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离子膜电解法烧碱生产工艺流程组织

时间:2022-10-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:离子膜电解对钙镁离子等要求极其严格。精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水加入阴极室。在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。离子膜电解法得到的烧碱含NaOH32%左右,可以作为产品直接销售,也可以根据市场需求,生产更高浓度的烧碱。离子膜蒸发一般采用多效逆流减压膜式蒸发工艺,力求得到高浓度烧碱的同时,最大限度地降低能耗。

(一)布置任务

根据工艺学基础,解析电解法烧碱生产的工艺流程。

(二)任务总结

电解法烧碱生产的主要生产流程可以简单地用图1-4表示。

图1-4 电解法烧碱生产流程工艺框图

1.盐水处理。

电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙,精制食盐水时经常进行以下措施。

(1)原盐溶化:溶解原盐在化盐桶中进行,化盐用水来自洗盐泥的淡盐水和蒸发工段的含碱盐水。

(2)粗盐水精制:根据不同的预处理要求,在预处理器中分别加入精制剂,并加入一定的助沉剂,形成不同颗粒的沉淀物,并借助于压缩空气来释放气泡,进行盐泥的浮上和沉降处理,分离大部分悬浮物。

(3)粗盐水的过滤:来自处理器的粗盐水,最后经膜过滤,借助于膜过滤的助滤层截留和约0.2μm孔径的膜截留过程,得到SS小于0.5×10-6的一次精制盐水。最后将精盐水自地槽用泵打到离子膜界区内,进入二次精制。

2.离子膜电解。

离子膜电解对钙镁离子等要求极其严格。阳离子交换膜不仅能使钠离子透过,而且也能使Ca2+、Mg2+透过,在膜内形成微细的沉淀堵塞离子膜,引起槽电压升高、电流效率下降。因此,盐水必须进行二次精制。

盐水的二次精制是借助螯合树脂进行阳离子吸附交换,将盐水中的钙镁离子进一步除去,达到离子膜要求。

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。通电时,在食盐水溶液中同时存在Na、Cl、H、OH四种离子,带正电荷的Na、H在电场力的作用下向阴极移动,带负电荷的Cl、OH在电场力的作用下向阳极移动。在阴极表面放电生成H2,Na穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可经过脱氯和脱硝回收用于化盐水。电槽内盐水在直流电作用下发生电化学反应:

2NaCl+2H2—→O 2NaOH+Cl2↑+H2

3.氯气、氢气的处理。

从电解槽出来的湿氯气和湿氢气,温度为80℃~90℃,并为水蒸气所饱和。湿氯气具有强腐蚀性;另外,为了便于运输和使用,也需要对湿氯气进行冷却、洗涤、干燥、压缩等加工处理。氢气的纯度虽然很高,可达99%以上,但含有少量的碱雾和大量的水蒸气,也需要进行冷却、干燥处理。

4.蒸发。

离子膜电解法得到的烧碱含NaOH32%左右,可以作为产品直接销售,也可以根据市场需求,生产更高浓度的烧碱。离子膜蒸发一般采用多效逆流减压膜式蒸发工艺,力求得到高浓度烧碱的同时,最大限度地降低能耗。

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