽系统:(1)电解槽:电解槽中主要包括阳极室、阴极室和中间隔膜室。
阳极室和阴极室之间分别设有阳极和阴极板,中间隔膜室中放置离子膜。
(2)盐水进料系统:盐水从进料系统中进入阳极室,经过阳极室中的阳极板,形成氯气和氢气。
(3)钾液进料系统:钾液从进料系统中进入阴极室,通过阴极室中的阴极板与水反应,产生氢气和氢氧化钾。
(4)碳酸钠产物系统:碳酸钠从离子膜室中排出,经过后续工艺处理,得到高纯度的烧碱。
2.电解剂制备系统:(1)盐水制备:通过水解盐制备盐水,通常使用的水解盐有氯化钠和硫酸钠等。
(2)钾液制备:通过将氨水与碳酸钾反应,得到氢氧化钾水溶液。
(3)离子膜制备:离子膜主要包括阳离子交换膜和阴离子交换膜,制备时需要选择合适的材料进行改性处理,以提高其选择性传递能力。
1.盐水电解:将盐水从进料系统中引入阳极室,采用直流电源施加在阳极和阴极板上,产生氯气和氢气。
氯气从阳极室排出,氢气从阴极室排出,通过槽外收集和处理。
2.钾液电解:将钾液从进料系统中引入阴极室,施加直流电源,进行电解。
产生的氢气从阴极室排出,通过槽外收集处理,而氢氧化钾溶液则从槽中排出,进入碳酸钠产物系统。
3.六氢合碳酸钠生成:在碳酸钠产物系统中,将氢氧化钾与二氧化碳进行反应,生成碳酸钾。
该反应一般在高温下进行,确保反应充分、反应速度较快。
4.离子膜传递:离子膜的作用是在阳极室和阴极室之间实现正负离子的选择性传递。
阳离子交换膜将氢离子传递到阴极室,而阴离子交换膜则将氯离子传递到阳极室。
这样可以使电解过程更加高效和纯净。
5.产品收集和处理:将产生的碳酸钠从离子膜室中排出,纯化处理后得到高纯度的烧碱产品。
离子膜法制烧碱
![离子膜法制烧碱](https://img.taocdn.com/s3/m/d0dc8daad1f34693daef3e37.png)
离子膜法制烧碱的生产工艺摘要:离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一。
本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺及过程中的离子膜法碱液蒸发的特点,影响碱液蒸发的因素。
简介: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,具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。
副产的氯气和氢气,可以合成盐酸,或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。
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。
主要原理: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),其主要原理是因为使用的阳离子交换膜,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。
生产工艺:氯碱工业的主要原料:饱和食盐水,但由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,远不能达到电解要求,因此必须经过提纯精制。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程如下:精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室,通电后H2O在阴极表面放电生成H2,Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室,此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。
电解后的淡盐水则从阳极室导出,经添加食盐增加浓度后可循环利用。
阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e-=H2↑;而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液,但在电解开始时,为增强溶液导电性,同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。
离子膜法制烧碱的工艺特点:1、离子膜法碱液蒸发的特点(1)、流程简单,简化设备,易于操作。
离子膜法生产氯碱技术基本知识
![离子膜法生产氯碱技术基本知识](https://img.taocdn.com/s3/m/708af43b87c24028915fc315.png)
1.概述1.1离子交换膜法制烧碱的原理1、离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽:主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。
每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。
电极均为网状,可增大反应接触面积,阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
2、离子交换膜工作原理离子交换膜法制烧碱名称的由来,主要是因为使用的阳离子交换膜,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。
1.2离子交换膜法制烧碱生产工段简介离子交换膜法制烧碱生产由5个工段组成:(1)化盐工段(2)电解工段(3)氯氢处理工段(4)固碱工段。
★化盐工段主要进行化盐及盐水的初级处理,为电解工段提供所需要的饱和食盐水。
★离子膜工段电解二次精制盐水,生产烧碱、氢气和氯气。
★氯氢处理工段主要是对从电解槽出来的氢气,氯气进行冷却,干燥处理,为后续生产做准备。
★固碱工段将电解工段的氢氧化钠电解液,经预热后,送入蒸发器深缩,再由片碱机生产固碱,2.化盐工段2.1化盐工段工艺原理将固体原盐(或搭配部分盐卤水)与蒸发工段送来的回收盐水、洗盐泥回收的淡盐水,按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液,同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂(氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等),使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物,然后加入助沉剂(聚丙烯酸钠等)。
经过澄清、砂滤得到一次盐水,一次盐水经中和、过滤、树脂吸咐等步骤制得质量合格的精盐水,按需要源源不断地输送给电解工段。
离子膜法液碱生产99%片碱工艺
![离子膜法液碱生产99%片碱工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/d90b9b2e6d175f0e7cd184254b35eefdc8d31594.png)
离子膜法液碱生产99%片碱工艺离子膜法液碱生产99%片碱工艺的设计生产原理和工艺流程目前,固碱的生产方法主要有大锅熬制法(锅式法)和熔盐加热降膜法(降膜法)两种工艺,锅式法为间歇生产,降膜法为连续生产。
从蒸发车间输送来的离子膜碱液NAOH含量在42%-45%(wt)之间,若需制成固体烧碱,还必须进一步去除其中的水分,另外,在锅式法固碱生产中,由于高温浓碱对铸铁大锅的腐蚀作用,会产生一些杂志,影响产品的成分和颜色,因此,必须使用NaNO3,S等辅助原料来除去这些杂志并达到调色的目的。
熬制固碱多在很厚的铸铁锅里用火直接加热,火焰温度在1000℃以上,所用燃料有煤、氢气、天然气、水煤浆等。
高温浓碱对铸铁锅中的铁、锰等元素的腐蚀比较严重,腐蚀产物若不及时除去,会对产品的组成、颜色产生很大的影响,生产中在向大锅里加入碱液之前,先向锅里加入适量的氧化剂(NaNO3),以把熬碱过程中腐蚀下来的+2价铁离子Fe(OH)2氧化成三价的铁化合物Fe(OH)3。
Fe(OH)3进一步脱水生成Fe2O3,Fe2O3是易沉降、颗粒相对直径较大的物质,从而达到除去铁杂质的目的。
另外,在熬碱一开始就加入NaNO3,还可在大锅表面生成一层Fe2O3保护膜,以减缓高温浓碱对铸铁大锅的腐蚀。
其反应机理如下Fe+2H2O=FecOH)2+H2↑10Fe(OH)2+2NaNO3+6H2O=10Fe(OH)3+2NaOH+N2↑2Fe(OH)3=Fe2O3↓+3H2O封火后至加硫前这段时间,随着熔碱温度的降低,Fe2O3等固体杂质逐渐沉降到锅底。
在高温浓碱的作用下,大锅中的锰元素被腐蚀后以粉红色氧化锰(MnO)、紫色的二氧化锰(MnO2)和绿色的锰酸钠(Na2MnO4)等形态存在于熔融碱中,使加硫之前的熔碱呈现兰绿色。
在上述3种锰的化合物中,只有MnO2是较大颗粒状物质,易于沉降,其他均不易沉降。
加硫磺的目的就是把影响颜色的主要物质Na2MnO4还原成MnO2沉淀,从而达到调色的目的。
离子膜烧碱工艺流程
![离子膜烧碱工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/6260b553a31614791711cc7931b765ce05087ace.png)
离子膜烧碱工艺流程离子膜烧碱工艺是一种利用离子交换膜技术制取高纯度烧碱的过程。
离子膜烧碱工艺流程一般包括原料准备、电解槽电解、中和、浓缩、结晶等几个主要步骤。
首先,原料准备是离子膜烧碱工艺流程的第一步。
常用的原料是氯化钠和水合盐,其中水合盐是为了提高产量和降低能耗而加入的。
原料通过配比进入电解槽。
其次,电解槽电解是离子膜烧碱工艺的关键步骤。
电解槽中设有阴、阳极,以及中空的离子交换膜。
电解槽内部通过直流电源加电,在阳极处发生氧气的析出反应,生成氧气和氢氧根离子,而在阴极处发生水的还原反应,生成氢气和钠根离子。
离子交换膜起到分离阳、阴极反应产物的作用,使阳极处的氧气和氢氧根离子在阳极室内发生反应,形成高浓度的氢氧根液。
电解产生的钠根离子则经过离子交换膜进入阴极室。
中和是离子膜烧碱工艺流程中的下一个步骤。
阴、阳极室中所得到的液体进入中和塔,通过与稀酸反应,形成盐酸和氯化钠。
中和液中的氯化钠在后续工艺中可以回收利用。
浓缩是烧碱工艺流程中的关键步骤之一。
中和产生的盐酸经过浓缩塔蒸馏,生成高浓度盐酸,同时产生的水蒸汽经过冷凝器冷却后排出。
浓缩后的盐酸可以继续被用于中和反应,形成循环利用。
最后一个步骤是结晶。
经过浓缩后的盐酸进入结晶槽,通过逐渐降低温度,使盐酸结晶,以获得纯度较高的烧碱。
结晶得到的烧碱可以回收利用,而未结晶的盐酸则通过管道排出。
离子膜烧碱工艺流程具有高效、环保、节能等优点。
通过电解槽电解、中和、浓缩和结晶等步骤,可以制得高纯度的烧碱产品,同时可以循环利用原料和副产物,减少资源的浪费和环境的污染。
这种工艺流程在化工领域得到了广泛的应用和推广。
离子膜烧碱工艺流程
![离子膜烧碱工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/6befa8c3cd22bcd126fff705cc17552707225e00.png)
离子膜烧碱工艺流程
《离子膜烧碱工艺流程》
离子膜烧碱工艺是一种高效、环保的生产方法,通常用于生产纯度较高的氢氧化钠。
下面将介绍离子膜烧碱工艺的具体流程:
1. 碱液制备:首先将固体氯化钠与水混合,经过一系列的加热和搅拌,生成浓度适当的氢氧化钠溶液。
2. 离子膜电解槽:将制备好的碱液倒入离子膜电解槽中,槽内有两个隔离的电极,中间隔着离子选择透过的膜。
通过电解,氯离子会在阳极处析出气体,氢离子在阴极处拾取电子生成氢气,同时氢氧化钠自由离子穿过阴极膜。
3. 氢氧化钠浓缩:将电解生成的氢氧化钠溶液进行蒸发、结晶等工艺,使溶液中的水分蒸发,从而得到浓缩的氢氧化钠。
4. 氢氧化钠固化:将浓缩后的氢氧化钠溶液经过结晶、干燥等工艺,使其形成固体氢氧化钠产品。
离子膜烧碱工艺流程具有高产率、低能耗、产品纯度高等优点,受到了工业生产中的广泛应用。
同时,该工艺还能减少对环境的污染,是一种相对环保的生产方法。
随着科技的不断发展,离子膜烧碱工艺流程也会不断得到改进和完善,为工业生产带来更多的便利和效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
目录摘要 (1)关键词 (1)前言 (1)1.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序 (1)2.离子膜制烧碱盐水精制介绍 (1)3.离子膜制烧碱的特点 (1)3.1投资省 (1)3.2 能耗低 (2)3.3 碱液质量好 (2)3.4氯气及氢气纯度高 (2)3.5无污染 (2)4.离子膜制烧碱盐水精制的工艺原理 (2)5.离子交换膜的性能简介 (3)6 . 离子膜制碱盐水精制的工艺条件 (3)6.1 NaOH的浓度 (3)6.2 阳极液NaCl浓度 (4)6.3 电流密度 (4)6. 4 阳极液PH值 (4)6.5电解液的温度 (5)6. 6电解液流量 (5)7. 离子膜制碱盐水精制的工艺流程 (5)8、离子膜制碱盐水精制的工艺设计 (6)8.1一次盐水 (6)8.2二次盐水精制 (6)8.3电解工艺 (6)8.4淡盐水脱氯 (7)8.5氯氢处理(含废氯气处理) (7)8.6氯气液化 (8)8.7氯化氢合成及盐酸 (8)9. 离子膜制碱盐水精制的工艺计算 (9)9.1一次盐水计算依据: (9)9.2、输出 (12)小结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)摘要:本文结合先进的离子膜法制碱技术向着复极槽、高电流密度、自然循环方向发展的趋势,介绍了盐水中各种有害物质的去除工艺,特别是膜技术在盐水精制中的良好使用效果,说明盐水精制技术正向着自动化控制、减轻环境污染、高质量盐水的方向发展,离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺中常用的制法之一。
关键词:离子交换膜性能盐水精制工艺计算前言目前盐水电解生产烧碱的方法主要有隔膜法和离子膜法,离子膜法具有综合能耗低,碱液浓度高,氯氢纯度高,装置自动化控制程度高,环境污染轻等优势,是当今世界公认的先进制碱技术及发展方向。
烧碱是最重要的基本化工原料之一,其最初的用途是从制造肥皂开始,逐渐用于轻工、纺织、化工等领域。
随着制铝工业及石油化学工业的发展,其应用范围更加广泛,下游产品已达到900多种。
另外,在烧碱生产过程中所联产的氯气、氢气也是重要的基本化工原料,在化肥、精细化工、轻工、纺织等行业也得到广泛应用。
近年来随着我国经济的快速发展,对化肥、精细化工、轻工、纺织等有强劲的需求。
氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及此衍生系列产品基本化学工业,其产品广泛用于国民经济各个部门,对国民经济和国防建设具有重要的作用。
随着国民经济的快速发展,现有氯碱生产能力远未达到市场需求,具有较好的经济效率。
1.年产10万吨离子膜烧碱项目的主要工序为盐水一次精制工序、电解工序、淡盐水脱氯、氯氢处理工序、氯化氢合成及盐酸.2.离子膜制烧碱盐水精制介绍离子交换膜法电解食盐水的研究始于20世纪50年代,由于所选的材料耐腐蚀性能差,一直未能获得实用性的成果,直到1966年美国杜邦公司开发了化学稳定性好的全氟磺酸阳离子交换膜,离子交换膜电解食盐水才得到实质性进展。
3.离子膜制烧碱的特点﹙1﹚投资省目前国内离子膜法投资比水银法或隔膜法反而高,主要是目前离子膜法电解技术和主要设备均从国外引进,因此成本高,随着离子膜法装置国产率将提高,其投资成本会逐渐降低。
﹙2﹚ 能耗低离子膜法制碱吨碱直流电耗2200~2300/kw h ,比隔膜法节约150~250/kw h﹙3﹚ 碱液质量好离子膜法电解制碱出槽碱液中一般含NaCl 为20~35/mg l ,质量分数高。
﹙4﹚氯气及氢气纯度高离子膜电解制碱所的氯气纯度高达98.5%-99%,有利于聚氯乙烯的生产及液氯的生产,氢气纯度高达99.99%,对合成盐酸及PVC 生产提高氯化氢纯度极为有利。
﹙5﹚无污染离子膜电解可以避免水银和石棉对环境的污染。
离子膜有较好的化学性能,对环境不造成污染。
4.离子膜制烧碱盐水精制的工艺原理离子交换膜法电解制碱,就是利用阳离子交换膜把电解槽阳极室和阴极隔开(这种膜只允许阳离子通过),然后向阳极室提供盐水,向阴极室提供纯水,通直流电进行电解制得烧碱、氯气和氢气。
饱和的盐水加入阳极室,纯水加入阴极室,在通电时,钠离子透过阳离子交换膜,迁移到阴极室,与水分解所生成的OH - 反应生成NaOH (由外部供给阴极室纯水来保持一定的烧碱浓度),+H 在阴面放电产生氢气逸出,--Cl 则在阳极表面放电产生氯气逸出。
电解槽中的电化学和化学反应如下:阳极反应:--2Cl - 2e →2 Cl--4OH - 4e →2O + 2 2H O--6ClO + 32H O ―6e →32ClO -+4--Cl ++6H +23O 2阳极室反应:A 、生成的氯气在电解液中的溶解。
B 、生成的氯气与阳极液中的水反应:2 Cl +2H O → HCl+HclOC 、溶解的氯气与从阴极室反渗过来的NaOH 反应:2 Cl +2NaOH →31NaClO 3+5NaCl 3+2H O 2 Cl +2NaOH →21O 2+2NaCl+2H O HClO+NaOH →21O 2+NaCl+2H O 阴极与阴极室的反应:22H O + 2e →2H ↑+ 2--OH--+OH + Na → NaOH进入阳极室的盐水,由于上述反应,其NaCl 消耗大约为50%,变为淡盐水流出阳极室。
5.离子交换膜的性能简介﹙1﹚电解时,阳极侧是强氧化剂氯气、次氯酸根及酸性溶液。
阴极侧是高浓度的NaOH ,电解温度为85~95℃,在这样的条件下,离子膜应不被腐蚀、氧化,始终保持良好的电化学性能。
具有较低的膜电阻,以降低电解能耗。
﹙2﹚具有很高的离子选择透过性,离子膜只允许阳离子通过,不允许阴离子--OH 及--Cl 通过,否则会影响碱液的质量及氯气的纯度。
6 . 离子膜制碱盐水精制的工艺条件6.1 NaOH 的浓度随着阴极室中NaOH 浓度的升高,阴极一侧的膜的含水率减少,固定离子浓度增大,因此电流效率随之增加,但是随着NaOH 浓度的继续升高,膜中--OH 浓度增大,当NaOH 浓度超过35%-36%以后,膜中--OH 浓度增大的影响起决定作用,使电流效率明显下降。
阴极液中NaOH 浓度与电流效率的关系存在一个极大值和极小值,这一现象不仅存在于全氟磺酸膜中,而且也存在于全氟羧酸膜中。
交换容量越高的膜,电流极大值也越偏向于高浓度一侧,这样的膜比较适合于制取高NaOH 浓度。
为了获得较高的电流效率,对不同的制碱浓度要使用不同交换容量的膜。
在高浓度NaOH 及低槽温长期运转对膜的性能影响很大。
在长期处于低温下运转时,羧酸层中的--COO 会与+Na 形成-COONa 而使离子交换难以进行,或导致离子交换容量下降而使膜的性能恶化。
由于膜的阴极一侧脱水而使膜的微观结构遭到不可逆的改变,导致膜对OH-反渗的阻挡作用下降,而且膜的电流效率下降后将再难以恢复到以前的水平。
因此电解的操作温度不能低于70℃。
因此,长期稳定地控制NaOH最佳浓度是非常重要的。
目前离子膜电解槽出口碱液NaOH浓度控制范围因膜的种类而有所差别。
6.2 阳极液NaCl浓度阳极液中NaCl浓度对电流效率的影响随淡盐水浓度的降低,电流效率也下降,这是由于淡盐水浓度的降低,将使膜中含水率W增高,导致--OH 反渗速度增加,使电流效率下降。
如果长时间地在低的NaCl浓度下运转,会使膜发生膨胀,严重时导致起泡、分层,出现针孔而使膜遭到破坏。
双层复合膜比较容易产生水泡,但可以提高膜的性能。
在双层复合膜的磺酸—羧酸交界面上,适当地降低羧酸含有量的梯度,可以较为有效地防止膜中水泡的产生。
目前离子膜电解槽出口阳极液NaCl浓度,强制循环一般控制在190—200g/L,自然循环一般控制在200-220g/L。
6.3 电流密度﹙1﹚在很大范围内变化对电流效率影响都很小,这一点具有很大的实际意义,使电解槽可以有很大的操作弹性。
当然在实际生产中,要随电流负荷的改变及时调整工艺控制指标,一般都采用微机自动控制。
﹙2﹚直接受到电流密度的影响。
一般来说,膜的电压降应正比于电流密度,并呈线性关系,流密度不仅影响膜的电压降,而且还会影响气泡效应,影响阳极和阴极的过电压,影响溶液及导体电压降,总的效果是,随电流密度的升高,槽电压也逐渐升高。
﹙3﹚的升高,膜电阻及膜电位也随之上升,电场对氯离子的吸引力也会随之增加,从而使氯向阴极一侧的移动增加了困难。
离子膜电解槽电流密度为4.5KA/m2。
6. 4阳极液PH值OH通过离子膜向阳极室反渗,不仅直接降低阴极电流效率,而阴极液中--OH还会与溶解于盐水中的氯发生一系列副反应。
这些反应且反渗到阳极室的--导致阳极上析氯的消耗,使阳极效率下降。
采取向阳极液中添加盐酸的方法,可以将反渗过来的--OH 与HCl 反应除去,从而提高阳极电流效率。
6.5电解液的温度每一种离子膜都有一个最佳操作温度范围,在这一范围内,温度的上升会使离子膜阴极一侧的孔隙增大,使钠离子迁移率多,有助于电流效率的提高,每一种电流密度下都有一个取得最佳效率的温度点。
但是,当电解温度降到65℃以下时,电流效率下降很迅速,以后即使温度再上升,电流效率也难以恢复到原来的位置上。
温度上升,将使膜的孔隙增大,有助于提高膜的导电度,从而可以降低槽电压。
离子膜电解槽出口阴极液的温度一般控制为85--90℃。
6. 6电解液流量在一般离子膜电解槽中,气泡效应对槽电压的影响是明显的。
当电解液循环量减少时,槽内的液体中气体率将增加,气泡在膜上及电极上的附着量也将增加, 而导致槽电压上升。
无论是单极槽自然循环,还是复极槽自然循环,虽然进槽电解液流量很小,但电解液循环量还是很大的。
另外,电解过程中产生的热量,主要由电解液带走, 此必须保持电解液有充分的流动,除去多余的热量,将电解液温度控制在一定的水平。
7. 离子膜制碱盐水精制的工艺流程离子膜电解制烧碱的工艺,主要以食盐为原料,但关键是食盐水须经过精制才能进入电解槽。
首先,原盐经皮带运输机送入化盐桶,用各种含盐杂水、洗水及冷凝液进行溶解,饱和的粗盐水经蒸汽加热器加热后送入反应槽。
其次,在此反应槽中加入精致剂烧碱、纯碱、氯化钡除去2+Ca 、2+Mg 、2--4SO 然后,进入混合槽加入助沉剂聚沉,并自动进入澄清桶中分离已沉将的物质,从澄清桶中出来的精盐水溢流到盐水过滤器中。
最后,出来的精盐水经加热器加热到70~80℃,送入重饱和器中,在此蒸发析出精盐使盐水的浓度达到320-325 g/L 的饱和浓度。
饱和精盐水经进一步加热送入PH 调节槽,加入盐酸调节到PH 为3-5,进入进料盐水槽,再用泵经盐水流量计分别送入各电解槽的阳极室进行电解反应。
工艺图如下图所示:8、离子膜制碱盐水精制的工艺设计8.1一次盐水一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段,精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。
传统性的一次盐水精制工艺,采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤,然后再经炭素烧结管过滤器过滤。