离子膜电解工序培训教材

1、 可修改 欢送下载 精品 Word 可修改 欢送下载 精品 Word 可修改 欢送下载 精品 Word重庆(zhn qn)天原化工离子(lz)膜电解工序培训教材编写(binxi)： 重庆(zhn qn)天原化工二六年十月(sh yu)第一章 概 述第一节 电解槽介绍(jisho)一、电槽规格(gug)1 类型(lixng) ： BiTAC-8882 离子(lz)膜类型 ： Flemion“ 8020F80203 单元(dnyun)槽数量 ： 884 阳极有效面积 ： 3.276 m2 885 阳极 ： DSA6 阴极 ： 活性阴极7 额定电流 ： 14.795 kA (Max最大.17.8 k

2、A)8 额定电流密度 ： 4.516 kA/m2 (Max. 5.4 kA/m2)9 重量净重 ： 大约22.5 吨/槽10 重量运行重量 ： 大约39.7 吨/槽11 电解槽数量 ： 4 台二、结构BiTAC-888由一个阳极端框、87个中框和一个阴极端框通过一套拉杆组合而成。在阳极使和阴极室间装备88张离子膜，以及特殊的垫片。见如下插图BiTAC槽容易并且能快速装配和解体，这是因为电解槽部件少，重量较轻。三、电解槽电回路4台套BiTAC-888型离子膜电解槽和4个独立的回路。4台电解槽设计成一个电解槽回路，按4行布置，通过母排连接到一台整流变压器上，该整流变压器可提供用于电化学反响的直流电

3、。来自整流器正极的电流通过(tnggu)电解槽阳极端框、中框和阴极端框回到整流器的负极。电解槽回路(hul)和地面作电气隔离，防止(fngzh)电流漂移(pio y)。每台电解槽安装在侧梁上,单元(dnyun)槽支架和侧梁间用特氟隆制垫片隔离。此外，在侧梁上还安装有4个绝缘垫，确保和大地的绝缘。在电解槽回路上有88个单元槽，整流器正负极接线端子的直流电额定电位差为280V，来自整流器正极侧的DC(直流)接线端子的电流和大地间的电位差为140 V，电流到达下一个单元槽，与大地的电位差降低，在回路的中性点，电压为0，然后电位开始递减，在整流器DC(直流)接线端子的负极为负140V。回路的中性点可能

4、会漂移，因为每台单元槽有一个单元电位差。四、电解槽的特性在装置中，离子膜电解槽是关键设备，采用CEC氯工程公司新型的BiTAC电解槽。1、 能耗低2、 高电流密度运行3、 原料盐水添加HC14、 方便的维护5、 电解槽的耐用材料6、 溢流形式对于(duy)BiTAC电解槽，在每个中框的上方(shn fn)设置了别离(bil)空间(kngjin)，气体和电解液在其中被别离(bil)，以较低压力波动的溢流方式从单元室流出。因此，需维持每个单元槽上部空间阳极液和阴极液的液位，并且离子膜不得暴露在气相中。7、 流体可视8、 上部电解液的分布均匀9、 防止漏电的措施BiTAC采用特殊设计的树脂制成的分歧

5、管，防止漏电，特氟隆制的原料管较长。单元槽厂房内电解液总管采用了电腐蚀防护，并作最正确设计。第二节 生产原理一、概述本装置采用了日本CEC公司的BiTAC888高电密自然循环复极式电解槽，界区包括过滤盐水二次精制、电解和脱氯等工序。盐水的二次精制采用三塔运行工艺，切换和再生由现场PLC控制盘实行自动控制。电解槽采用的离子膜为日本旭硝子8020磺酸羧酸复合膜，具有槽电压低、适应高电流密度运行到达6.0KA/m2的特点，电解槽采用了独特的结构，波纹状的阴阳极室，将常见的隔板和导电筋板结合在一起，改善了电解槽内部的循环，保证了电解液浓度的均匀。脱氯工序采用了真空脱氯化学脱氯的工艺，脱氯及氯酸盐分解所

6、产生的氯气进入氯气总管。二、根本原理一盐水二次精制原理由于过滤盐水中还含有少量的金属阳离子如Ca+ 、Mg+等，会沉积于膜外表或内部，堵塞离子膜的交换通道，造成槽电压上升，电流效率下降，因此，必须对过滤盐水进行二次精制，除去金属离子，满足离子膜电解槽的要求。盐水的二次精制采用了螯合树脂吸附的方法，螯合树脂结构为苯乙烯二乙烯基苯共聚物作为母体的氨基磷酸基官能团、亚胺基乙酸、亚胺二乙酸基、胺基磷酸型等，苯乙烯二乙烯基苯共聚物作为母体的氨基磷酸基官能团它的堆比重0.10.3g/ml，总容量1.3N/l，其化学式为：RCH2NHCH2PO3Na2，树脂中的钠易被金属离子特别是二价阳离子所取代，难易程度

7、顺序为 Cu+Pb+Zn+Ca+Mg+Ni+Ba+Na+。例如2 RCH2NHCH2PO3Na2+ Ca2+RCH2NHCH2PO32 Ca Na2+2 Na+螯合树脂吸附阳离子后可以用盐酸及烧碱再生，再生方法是将盐酸用脱盐水稀释至4%后送入树脂塔再生，到达再生时间后，用脱盐水冲冼，分析再生合格后，再用5%NaOH再生，目的是使树脂转型，方法与酸相同。其反响方程式如下：RCH2NHCH2PO32 Ca Na2+4HCl2 RCH2NHCH2PO3 H2+CaCl2+2NaClRCH2NHCH2PO3 H2+2NaOHRCH2NHCH2PO3Na2+2H2O三塔运行的模式，即二塔串联运行，在运行

8、一定时间后，主塔离线进行再生(zishng)。三塔运行顺序如下：时间 第一塔 第二塔 再生塔脱机024 T1501A T1501B T1501C 2448 T1501B T1501C T1501A 4872 T1501C T1501A T1501B 7296 T1501A T1501B T1501C 二电解(dinji)根本(gnbn)原理(yunl)在一台离子交换(l z jio hun)膜电解槽中，超纯盐水发生以下主要的电化学反响来生成烧碱NaOH。1、在阳极室，氯化钠在盐水中离解以离子状态存在，反响方程式如下：NaC1 Na+ + C1-阳极主要的反响是阴离子Cl- 氧化成气态的Cl2。

9、 2C1- C12 + 2e阳极室的阳离子Na+携带局部水通过离子交换膜到达阴极室。2、阴极室中的水被电解，阴极的主要反响是阳离子H+复原生成了产品H2，同时生成氢氧根离子，钠离子Na+ 和OH-结合生成NaOH。反响方程式如下：2H2O + 2e H2 + 2OH-Na+ + OH- NaOH3、总的电化学反响方程式为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2离子膜电解采用了磺酸羧酸复合膜，离子交换膜的膜体中有活性基团，由带负电荷的固定离子如SO3-、COO-，与一个带正电荷的对Na+形成静电健。由于磺酸基团具有亲水性，能使离子膜在溶液中溶胀，膜体结构变松，形成许多细微弯曲

10、的通道，使其活性基团中的对Na+可以与水溶液中的同电荷的Na+进行交换。同时膜中的活性基团中固定离子具有排斥Cl-和OH-的特性，从而制成高纯度的氢氧化钠溶液。在运行期间，阳极液中会有局部Cl-离子通过离子交换膜渗透到阴极室，生成少量的盐。通常情况下，离子膜的电流效率较低，阴极室生成的盐就会较高。在电解期间，由于电场的作用，OH-从阴极室反迁移到阳极室，电解槽电流效率降低，阳极和阴极的效率都会降低，直接损失OH-。在循环(xnhun)NaOH管道(gundo)中参加(cnji)脱盐水，以调节阴极室的烧碱液浓度(nngd)。从阳极中放出含有Cl2的淡盐水。从阴极(ynj)室中放出含有H2的成品烧

11、碱液。用脱盐水稀释循环烧碱液，然后返回进入阴极室。由于阴极液OH-浓度升高，电流效率会降低，因此，成品NaOH的浓度是有限度的，根据采用的离子膜类型，一般为32 35 wt%。新安装的离子膜允许携带少量OH- 和Cl-的Na+通过，但是，随着离子膜运行时间的增长，离子膜会出现老化，阴离子通过离子膜泄漏量将增加，引起电流效率下降和阳极液PH升高，见以下电极反响方程式。1 H2O被氧化生成氧气。H2O1/2 O2(g) + 2H+ + 2e-4、电解过程主要付反响1氯气不分解C12(g) C12(aq) Eq. (1)2游离氯在水中离解C12(aq) + H2O HClO (aq) + H+ +

12、Cl- Eq. (2)3次氯酸的离解HClO (aq) ClO- + H+ Eq. (3)4反响式 (2) 和 (3)相加C12(aq) + H2O2H+ + C1O- +C1- Eq. (4)5 C1O3-的产生2HClO (aq) + OCl- ClO3- + 2H+ + 2Cl- Eq. (5)6反响式 (4) 和 (5)相加3C12(aq) + 3H2O C1O3- + 6H+ + 5C1- Eq. (6)7 H+和阴极室反迁移过来的OH-发生中和反响H+OH- H2O8超纯盐水中的碳酸钠和阳极液中的H+作用，生成盐和二氧化碳，可能会影响氯气的纯度。Na2CO3 + 2HC1 2NaC

13、1 + H2O + CO2NaHCO3 + HC1 NaC1 + H2O+ CO2在阳极室生成氯气的电流效率为92.5 -97%时，正常的烧碱阴极电流效率为94 97%。在阴极室生成氢气的电流效率一般接近100。当氯气和氢气分别在阳极室和阴极室产生时，Gibbs吉布斯自由能转变为电极反响，作用于电极，离子交换膜的分解电压降如下：名 称电压V分解2.25液体接触0.06阳极过电压0.04阴极过电压0.13离子膜0.33溶液0.02气泡效应结构0.23电阻降总电压3.06在 4.0 kA/m2, 90, 32 wt% NaOH当电解槽新装配后，上述总电压显示的是阳极和阴极(ynj)接线端子间的电压

14、。引起电压降损失的电压消耗如下：1 阳极(yngj)活性衰减2 阴极(ynj)活性衰减3 阳极(yngj)外表(wibio)被超纯盐水中的杂质覆盖4 因为超纯盐水杂质的污染，离子膜电阻增大5 产生的氧使电流效率下降三脱氯及氯酸盐分解根本原理1、淡盐水脱氯本装置采用真空脱氯加化学处理的工艺。从离子膜电解槽出来的淡盐水含有游离氯，以二种形式存在。一局部是溶解氯，其溶解量与淡盐水的温度、浓度、溶液上部的气相分压有关。另一局部是阴极室OH-返迁移到阳极室进行副反响消耗的氯，其反响量与返迁移OH- 浓度有关，电流效率越低，返迁移的OH- 越多，生成的ClO-也越多。在进脱氯塔前参加一定量的盐酸，利用同离

15、子效应的原理，使平衡向有利于氯气解析出来的方向移动，解析出来的氯气用脱氯真空泵抽出并入氯气总管，反响方程式为：经过真空脱氯后的淡盐水仍含有少量的氯气，这些剩余的氯气用亚硫酸钠和少量的碱进行中和，反响方程式为：2、氯酸盐分解盐水在电解过程中会产生氯酸盐(NaClO3)，它是电解生产中不允许的副产物。氯酸盐产生的速率受电解槽运行的电流效率影响。原料盐水含NaClO3过高对离子膜性能会产生危害。因此，原料盐水NaClO3的含量一般控制在20 g/l以下。装置中氯酸盐分解过程按照以下二个反响方程式进行上述(shngsh)反响(fnxing)式中，哪一个(y )优先发生要视运行条件而定，不管怎样，反响(

16、fnxing)式1应优先选择，因为(yn wi)反响式2会产生有危害性的ClO2气体。有必要依照以下条件减少反响式2的产生。(1) 提高反响温度(2) 提高过量酸浓度但是，反响式2不可能完全防止，也不可能完全分解。第二章 原辅材料规格一、原材料规格 1、 主要原材料 (1) 名称 ：过滤精盐水 (2) 相态 ：液体 (3) 主要成分 NaCl ： 300315 g/l SO42- ： 58 g/l NaClO3 ： 2 g/l NaOH ： 0.20.3 g/l Na2CO3 ： 0.40.6 g/l Ca+Mg(折Ca) ： 1.0 mg/l Sr ： 0.3 PPm SiO2 ： 5 PP

17、m Ba ： 0.1 PPm I ： 0.2 PPm Al ： 0.1 PPm Fe ： 0.1 PPm Ni ： 0.01 PPm Mn ： 0.01 PPm 游离氯 ： 检不出 有机物(as TOC) ：10 PPm SS ： 1.0 PPm (4) PH ： 约, 11 (5) 供给压力 最大 ： 200 kPaG 最小 ：150 kPaG(6) 供给温度 ： 约50 二、主要化学品规格1、 亚硫酸钠 (1) 名称 ：亚硫酸钠 (2) 成份(wt%) Na2SO3 ： 96 Fe ： 0.005 游离碱以Na2CO3计： 0.4 透明度 (mm) ： 50 (3) 状态 ： 粉状 (4)

18、 供给方式 ：袋装 2、 烧碱(NaOH) (1) 成份 NaOH ： 32% 杂质 ： 离子膜碱级含 Fe0.3PPm (2) 供给压力(kPaG) ： 200 (3) 供给温度() ： 环境温度 3、 高纯盐酸(yn sun)(HCl) (1)成份 HCl ： 31 wt% Fe3+ ： 10 wtPPm Ca2+Mg2+ ： 0.5 wtPPm 游离(yul)氯 ： 5 wtPPm 有机物TOC： 检不出 (2) 供给(gngj)压力(yl)(kPaG) ： 200 (3) 供给(gngj)温度 () ： 环境温度 三、界区公用工程1、蒸气 (1) 压力(kPaG) 最大 ：350 最小

19、 ： 300 (2) 温度 () ：饱和 2、一次水 供给压力 ：300KPaG 温度 ：常温 3 、电源 AC380V+5/-10% 3 相 50Hz1% AC220V+5/-10% 1 相 50Hz1%AC35KV5/-10% 3相 50Hz1% 4、空气 (1) 名称 仪表空气 装置工艺空气 (2) 供给压力 (kPaG) 最低 ： 500 400 (3) 供给温度() ： 环境温度 (4) 设计温度 () ： 50 50 (5) 露点 () ： -26 -40 (6) 污染物油和尘 ： 无 无 5、 氮气 (1) 供给压力 (kPaG) 正常 ： 300 最低 ： 200 (2) 供给

20、温度() ： 环境温度 (3) 成分(vol%) N2 ： 99.5 (4) 污染物油和尘含量 ： 无第三章 产品规格一、 烧碱NaOH1、产品名称: 烧碱；俗名：火碱、苛性钠；学名：氢氧化钠；分子式：NaOH分子量：39.997。2、氢氧化钠的物理性质： 固体烧碱呈白色，有光泽，可以做成桶碱、片碱和粒碱。隔膜碱因含有杂质，有时呈兰紫色。纯氢氧化钠是白色易潮解的固体，能溶于水，溶化时放出高热， NaOH水溶液有滑腻感，呈碱性，具有极强的腐蚀性，对皮肤侵蚀力很大。烧碱能溶于酒精、甘油，不溶于丙酮。固体NaOH熔点318.4，比重2.13(20/4)，沸点1390，比热1.582kJ/kg.(19

21、-100)、2.07kJ/kg.熔融态，溶解热42.218kJ/mol，生成热426.32kJ/mol，熔融热0.69kJ/mol，汽化热132.09kJ/mol，电导率2.12-1m-1320、2.82-1m-1400，粘度(zhn d)Cp 4.0350、2.2450，导热(dor)系数3.64kJ/mol.h.400，饱和(boh)蒸汽压0.13kPa739，相对(xingdu)密度水=12.12。3、氢氧化钠(qn yn hu n)的化学性质：氢氧化钠是强碱，化学性质十分活泼。3.1 氢氧化钠水溶液呈碱性，能使紫色石蕊变兰，使无色的酚酞变红。3.2能与酸发生中和反响：NaOH + HC

22、l = NaCl + H2O NaOH + CH3COOH =CH3COONa + H2O3.3能与酸性氧化物反响: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O NaOH + CO= NaCOOH (加热时反响)3.4能与盐类发生反响: 2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2+2NaCl3.5能与非金属元素发生反响，如和氯气反响生成次氯酸钠和氯化氢气体，氯化氢气体可进一步为氢氧化钠吸收生成盐和水：NaOH+Cl2=NaClO+HClNaOH + HCl = NaCl + H2O3.6与金属作用：氢氧化钠水溶液在常温下能溶解两性金属，如和锡、锌、铝反响生成锌酸钠、锡酸钠、铝酸钠，同时放

23、出氢气： 2Al + 6NaOH = 2Na3AlO3 + 3H2Zn+ 2NaOH = Na2ZnO2+ H2Sn+ 2NaOH +2H2O = Na2Sn(OH)4(白色)+ H2在常温下，氢氧化钠对铜、铁的腐蚀性较少，对生铁那么更小，紫铜能被浓碱腐蚀。对镍、银、金、铂等无腐蚀性，在高浓度高温时，对钢铁有严重的腐蚀作用，浓度越高，腐蚀越强。3.7氢氧化钠及其水溶液对纤维和人体皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用，会溶解皮肤中的脂肪，使皮肤糜烂、脱皮，对人眼及皮肤伤害尤为厉害。3.8与硅化物的作用：氢氧化钠对含有二氧化硅的玻璃、陶器、瓷器等均有腐蚀作用生成硅酸钠：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+

24、H2O由此可知氢氧化钠溶液可浸蚀陶瓷、玻璃、石英玻璃等材料(cilio)制成的容器，因此应用铁、不锈钢、镍等材料制作容器。3.9与硫作用(zuyng)：氢氧化钠与硫作用，生成一复杂的混合物含硫化钠、过硫化钠、硫代硫酸钠和亚硫酸钠。4、主要(zhyo)成分NaOH ： 3233 wt% NaCl ： 40 wt PPmNaClO3 ： 10 wt PPm Fe2O3 ： 3 wt PPmNa2CO3 ： 400 wt PPm二、 氯气(l q)在界区 (1)主要(zhyo)成分干基无空气 Cl2 ： 98.5 vol% O2 ： 1.0 vol% H2 ： 0.03 vol% (2)出界区 (a

25、) 温度 ： 8290 (b) 压力 ： 约0 mmAq 在电解槽处三、 氢气在界区 (1)主要成分干基无空气 H2 ： 99.9 vol% 湿度 ： 饱和(2)出界区 (a) 温度 ： 8290 (b) 压力 ： 在电解槽处约为350mmH2O四、 回收盐水1、 脱氯后淡盐水 (1)主要成分 NaCl ： 20010 g/l 游离氯 ： 检不出 NaClO3 ： 约5 g/l (2) PH ： 79(3) 出界区温度 () ： 7080第四章 工艺表达第一节 生产能力本系统离子膜烧碱生产能力为：正常：6万吨/年折100%NaOH最大：7.2万吨/年折100%NaOH第二节 年操作(cozu)

26、时间本装置按年工作(gngzu)时间8000小时(xiosh)计第三节 工艺流程(n y li chn)表达(biod)工艺流程方块示意图见附图二、工艺(gngy)流程(lichng)表达(biod)1、140工序(gngx)-盐酸(yn sun)添加工序为了满足螯合树脂吸附工序的需要，来自界区的过滤精盐水参加HCl调节PH，将1#盐酸泵输送来的盐酸按比例参加纯水稀释至1520后，直接参加到过滤精盐水管道中，31HCl通过FT-1401控制，流量大约为0.12 m3/h，并和PH计实行串极调节。经管道混合器充分混合均匀，经在线PH分析检测为9后进入过滤精盐水槽(V-1402)，液位控制在40以

27、上，然后通过过滤精盐水泵P-1402A/B输送至过滤盐水换热器(E-1401)将过滤盐水加热到大约60，根据盐水中游离氯的含量，适量参加Na2SO3溶液，控制游离氯的含量为0，然后输送至螯合树脂吸附工序。换热器低压蒸汽的调节阀TV-1413和出口温度检测TE-1413实行串极调节，在树脂塔盐水进口流量FICA-1508低低报和TE-1413高高报时，该阀自动关闭。过滤精盐水泵P-1402A/B在过滤精盐水槽(V-1402)液位出现低低报13时自动停止运转。加酸系统：来自界区的31%HCl进入高纯酸贮槽V-1407中，液位控制在64%，酸雾至酸雾吸收器(V-1505)，盐酸溶液用1#酸泵P-14

28、08A/B输送至各用酸点，如氯酸盐分解槽(V-1603)、过滤精盐水槽进口管、电解槽R-2001A/C、超纯盐水槽(V-1501)、淡盐水槽(V-2001)等。2#酸泵P-1409将盐酸输送至再生酸贮槽(V-1504)中，用于树脂再生。当淡盐水槽(V-2001)液位出现低低报20%时，2#酸泵P-1409自动停止运转。2、150工序-螯合树脂吸附在螯合树脂吸附工序中，过滤盐水经过树脂层，盐水中的微量杂质如钙、镁被吸附在树脂上，盐水得到精制，盐水流量通过FICA-1508控制，调节阀FV-1508和超纯盐水槽(V-1501)液位实行串极调节，来自螯合树脂塔的超纯盐水经树脂捕集器F-1501除去破

29、碎树脂颗粒，来自1#酸泵P-1408A/B的31%HCl约0.02 m3/h按比例参加脱水稀释至1520后，参加到过滤精盐水管道中调节PH至5后进入超纯盐水槽(V-1501)，PH为在线检测。液位控制在85，并且液位和盐水流量调节阀FV-1508实行串极调节，。用超纯盐水泵(P-1501A/B)将超纯盐水送至电解槽，流量根据电解槽的反响信号，通过FICA-2002-14控制。在树脂塔切换到流程前，用超纯盐水进行置换，流量通过流量计FG-1505控制，置换的盐水和超纯盐水作为回收盐水送至过滤盐水槽(V-1402)。螯合树脂再生(zishng)废水的处理：来自树脂再生的废水含有很强的酸性或碱性，通

30、常流入再生废水地坑(V-1502)中，与来自(li z)酸雾吸收器(V-1505)的废水混合(hnh)后用再生废水泵P-1502输送至废水处理工序(gngx)，通过液位开关LS-1504控制(kngzh)废水泵的运行手动或自动，从而控制地坑的液位在884。脱盐水输送系统：来自脱盐水站的纯水进入脱盐水槽V-1506中，控制液位在60，用1#脱盐水泵P-1504输送至树脂塔再生和电解槽清洗，用2#脱盐水泵P-1505A/B输送至脱盐水总管，供各使用单元。3、淡盐水脱氯和氯酸盐分解3.1 淡盐水脱氯为了去除游离氯，在进入脱氯和除氯酸盐系统前，参加稀盐酸酸化来自电解槽R-2001A/C的淡盐水，调节淡

31、盐水PH值在2以下后，进入淡盐水槽V-2001中，控制液位在60。液位和淡盐水泵P-2001A/B出口液位调节阀LV-2003、电解槽超纯盐水进口流量调节阀FV-200201/04实行串极调节，用淡盐水泵P-2001A/B将淡盐水送出，机泵和液位开关LS-2003实行串极调节，当淡盐水槽V-2001液位低低报时约17，机泵自动停止运转。淡盐水一局部去氯酸盐分解槽(V-1603)除去淡盐水中的ClO3-后进入氯水槽V-1605，一局部去脱氯塔(T-1601)去除淡盐水中的游离氯。还有一局部淡盐水经流量调节阀FV-2022调节流量后，返回到电解槽进口管中，调节进槽盐水浓度，提高盐水中的游离氯，使局

32、部钛材外表形成氧化膜。脱氯工序的反响原理见如下化学反响方程式。在酸性盐水中，通过脱氯塔(T-1601)处理，可以除去大局部的游离氯，在T-1601的出口，盐水中的游离氯含量约为1030 mg/l。在脱氯塔(T-1601)中，通过真空泵(P-1601A/B)控制真空度为270 torr，并与真空调节阀PV-1601实行串极调节，从淡盐水中分解游离氯与氯气的分压相平衡。从脱氯塔(T-1601)出来的氯气经氯气冷凝器E-1601除去局部水分后，用真空泵输送至氯气总管，冷凝产生的氯水回流到氯水槽V-1605中。经过真空脱氯后的淡盐水需进行化学脱氯，在送出界区的脱氯淡盐水泵P-1602A/B进口管道中参

33、加32% NaOH和10% 亚硫酸钠 (Na2SO3)溶液，除去余氯后出界区。化学反响方程式如下：脱氯后的淡盐水用脱氯淡盐水泵(P-1602A/B)送出界(ch ji)区。脱氯塔(T-1601)的液位通过(tnggu)液位控制系统LICA-1603控制(kngzh)，保持其液位在60。通过(tnggu)PH计AICA-1602控制(kngzh)32% NaOH的参加，使PH保持稳定，流量调节阀与机泵实行联锁。参加10 Na2SO3溶液后，用ORP计AIA-1604可以监测盐水中的游离氯。3.2 氯酸盐分解淡盐水通过淡盐水泵(P-2001A/B)，在参加31% HCl溶液后输送至NaClO3分解

34、槽(V-1603)，31% HCl的参加量依照淡盐水的流量控制，NaClO3分解后的过量酸浓度高于30 g/l。在NaClO3 分解槽 (V-1603)通入蒸汽和装置空气使淡盐水充分煽动，然后靠重力作用，分解后的淡盐水进入氯水槽(V-1605)中。来自NaClO3 分解槽 (V-1603)的尾气输送至氯气废气处理工序。4、电解工序1阳极系统来自超纯盐水槽(V-1501)的超纯盐水加酸后输送到各电解槽中，然后分布到各阳极室分解成氯气和钠离子。每台电解槽的原料盐水管道上设置一个流量控制器(FIC-2002-01/04)，控制超纯盐水的流量。从每个阳极室出来的淡盐水和湿氯气两相，进入安装在每个电解槽

35、上的集液别离装置，在此实现淡盐水和氯气别离。从别离器出来的淡盐水通过支管和总管，靠静压力进入阳极液循环槽V-2001中，同时通过分歧管和氯气总管将氯气输出至氯气冷却和鼓风机系统。在来自电解槽的淡盐水中参加盐酸，参加量经一个HCl流量控制器(FICA-2005)调节到淡盐水的PH为2。在阳极液收集系统设置一个PH计(AIA-2005) 监控淡盐水的PH。来自阳极液收集系统的局部淡盐水经淡盐水泵P-2001A/B被输送到脱氯和氯酸盐分解工序，淡盐水槽V-2001液位通过液位控制器(LICA-2003)控制，另一局部返回到电解，与新鲜的超纯盐水混合后进入电解槽。为了保持电解槽的压差稳定，在氯气总管上

36、设置了二个氯气液封V-2003A/B，V-2003A液封高度为80mm，当氯气压力过高时大于80mm冲破液封氯气泄压到废氯气管，排至吸收工序。V-2003B液封高度为120mmH2O，当氯气负压过高时大于120mmH2O，外部空气进入维持压力在正常水平。 在装置停车期间，向阳极充入脱盐水进行稀释，防止盐结晶。开车时，按离子(lz)膜要求调节阳极液浓度。2阴极(ynj)系统来自(li z)电解槽的32%NaOH靠静压作用(zuyng)进入循环碱槽V-2002中，通过(tnggu)液位控制系统LT-2022和LV-2022控制液位在72%，然后用循环碱泵P-2002A/B送出，一局部参加脱盐水的循

37、环稀碱液通过烧碱换热器E-2001进行冷却，返回到各电解槽的分支管，再进入每个阴极室，在此产生的阴极电极反响将水分解成H2和OH-，循环量由安装在每个电解槽上的流量控制器(FICA-2021-01/04)控制，脱盐水的参加由流量调节阀FV-2006控制，并与整流器实行联锁。一局部直接送至片碱工序，余下局部作为成品碱经成品碱冷却器E-2002冷却到45后送出界区。从每个阴极室出来的碱液和H2两相，进入安装在每个电解槽上的集液别离装置，在此实现碱液和氢气别离。从别离器出来的碱液通过支管和总管，靠静压力进入阴极液循环槽V-2002中，同时氢气通过支管和总管被送至H2处理工序。烧碱换热器E-2001对

38、循环碱液进行加热或冷却，通过温度控制器(TICA-2007)保持电解槽温度在8590。开车时换热器对电解槽的电解液进行加热，使其在电压不过高的前提下到达最大电流负荷。通过一个碱密度计(AIA-2006)监控来自电解槽的循环碱浓度，正常情况下维持在大约32%，是离子膜性能的最正确浓度，通过一个流量控制器(FICA-2006)调节循环碱液的脱盐水参加量，样品流回循环碱槽V-2002。为平衡氢气压力和开停车充氮气，在氢气总管上设置了氢气防空槽V-2004，液封高度为500mm。第五章 仪表和控制系统一、超纯盐水1、流量控制在单槽超纯盐水进口管道上设置一个带上下报的流量控制系统(FICA-2002-1

39、/4)，在各种电流条件下保持盐水流量为恒定值。2、流量显示假设超纯盐水的供给意外打乱，继续电解后的电解液氯化钠浓度会降低，最后低于离子膜所允许的极限条件，将导致离子膜的损坏。为了防止盐水流量故障引起的损坏，流量显示器在低流量时给出一个报警，DCS联锁开关在流量低低报时关闭对应的整流器，整流器开关延时180秒关闭。3、管道(gundo)接地在每台槽原料(yunlio)盐水管道上设置Ti+DSA制 (MA-2001-A/D牺牲(xshng)电极)的接地(jid)，防止金属材料的电腐蚀，防止(fngzh)因为电位差引起杂散电流，使盐水流量控制系统出现显示错误。4、盐水稀释在每个回路脱盐水管道上设置一

40、个就地流量计(FG-2004-1/4)，检查流量，稀释阳极液，以维持电解槽当时的运行条件。(以及在电槽维护时，稀释阳极液)二、循环盐水1、流量控制返回盐水设置了一个带显示的流量控制系统(FICA-2022)，并提供低报警。2、流体回流保护在循环盐水管道上的机泵出口处，设置止回阀，防止流体回流，以及在电解液排放时导致机泵故障。为了防止流体回流和排放时损坏止回阀，在P-2001 A/B 都停止运转时，DCS将联锁流量控制阀(FV-2022)故障关闭。3、混合器为了使返回盐水和超纯盐水更好地混合，在单槽原料盐水管道上设置静态管道混合器(MS-2001A/D)。三、单槽原料碱液1、流量控制在单槽原料碱

41、液管道上设置一个带高报和低报的流量控制系统(FICA-2021 -1/4)，保持碱液流量为恒定。2、流量显示单槽原料碱液的供给假设出现意外情况，不良的碱液分配会使原料供给不平衡，超过规定允许界限的过低或过高的碱浓度最终都会导致离子膜损坏。为了防止离子膜损坏，流量显示器在流量低低报时给出一个报警，DCS联锁开关在流量低低报时关闭整流器。整流器延时300秒关闭。成品碱流量用一个流量集成器(FRQ-2022)进行监控和累计。当循环烧碱液槽(V-2002)液位为高高或P-2002A/B都停止运转时，DCS将联锁流量控制阀故障关闭。3、管道接地在每台电解槽原料烧碱液管道和返回烧碱液总管上设置了镍制的管道

42、接地装置(MA-2002A/D, 2004A/D牺牲电极)，保护金属材料免受电化学腐蚀，防止因为电位差引起电流漂移，使单槽原料烧碱液流量控制系统出现显示错误。4、温度控制通过(tnggu)烧碱液换热器(E-2001)冷却(lngqu)或加热烧碱液，控制电解槽温度。通过温度控制系统(TICA-2007)，TV-2007进行(jnxng)加热或冷却(lngqu)操作(cozu)。在高温和低温时，一个温度显示器(TICA-2007)给出报警，以监控出现的异常运行状况。当所有的整流器停止或原料烧碱液流量为低低时，DCS联锁关闭TV-2007。5、温度显示器在每台电解槽阴极液出口上设置一个带高报的温度显

43、示器(TIA-2021-1/4)，用于监控电解槽温度。6、烧碱液浓度控制参加到返回碱液的脱盐水流量用流量控制系统(FICA-2006)控制，确保电解槽出口的碱液浓度大约为32 wt%。在高流量和低流量时，提供一个报警，以监测异常运行状况。如果所有整流器停止运行，DCS联锁关闭流量控制阀(FV2006)。7、液位控制用带高位和低位报警的液位控制系统(LICA-2022)控制循环烧碱液槽液位。LICA-2022在低低位时，DCS联锁将停止烧碱液循环泵(P-2002A/B)，保护机泵不受机械损伤。在高高位时，DCS联锁将关闭返回碱液流量控制阀(FV2021)，如果液位恢复，那么联锁将自动恢复原料液阀

44、开启。8、烧碱液循环泵对于烧碱液的循环，配备一台备用泵，一旦主机故障，手动启动备机。两台泵都停止时，DCS将联锁故障关闭TV-2007，停止蒸汽的供给。9、烧碱液密度用带上下报警的密度计(AIA-2006)，检测成品碱液浓度，用于监测异常运行条件。10、流体回流保护在循环碱液管道上机泵出口，设置止回阀，防止流体回流，以及在阴极液排放时导致机泵故障。为了防止流体回流和排放时损坏止回阀，在P-2002 A/B 都停止运转时，DCS将联锁流量控制阀FV-2021-1/4故障关闭。四、淡盐水1、液位控制通过带上下液位报警的控制系统(LICA-2003)，维持阳极液循环槽(V2001)的液位。当LS-2

45、003高高报时，DCS将关闭流量控制阀(FV-2002-1/4)，防止阳极液循环槽液位在高高时溢流。如果液位恢复正常，原料液阀门的联锁将自动恢复。在LICA-2003液位低低报时，DCS联锁将停止淡盐水泵(P-2001A/B)，防止机泵的机械损伤。2、淡盐水泵对于淡盐水的循环，配备一台备用泵，一旦主机故障(gzhng)，手动启动备机。3、淡盐水PH值在HC1添加(tin ji)管道上，设置一个带上下(shngxi)报警(bo jng)的流量控制系统(FICA-2005)，维持(wich)HC1流量为恒定值。当所有整流器停止时，DCS将联锁故障关闭流量控制阀。用带上下报警的PH检测仪测定淡盐水P

46、H，监测异常运行状态。4、管道接地在每台槽淡盐水管道上设置Ti+DSA制的接地装置(MA-2003A/D牺牲电极)，防止金属材料的电腐蚀，防止因为电位差引起杂散电流，使盐水流量控制系统出现显示错误。五、氯气和氢气调节C12 和H2的压力，可以防止离子膜的机械损伤，延长离子膜的使用寿命，提高离子膜性能。下面表达了C12 和H2保护和控制系统，使压力波动最小。防止压力过高。维持电解槽C12 和H2的运行压力，分别控制气相总管的压力低于0mmWC和+350mmWC。1、氯气压力通过一个带上下报警的C12总管的压力控制系统(PLA-2001A)监测C12压力，设定值为-5mmWC。如果在Cl2总管上设

47、定的Cl2压力值出现高高报警，DCS联锁停止所有的整流器。2、氢气压力通过带上下报警的H2总管压差控制控制系统(PdICA-2002)监测C12和H2压差，设定值为+350mmWC，维持Cl2 和H2总管间稳定的压差。如果压差到达设定值的高高报警或低低报警，DCS联锁停止所有的整流器，因为压差异常可能会造成离子膜的机械损伤，或性能衰减。压力开关延时1秒动作，消除瞬时压力波动的影响。设置一个带压力上下报警的压力显示器(PIA-2001B)，监控H2总管的压力。3、氯气正压波动设置的1#氯气密封槽(V-2003A)用于排放任何情况下气相出现的过高正压，密封水深度维持在80 mmH2O。4、氯气负压

48、波动设置的2#氯气密封槽(V-2003B)用于消除气相出现的过高负压，密封水深度维持在120 mmH2O。5、氢气放空槽设置的氢气(qn q)放空槽(V-2004)用于排放任何情况下气相出现的过高正压，密封(mfng)水深度维持在500 mmH2O。开车(ki ch)期间(qjin)，手动翻开阀门(f mn)用于防止氢气燃烧而参加的氮气，通过氢气排放槽排放至大气中。一旦正常运行期间，氢气出现燃烧，手动完全开启隔断阀，并通入蒸汽，使火焰窒息。六、流出物电解工序的流出物连接至地坑，并用泵输送至废水处理装置。七、电解槽电压通过设置的带高报警的电解槽电压监控器(EIA-2001-1/4)监测电解槽电压

49、，以及时观察电解槽出现的异常状况。当电解槽电压出现高高报警时，DCS联锁停止整流器。第六章 操作手册第一节 运行(ynxng)条件和监控/分析(fnx)频次参数设备位置控制指标监控/分析频次分析手册标准最大.最小1.电解槽1)主负荷整流器14.8kA17.76kA4.91kA1次/4小时2)总回路整流器265v300V-1次/4小时3)电解槽电压EIA-2001-01/04-01/022.98v3.37V2.64V连续4)电解槽电压EIA-2001-01/06-03/152.98v3.37V2.64V连续2.超纯盐水2.1总管超纯盐水1)成分NaCl在p-1501 A/B300310g/l*1

50、310g/l*1280 g/l*11/班SO4在p-1501 A/B58g/l*18g/l*1-1/天NaClO3在p-1501 A/B2g/l*12g/l*1-1/天Ca+Mg(as Ca)在p-1501 A/B0.02ppm0.02ppm-1/班Sr在p-1501 A/B0.05ppm0.05ppm-1/周Ba在p-1501 A/B0.1ppm0.1ppm-1/周SiO2在p-1501 A/B5ppm5ppm-1/周Al在p-1501 A/B0.1ppm0.1ppm-1/周Fe在p-1501 A/B0.1ppm0.1ppm-1/周I在p-1501 A/B0.2ppm0.2ppm-1/周Ni

51、在p-1501 A/B0.01ppm0.01ppm-1/周Mn在p-1501 A/B0.01ppm0.01ppm-1/月SS在p-1501 A/B1ppm1ppm-1/月TOC在p-1501 A/B10ppm10ppm-1/月AV-Cl2在p-1501 A/B检不出-1/天pH在p-1501 A/B499-1/天2)流量FICA-2002-1/416.4m3/h(at 14.8 kA,310g/l)-1/4小时3)温度在P-1501A/B605-1/班3.淡盐水阳极液3.1淡盐水1)成分NaCl在P-2001A/B190210g/l*1210g/l*1180g/l*11/8小时NaClO3在P

52、-2001A/B3g/l*15gpl*1-1/8小时pH在P-2001A/B2pH2.5pH1.5pHAV-Cl2在P-2001A/B0.33g/l3g/l-1/8小时Ni在P-2001A/B-在开车时2)液位LICA-2003LG-20013.2每台电解槽1)成分NaCl在分歧管190210 g/l*1210 g/l*1180g/l*11/天NaClO3在分歧管3g/l*15 g/l*1-1/天pH在分歧管41pH7 pH2 pH1/天有效Cl2在分歧管13 g/l3 g/l-1/天溢流在阳极液出口等量分布，均匀溢流颜色：黄色，无转变成苍白色现象1/4小时4.单槽原料碱液4.1总管单槽原料碱

53、液1)流量FICA-2021-1/419.5 m3/h(at 14.8kA)-1/4小时2)温度TICA-20078790781/班3)压力PG-2002kPag-1/班4)成分NaOH.浓度在FICA-202130wt%-28wt%1/8小时NaCl/NaOH在FICA-202120ppm-1/8小时NaClO3/NaOH在FICA-202110ppm-1/8小时Fe/NaOH在FICA-20210.1ppm1ppm-1/8小时5. 成品NaOH5.1循环烧碱液槽 (V-2002)1)成分NaOH浓度AICA-2006320.5wt%32.5wt%31.5wt%1/8小时NaOH浓度在LV-

54、2022320.5wt%32.5wt%31.5wt%1/班NaCl/NaOH在LV-2022.最高40 ppm40 ppm-1/天NaClO3/NaOH在LV-2022最高10 ppm10 ppm-1/天Fe/NaOH在LV-20220.1 ppm1 ppm-1/天2)液位LICA-2022LG-2002-1/8小时5.2每台电解槽NaOH浓度在分歧管320.5wt%32.5wt%31.5wt%1/天NaCl/NaOH在分歧管40 ppm40 ppm-1/天NaClO3/NaOH在分歧管10 ppm10 ppm-1/天Fe/NaOH在分歧管0.1 ppm1 ppm-1/周溢流在阴极液出口等量分

55、布，均匀溢流1/小时温度TIA-209-01/04818890801/班6. 氯气6.1在氯气总管1)压力PIA-2001A-10 mm WC100mm WC-50mm WC1/4小时2)成分Cl2样品管口9899vol%-1/班O2/Cl2样品管口约1.0 vol%-1/班H2/Cl2样品管口0.2 vol%0.2vol%-1/班N2/Cl2样品管口-1/班CO2/Cl2样品管口-1/班6.2 每台电解槽1)压力在分歧管0 mm WC100mm WC-50mm WC1/4小时2)成份Cl2在分歧管9899vol%-1/天O2/Cl2在分歧管约1.0 vol%-1/天H2/Cl2在分歧管0.2

56、vol%0.2vol%-1/天7.氢气7.1在氢气总管1)压力PIA-2001B350mm WC500mm WC200mm WC1/4小时2)成分O2/H2样品管口0.1vol%-1/周N2/H2样品管口0.1vol%-1/周7.2 每台电解槽1)压力350mm WC500mm WC200mm WC1/4小时8.气相压差PH2-PCl2PdIA-2002A/B350mmWC500mmWC100mmWC1/4小时9.脱盐水1)流量FICA-2006(在14.8 kA)10.00m3/h12.00m3/h6.00m3/h1/4小时2)电导率在FICA-20061105cm1105cm-1/天Fe

57、(以Fe计)0.03 wt ppmSiO2 (以SiO2计)0.3 wt ppm10.杂散电流1)杂散电流通过接地线接入大地 1A1A-1A1/天11.密封水11.1流量1) V-2003ASG/FG-2003-A连续-1/班2) V-2003BSG/FG-2003-B连续-1/班3) V-2004SG 视镜连续-1/班11.2密封深度1) V-2003ASG 视镜80mmWC-1/班2) V-2003BSG 视镜120mmWC-1/班3) V-2004SG, LG-2004500mmWC-1/班淡盐水脱氯参数位置运行条件分析频次标准.最大最小1.盐水PH值1)淡盐水2)脱氯盐水取样点在AIA

58、-2005AICA-1602292.5101.581次/班1次/班2.盐水中游离氯1)脱氯盐水2)脱氯盐水SP 在AICA-1602AIA-1604未检出98.0 vol%蒸汽 138 300 最高压力，标准 工业水 环境 300脱盐水 环境 200 ll05 冷却水 上水 32 (最高) 400 下水 40 (最高) 150三、化学品的准备1、 装置开车前，确认储藏的化学品质量和数量满足要求，具备操作条件。2、初始充液必要的化学品用于初始充液化学品 浓度 充液自 充液在 数量NaOH 32 wt% 来自界区管线. V-2002 20 m3 (2 次)第三节 电解槽开车准备及开停车一、电槽开车

59、准备1 新安装电解槽的原始开车 (1) 电解槽的安装a. 电解槽的装配依照(yzho)电解槽装配手册进行。b. 电解槽周围(zhuwi)支管的连接。c. 目测电解槽和所有母排无接地(jid)短路现象。d. 用欧姆表检查所有母排和电解槽完全和大地(dd)隔离大约(dyu)为0.5 M1M)。(2) 按增压规定用N2对H2侧进行增压，维持压力在500mmH2O。(3) 对于电解槽首次开车，充入脱盐水和2 wt% NaOH进行循环。(3)-1在电解槽装配完成后，立即连续地进行充液。(3)-2检查以下供给的脱盐水WD指标硬度以Ca计 ：小于0.1 ppm Fe ：小于0.03 ppmSiO2 ：小于0

60、.3 ppm 温度 ：20-40有效体积 ：6.1 m3/BiTAC-888 (3)-3检查充入循环碱槽(V-2002)的烧碱液指标NaOH浓度 ：20.1wt% Fe ：小于0.3 ppmClO- ：检不出 温度 ：20-40有效体积 ：6.5 m3/BiTAC-888 (3)-4依照如下充液的规定，在阳极侧充入脱盐水，在阴极侧充入2wt%烧碱液。 充液前，检查电解槽周围阀门在适当的位置。.阀门号 阀门位置 现场位置 V-1 关 单槽原料盐水进口V-2 关 单槽原料碱液进口V-3 关 盐水排放出口V-4 关 碱液排放出口V-5 开 返回盐水出口V-6 开 返回碱液出口V-7 开 (关) 氯气