二次盐水及电解工段培训资料(doc 73页).doc

1、二次盐水及电解工段培训资料 一、岗位任务1.二次盐水岗位 将PH值为8.59.5之间的过滤盐水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂质金属阳离子，制取合格的精制盐水。通过螯合树脂塔的再生恢复树脂的性能使树脂循环使用，保证盐水质量合格。2.电解岗位将合格的二次精盐水送到电解槽进行电解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡盐水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的32%碱液送成品罐区。3.淡盐水脱氯岗位 将电解产生的含氯淡盐水一部分直接进行脱氯，另一部分进行氯酸盐分解后进行脱氯，将脱氯后的脱氯盐水送化盐岗位进行配水化盐。 二、电解槽与离子膜的规格及产品和消

2、耗品规格1、电解槽名称 滤压型自然循环复极式电解槽 型号 ACILYZER-ML32NCH 制造商 旭化成化学株式会社 单元槽尺寸 1.289m x 2.401m 单元槽有效面积 2.7 m2 每槽单元槽数 160 电解槽数量 4台 挤压形式 双头挤 电流密度 (运行值) 15.5KA/m2（装置能力达到10万吨/年100%NaOH） (设计值) 5.1KA/m2单元槽电压 (期待) 3.10V(5.1KA/m2时)1.2 阳极材质 钛+涂层 有效面积 2.7m2 期待寿命 8年1.3 阴极 材质 镍+活性层有效面积 2.7m2期待寿命 8年1.4 离子交换膜商品名 ACIPLEX-F6801

3、或等同品（F4403D）制造商 旭化成株式会社 有效面积 2.7m2 电流密度 16KA/m2 使用寿命 4年1.5 电解槽部件的期待寿命 垫片 4年 挠性软管 8年 进出口总管 10年 单元槽槽框 10年 液压机 10年1.6 变压器和整流器 最大要求电压 600V电流 15kA x 4系统2、 生产能力2.1界区内烧碱日产量 烧碱(按100烧碱计) 300MT氯气(按100氯气计) 276.1MT氢气(按100氢气计) 8MT2.2年操作时间 8000小时3、界区内产品规格3.1烧碱 烧碱浓度 32(wt) NaCl 30wtppm NaCIO3 10wtppm Fe203 2wtppm

4、温度 约85 压力 0.30MPaG3.2氯气 纯度(不包括C02、空气) 99vol.(干基) 氧含量 0.5vol.(干基) 氢含量 0.02vol.温度 约85 压力 4.0mH2O 含水量 饱和3.3氢气纯度 99.9vol.(干基)氧含量 0.02vol.(干基)温度 约85压力约 4.4mH2O与氯气保持0.2-0.5米水柱的压差。含水量 饱和4、界区内原料及化学品规格4.1过滤盐水(以管道送入界区) NaCl300310 g/lCa2+Mg2+ 10 mg/l Si 2.3 mg/lAl3+ 0.1 mg/lI 0.2 mg/lBa2+0.2mg/lSr2+ 2.5 mg/l F

5、e3+ 0.2mg/l Ni2+ 0.01 mg/lHg 0.01 mg/lMn 0.01 mg/lSO42- 5 g/l NaClO3 5g/l游离氯0 悬浮物 1 mg/l T.O.C 10 mg/lPH9-11 温度50 压力0.2MpaG流量120m3/h 4.2二次盐水(离子交换塔出口处) NaCl300310 g/lCa2+Mg2+ 20 ppb Si 2.3 mg/lAl3+ 0.02 mg/lI 0.2 mg/lBa2+ 0.1mg/lSr2+ 0.3 mg/l Fe3+0.02mg/l Ni2+ 0.01 mg/l Hg 0.01 mg/l Mn 0.01 mg/l SO42

6、- 5 g/l NaClO3 7g/l游离氯未检出 悬浮物 1 mg/l PH9-11 温度60 流量120m3/h 4.3回送淡盐水(从管道送出界区) NaCl 约200g1 S042- 约7 glNaCl03 约7glFe3+ 约0.3 mgl游离氯 0 PH 911 温度 约80 压力 0.3MPaG 流量 约90m3h（10万吨时） 4.4亚硫酸纳(袋装送入界区) 外观 白色粉末 纯度 95wt重金属含量 lOwtppm4.5盐酸(从管道送入界区) 浓度 31 wt Ca+Mg 0.5 wtppmFe 0.3 wtppm蒸发残渣 25 wtppm 游离氯 5 wtppm 温度 常温压力

7、 0.35MpaG4.6烧碱(界区内供应)烧碱浓度 32 wt温度 604.7纯水(从管道送入界区) 导电率 5scm Si02 0.1ppm Fe 0.1ppm 温度 常温 压力 约0.35MPaG4.8螯合树脂型号 C-467/TP-260/或等同品 外观 粒状 堆积比重 0.7-0.8zml离子交换容量 1.3g equivalent1-resinNa5、界区内公用工程5.1冷却水温度 供水 32回水 40 压力 供水 O.4MPaG回水 0.25MPaG污垢系数 0.0006m2hr/kcal5.2供电（整流变压器对整流柜采用一拖二方式）电解用电直流电最大要求电压 600V电流 15k

8、A x 4系统一般动力用电交流电低压 50Hz1，380V+5%-10%，3相4线仪表、照明用电交流电低压 50Hz1，220V+5%-10%，l相5.3氮气 纯度 99.5%压力 0.2MPaG露点 低于最低环境温度5.4仪表空气 压力 进界区压力0.6MPaG 露点 -40（0.6MPa）质量 含尘粒直径3m；油份含量8wtppm5.5 工艺空气压力 0.6MPaG质量 含尘粒直径3m；油份含量 Zn+ Ca+, Cd+ Mg+, Ni+ Sr+ Ba+ Na+最终形成以上螯合结构的树脂能够用盐酸再生，下面是方程式：(RCH2NHCH2PO3Na)2Ca + 4 HCl 2(RCH2NHC

9、H2PO3H2) + CaCl2 + 2 NaCl树脂经过氢氧化钠再生后进入一个钠型，下面是方程式：2(RCH2NHCH2PO3H2) + 4 NaOH 2(RCH2NHCH2PO3Na2) + 4 H2O RCH2NHCH2PO3Na)2Na2 + 4H2O准备就绪。树脂这样进行循环吸附(多价离子置换Na)和再生(用酸释放金属离子并且用Na置换酸)。正常树脂体积是在纯水反洗状态后测量的。实际操作时，树脂的体积和正常体积相比要缩小10-20%, 这是由盐水(从上向下流)挤压和吸附多价阳离子引起的。另外一个特点是树脂的Na型大约是H型的1.2-1.4倍，也就是说在树脂塔碱再生时体积就会膨胀。树脂

10、在盐酸处理时, 需要加入过量的盐酸来保证其再生反应。盐酸的实际使用量与化学计量的比率总体上是2-3。为了检查再生是否充分, 在再生步骤开始后的特定时间里进行废液的酸性碱性测量。通常，离子交换树脂塔的切换和再生由程序控制每24小时自动进行一次，树脂塔的切换按下表 I-3 进行。一个塔每48小时下线一次。表 I-3时间在线下线小时0 - 2424 - 4848 - 7272 - 96: 第一塔T - 160AT - 160BT - 160CT - 160A: 第二塔T - 160BT - 160CT - 160AT - 160B: 再生T - 160CT - 160AT - 160BT - 160

11、C:I-D-3.4 离子交换树脂塔下线再生(1) 再生准备一个再生进行以前必须对下面几项提前检查。1) HCl 管线就绪.2) NaOH 管线就绪.3) 纯水管线就绪。FICA-162 设定在串极模式上。4) 排出管线就绪.5) 盐水填充管线就绪.(2) 再生下线树脂塔按照表I-4进行树脂再生.再生的废液中含有HCL和NaOH的排入废水槽。(3) 再生过程的检测点1) 检查再生是否按照正确的顺序进行.2) 检查化学品、纯水和盐水流量是否正确.3) 在水洗 II 和 水洗 III 开始以后, 检查废液的酸性和碱性. 如果酸性碱性比设定值低, 把操作模式切换到 “手动”重新回到HCl 和/或 Na

12、OH再生。4) 再生以后测定树脂层高度, 如果比设定值低, 则计划添加树脂.5) 在盐水注入完成以前, 检测再生树脂塔出口废液中的钙含量。如果检测到Ca+ , 请参考 “故障排除I-G”之4串极模式 :通过程序控制自动改变流量控制器设定点。参照图. I-4.(H+) : 1.0 N(OH-): 0.5 N这些数据可以通过开车操作时做(H+)/(OH-)曲线来进一步证实。树脂料位: 大于 100 cm表 I-2 离子交换树脂塔的再生过程(T-160A/B/C)步骤号.步骤名称需要时间物料流量步骤 1水洗 11.0 小时纯水: 45.9m纯水: 45.9 m3/H步骤 2正常反洗0.5 小时纯水：

13、28.15m纯水: 56.3 m3/H步骤 3HCl 再生0.75 小时纯水：17.5m31% HCl: 4.4m纯水：23.3 m3/H 31% HCL: 5.9 m3/H步骤 4水洗 22.0 小时纯水：78.4m 纯水：39.2 m3/H步骤 5NaOH 再生1.5 小时纯水：39.75 32% NaOH：4.05 m纯水：26.5 m3/H 32% NaOH: 2.7 m3/H步骤 6水洗 31.0 小时 纯水：39.2m 纯水：39.2 m3步骤 7盐水填充3.0 小时盐水: 59.1m3 盐水: 19.7 m3/H总计975 小时备注: 每72小时进行1台塔的再生大流量反洗树脂使用

14、较长一段时间后，一些树脂颗粒会变小，使穿过树脂层的压力降升高。如果压力降的升高超过了规定值，用大流量反洗来带走小颗粒树脂。仔细观察树脂层高度，在操作中慢慢增加水流量，否则正常尺寸的树脂也会流失。(1) 打开截止阀“A”，使FICA-162上水流量慢慢增加，直到树脂高度上升到最高玻璃视镜的顶部边缘。(2) 当排到树脂捕集器的水变清，则减少水流到正常量。(3) 几分钟后，停止纯水供应。(4) 打开树脂捕集器 (Z-164)，手工取走捕集的树脂。回收正常尺寸的树脂。树脂捕集器设计为使小颗粒树脂通过Z-164底层网。 在离子交换树脂塔中装填离子交换树脂这部分描述树脂塔中离子交换树脂的装填方法和相关操作

15、。树脂塔填充树脂以后，在用盐水处理以前至少进行两次树脂再生。程序如下：(1) 树脂储藏1) 袋装树脂应保存在温暖的地方(室内20-30C)，如果放在冷的地方，将会损坏或破碎。2) 一旦树脂变干，使用时在水和盐水中不会下沉，在树脂塔反洗时可能被带出。因此在使用以前，装树脂的聚乙烯袋子应该系紧。如果一旦打开，在下次使用之前为防树脂变干再用绳把它扎紧。(2) 确认树脂填充以前必须确认下面的条件。1) 二次盐水设备冲洗完成。2) 离子交换树脂塔程序检测完成3) 程序阀铅封检测完成。4) 树脂塔用的纯水，盐酸，碱等公用工程准备就绪。(3)离子交换树脂塔中装入树脂。用袋中的树脂填充离子交换树脂塔应该按下面

16、的程序进行。1) 用纯水洗净离子交换树脂塔内部。2) 向塔中加入纯水达到整体塔高的一半3) 打开上面的手孔，装入树脂。在装填树脂时，注意不要将异物混入树脂小球中。4) 当填充量达到规定的容量时，关闭上部手孔。 在填充树脂时注意水的液位要始终高于树脂层料位，如果水位低，则加入适当 的纯水。5) 用纯水充满塔。 (4)反洗塔内填充树脂以后，用水反洗去除小的树脂颗粒、灰尘和混入的其它异物。如果反洗水的流量过大,就会迫使正常尺寸的树脂颗粒流出树脂塔。步骤和高流量反洗相同。 如果水的流量过小,就不会使小的树脂 颗粒、灰尘和其它异物得以清除。 (5)检查树脂的体积树脂的体积是通过测量Na型树脂高度进行计算

17、而得出的。 1) 纯水反洗以后，平静地沉降树脂层。 2) 测量树脂沉降层的高度，计算填充树脂的体积。(6)树脂状态确定离子交换塔开车以前, 树脂状态(Na型到H型，H型到Na型) 必须用再生过程的同样步骤进行至少两次确定。脱氯从电解装置来的盐水中溶有Cl2，大约700800mg/l。这些氯气如果不被处理掉, 将造成一次盐水精制工序的空气污染问题, 增加化学法脱氯的亚硫酸钠的单耗, 而且离子交换塔中的树脂也会被溶解的氯气损坏。因此，必须在这个装置中将溶解的氯气去除。从电解装置来的淡盐水与HCL一起进入脱氯塔(T-310)的顶部，由PHICA-312来控制pH值。脱氯塔在真空状态下工作， 真空度由

18、PICA-310和真空泵(Z-319A/B)发生和控制。氯气中的水蒸气被脱氯塔冷凝器（E-310）冷凝。蒸汽流到阳极液罐（D-280）. 剩余的没被冷凝的氯气被真空泵（C-319A/B）抽入, 然后送入成品氯气管线或除害管线。脱氯以后，脱氯盐水pH值由烧碱调节。用亚硫酸钠进行化学脱氯处理后排出界外。烧碱流量由安装在脱氯盐水泵(P-314A/B)排出管线上的pH控制器(PHICA-314)控制。脱氯塔中盐水的液位由LICZA-310控制。通常在电解槽开车时， 进入脱氯塔中淡盐水的酸度太低，很难有效的脱除溶解的氯气，因此通过PHICA-312向淡盐水中添加过量HCL。I-A-5 淡盐水脱氯酸盐部分

19、这部分讲述的是脱氯酸盐反应器（R-360）, 脱氯酸盐反应器泵（P-364A/B）和氯酸盐反应器加热器（E-364）.为了将淡盐水加热到90度，从淡盐水泵（P-264A/B）来的淡盐水通过脱氯酸盐反应器加热器（E-364）被输送到脱氯酸盐反应器（R-360）。加入31wt%的盐酸使CH+的值为大约0.5.(PH值小于1)一旦流量最大（287.1 m/hr）,盐水流量大约为5% （14.3 m/hr）。脱氯酸盐被输送到脱氯塔顶部。I-A-6输入盐水PH值控制为了在盐水中脱碳酸盐，将31wt% 的盐酸加入到精盐水中并控制ph值在3-4。脱碳酸盐水输入到盐水总罐 （D-170）。压降:1.0 kg/

20、cm以上FICA-162: 大约103.2 m3/H(LV = 11 m/H)FICA-162: 正常 56.3 m3/H(LV = 6 m/H)Z-2164底部过滤网莎纶网: F500180x38目3张莎纶网: 比F312的网目稀疏 12 目3张 真空脱氯a. 吹除“物理溶解气体从液态到气态的扩散”物理溶解气体液体气体曝气塔氯淡盐水空气真空脱氯氯淡盐水水蒸气b. 氯在水的均衡状态下与PH值的关系在水中氯有三种形式：Cl2, HClO, ClO-，这取决于PH值。在这三种形式中只有Cl2是以气体形式溶于水中。因此淡盐水的PH值应小于1.8.c. 盐水的蒸汽压力 (mm Hg)温度NaCl浓度4

21、0 oC50 oC60 oC70 oC80 oC90 oC100 oC17.5%(196 g/L)488113020431045866525.0%(300 g/L)4372117183279414599 氯在水中平衡与PH值的关系 Cl2+H2O HOCl+HCl +NaOH Na+OCl-105000-500I-D-4.7 亚硫酸钠除氯 a. 反应方程Cl2 + 2NaOHNaOCl + NaCl + H2ONaOCl + Na2SO3 Na2SO4 + NaCl总反应Cl2 + 2NaOH + Na2SO3Na2SO4 + 2NaCl + H2O为了去除脱氯盐水中遗留的一小部分氯，需要用N

22、aOH来改变PH值以使氯从 Cl2 转化成 NaOCl.Na2SO3 可以还原NaOCl, 但不能使Cl2转化成氯化物.不反应!( Cl2 + H2O + Na2SO3 Na2SO4 + 2HCl )b. ORP 计氧化还原电位计( Oxidation and Reduction Potential ) 氧化还原电位NaOCl + Na2SO3 NaCl + Na2SO4 Reduction 还原正常ORP -50 mV五、电解及循环流程循环流程示意图如图3所示电解工艺分成下面三个部分:阳极循环部分阴极循环部分电解部分 图2-3 循环流程示意图brine: 盐水 depleted brine

23、tank: 淡盐水储槽 depleted brine pump:淡盐水泵 caustic sode pump: 碱液泵caustic soda tank:碱液储槽 D.M.water:纯水 electrilyzer:电解槽1、阳极循环部分：精制后的盐水通过高位槽的精制盐水总管(D-170)送入每个电解槽的阳极入口总管。精制盐水是通过连接在总管和所有单元槽阳极室的软管进入阳极室的。精制盐水的流量由装在每个电解槽的FICZA-231A-L 来控制的。 FICZA-231A-D 是通过供给每个电解槽的直流电流串极控制的。精盐水在阳极室被电解，同时产生氯气并且氯化钠浓度降低。电解过程中， 阴极室的氢氧

24、根离子通过离子膜移动到阳极室。连续不断的向阳极室添加盐酸以中和移动过来的氢氧根离子。盐酸的量由FICA-211A-D来调整。氯气和淡盐水的混合物通过软管出来进入出口总管，在那里进行气液分离。 然后液体被送回到淡盐水槽D-260。在出口总管分离的氯气被收集进入氯气总管并送到D-260的顶部。氯气的压力通过D-260 之后的 PICZA-216控制。同时， 淡盐水从D-260排出并送到淡盐水处理工序。一部分淡盐水被引入到精制盐水总管来保护钛管。2、阴极循环部分：阴极液通过高位槽 D-273，从阴极液总管被送到电解槽的入口总管。 阴极液通过连接在总管和每个单元槽阴极室的软管送到阴极室。在阴极室内电解

25、， 产生氢气和烧碱。氢气和阴极液的混合物通过软管出来流到出口总管，在那里进行气液分离。液体被送到阴极液罐(D-270)。同时阴极液从D-270排出，通过高位槽D-273回到电解槽。一部分阴极液送到成品碱储槽。在出口总管分离出来的氢气被收集然后进入氢气总管并送到D-270顶部的除雾器。氢气压力通过D-270之后的 PICZA-226控制。3、电解部分： 一个电解槽由下面的部分组成:(1)158个复极单元槽， 2个阳极端框和2个阴极端框(2)160张离子交换膜(3)2个挤压组件到挤压安装单元槽(4)输入阳极液和阴极液的入口总管 (5)收集阳极液和阴极液的电解产品的出口总管(6)连接单元槽和总管的160x4根挠性软管 (7)2 个控制油缸油压的油压分配器电缆连接到安装在电解槽末端的两个端框上。电流供应在控制室调节。前面描述了阳极液和阴极液进入电解槽的方式。在开车准备期间，为了观察阳极室和阴极室的液位，为两室安装了透明管，液