二次盐水及电解培训资料

1、二次盐水水及电解解工段培培训资料料一、岗位位任务1.二次次盐水岗岗位 将PHH值为88.59.55之间的的过滤盐盐水通过过螯合树树脂塔吸吸附盐水水中的杂杂质金属属阳离子子，制取取合格的的精制盐盐水。通通过螯合合树脂塔塔的再生生恢复树树脂的性性能使树树脂循环环使用，保保证盐水水质量合合格。2.电解解岗位将合格的的二次精精盐水送送到电解解槽进行行电解，阳阳极生产产出符合合要求的的氯气，阴阴极生产产出合格格的液碱碱和氢气气，湿氯氯气和氢氢气送氯氯处理岗岗位和氢氢处理岗岗位，阳阳极淡盐盐水送淡淡盐水脱脱氯岗位位,阴极极产生的的32%碱液送送成品罐罐区。3.淡盐盐水脱氯氯岗位 将电解解产生的的含氯淡淡盐

2、水一一部分直直接进行行脱氯，另另一部分分进行氯氯酸盐分分解后进进行脱氯氯，将脱脱氯后的的脱氯盐盐水送化化盐岗位位进行配配水化盐盐。 二、电解解槽与离离子膜的的规格及及产品和和消耗品品规格1、电解解槽名称 滤压型型自然循循环复极极式电解槽 型号号 AACILLYZEER-MML322NCHH 制造造商 旭化化成化学学株式会会社 单元元槽尺寸寸 11.2889m x 22.4001m 单元元槽有效效面积 2.77 m22 每槽槽单元槽槽数1660 电解解槽数量量 44台 挤压压形式 双头挤 电流流密度 (运行行值) 115.5KAA/m22（装置置能力达达到100万吨/年1000%NNaOHH）

3、(设设计值) 5.1KAA/m22单元槽电电压 (期待待) 3.10V(5.11KA/m2时)1.2 阳极材质 钛+涂层 有效面面积 2.77m2 期待寿寿命 8年1.3阴阴极 材质 镍+活性层层有效面积积 22.7mm2期待寿命命 8年1.4 离子交交换膜商品名 ACIIPLEEX-FF68001或等等同品（FF44003D）制造商 旭化成成株式会会社 有效面面积 2.77m2 电流密密度 166KA/m2 使用寿寿命 4年1.5电电解槽部部件的期期待寿命命 垫片 4年 挠性软软管 8年 进出口口总管 10年年 单元槽槽槽框10年年 液压机机 10年年1.6变变压器和和整流器器 最大要要求电

4、压压 6000V电流 15kA x 44系统2、 生生产能力力2.1界界区内烧烧碱日产产量 烧碱碱(按1100烧碱计计) 3000MTT氯气(按按1000氯气气计) 2276.1MTT氢气(按按1000氢气气计) 88MT2.2年年操作时时间 80000小小时3、界区区内产品品规格3.1烧烧碱 烧碱碱浓度 32(wtt) NaaCl 30wwtpppm NaaCIOO310wttppmm Fee2032wttppmm 温度度 约855 压力力 0.330MPaaG3.2氯氯气 纯度度(不包包括C002、空气气) 99voll.(干基) 氧含含量 0.55voll.(干基) 氢含含量 0.022

5、voll.温度 约约85 压力力 4.0mHH2O 含水水量 饱和3.3氢氢气纯度 99.9vool.(干基基)氧含量 0.002vool.(干基基)温度 约885压力约 4.4mHH2O与氯氯气保持持0.22-0.5米水水柱的压压差。含水量 饱和4、界区区内原料料及化学学品规格格4.1过过滤盐水水(以管道送送入界区区)NaCll3003100 g/lCa2+Mgg2+ 100 mgg/l Si 2.3 mmg/llAl3+ 0.1 mmg/llI 0.2 mgg/lBa2+0.22mg/lSr2+ 2.5 mmg/ll Fe3+ 0.2mg/l Ni2+ 0.01 mg/lHg 0.01 m

6、g/lMn 0.01 mg/lSO422-5 gg/l NaCllO35g/l游离氯0 悬浮物1 mmg/ll T.O.C 100 mgg/lPH9-111温度50压力0.2MMpaGG流量120mm3/h 4.2二二次盐水水(离子子交换塔塔出口处处)NaCll3003100 g/lCa2+Mgg2+ 200 pppb Si 2.3 mmg/llAl3+ 0.02 mmg/llI 0.2 mgg/lBa2+ 0.1mgg/lSr2+ 0.3 mmg/ll Fe3+0.002mgg/l Ni2+ 0.01 mg/l Hg0.001 mmg/ll Mn 0.01 mg/l SO422-5 gg/l

7、 NaCllO37g/l游离氯未检出 悬浮物1 mmg/ll PH9-111温度60 流量120mm3/h 4.3回回送淡盐盐水(从从管道送送出界区区) NNaCll 约2000g1 S0422- 约约7 gglNaCll03 约约7gllFe3+ 约约0.3 mmgll游离氯 0 PPH 9111 温温度 约880 压压力 0.3MPPaG 流流量 约990m3h（110万吨吨时）4.4亚亚硫酸纳纳(袋装装送入界界区)外观 白白色粉末末纯度 95wwt重金属含含量 lOwwtpppm4.5盐盐酸(从从管道送送入界区区)浓度 331 wwt Ca+Mg 0.5 wwtpppmFe 0.3 ww

8、tpppm蒸发残渣渣 25 wtpppm游离氯 5 wwtpppm温度 常常温压力 00.35MpaaG4.6烧烧碱(界界区内供供应)烧碱浓度度 32 wt温度 604.7纯纯水(从从管道送送入界区区)导电率 5sccmSi0220.1pppm Fe 0.1pppm温度 常常温压力 约约0.35MPaGG4.8螯螯合树脂型号 C-4677/TPP-2660/或或等同品品 外外观 粒状状 堆堆积比重重 00.7-0.88zmml离子交换换容量 1.33g eequivvaleent1-rresiinNNa5、界区区内公用用工程5.1冷冷却水温度 供水 32回水 40 压压力 供水 O.44MPa

9、aG回水 0.225MPPaG污垢系数数 0.000066m2hr/kccal5.2供供电（整整流变压压器对整整流柜采采用一拖拖二方式式）电解用电电直流流电最最大要求求电压 6000V电流155kA x 44系统一般动力力用电交流电电低压压 50HHz1，3380VV+5%-10%，3相相4线仪表、照照明用电电交流流电低低压 550Hzz1，2220VV+5%-100%，ll相5.3氮氮气 纯纯度 99.5%压力 0.22MPaaG露点 低于最最低环境境温度5.4仪仪表空气气 压压力 进界区区压力0.6MPaaG 露露点 -400（0.6MPPa）质量 含尘尘粒直径径3m；油份份含量8wttp

10、pmm5.5 工艺空空气压力 0.6MPaaG质量 含尘尘粒直径径3m；油份份含量 Zn+ Caa+, Cd+ Mgg+, Ni+ Srr+ Baa+ NNa+最终形成成以上螯螯合结构构的树脂脂能够用用盐酸再再生，下下面是方方程式：(RCHH2NHCCH2PO3Na)2Ca + 44 HCCl 2(RCHH2NHCCH2PO3H2) + CaaCl22 + 2 NaCCl树脂经过过氢氧化化钠再生生后进入入一个钠钠型，下下面是方方程式：2(RCCH2NHCCH2PO3H2) + 4 NaaOH 22(RCCH2NHCCH2PO3Na2) + 4 H2ORCHH2NHCCH2PO3Na)2Na2

11、+ 4H22O准备就绪绪。树脂这样样进行循循环吸附附(多价价离子置置换Naa)和再再生(用用酸释放放金属离离子并且且用Naa置换酸酸)。正常树脂脂体积是是在纯水水反洗状状态后测测量的。实际操操作时，树树脂的体体积和正正常体积积相比要要缩小110-220%, 这是是由盐水水(从上上向下流流)挤压压和吸附附多价阳阳离子引引起的。另外一个个特点是是树脂的的Na型大约约是H型型的1.2-11.4倍倍，也就就是说在在树脂塔塔碱再生生时体积积就会膨膨胀。树脂在盐盐酸处理理时, 需要加加入过量量的盐酸酸来保证证其再生生反应。盐酸的的实际使使用量与与化学计计量的比比率总体体上是22-3。为了检查查再生是是否充

12、分分, 在在再生步步骤开始始后的特特定时间间里进行行废液的的酸性碱碱性测量量。通常，离离子交换换树脂塔塔的切换换和再生生由程序序控制每每24小小时自动动进行一一次，树树脂塔的的切换按按下表 I-33 进行行。一个塔每每48小小时下线线一次。表 I-3时间在线下线小时0 - 2424 - 48848 - 72272 - 966: 第第一塔T - 1660AT -1600BT - 1660CT - 1660A: 第第二塔T - 1660BT - 1660CT - 1660AT - 1660B: 再生T -1600CT - 1660AT -1600BT - 1660C:I-D-3.4 离子子交换树树

13、脂塔下下线再生生再生准备备一个再生生进行以以前必须须对下面面几项提提前检查查。HCl 管线就就绪.NaOHH 管线线就绪.纯水管线线就绪。FICCA-1162 设定在在串极模模式上。排出管线线就绪.盐水填充充管线就就绪.再生下线树脂脂塔按照照表I-4进行行树脂再再生.再生的废废液中含含有HCCL和NNaOHH的排入入废水槽槽。再生过程程的检测测点检查再生生是否按按照正确确的顺序序进行.检查化学学品、纯纯水和盐盐水流量量是否正正确.在水洗和和水洗开始以后检查废液的酸性和碱性.如果酸酸性碱性性比设定定值低, 把操操作模式式切换到到“手动”重新回回到HCCl 和和/或 NaOOH再生生。再生以后后测

14、定树树脂层高高度, 如果比比设定值值低, 则计计划添加加树脂.在盐水注注入完成成以前, 检测测再生树树脂塔出出口废液液中的钙钙含量。如果检检测到CCa+ , 请参考考“故障排排除I-G”之4串极模式式 :通过程序序控制自自动改变变流量控控制器设设定点。参照图. I-4.(H+) : 11.0 N(OH-): 0.5 NN这些数据据可以通通过开车车操作时时做(HH+)/(OHH-)曲线线来进一一步证实实。树脂料位位: 大于于100 cmm表 I-2 离子子交换树树脂塔的的再生过过程(TT-1660A/B/CC)步骤号.步骤名称称需要时间间物料流量步骤 11水洗 111.0 小时纯水: 45.9m

15、纯水: 45.9 mm3/H步骤 22正常反洗0.5 小时纯水：228.115m纯水: 56.3m3/H步骤 33HCl 再生0.755 小时时纯水：117.55m31% HCll: 4.4m纯水：223.33 m3/H 331% HCLL: 55.9 m3/H步骤 44水洗 222.0 小时纯水：778.44m 纯纯水：339.22 m3/H步骤 55NaOHH 再生生1.5 小时纯水：339.775 32% NaOOH：4.005 mm纯水：226.55 m3/H 322% NNaOHH: 22.7 m3/H步骤 66水洗 331.0 小时 纯水水：399.2mm 纯纯水：339.22 m

16、3步骤7盐水填充充3.0 小时盐水: 59.1m3 盐盐水: 19.7 mm3/H总计9755小时备注: 每772小时时进行11台塔的的再生大流量反反洗树脂使用用较长一一段时间间后，一一些树脂脂颗粒会会变小，使使穿过树树脂层的的压力降降升高。如果压压力降的的升高超超过了规规定值，用用大流量量反洗来来带走小小颗粒树树脂。仔仔细观察察树脂层层高度，在在操作中中慢慢增增加水流流量，否否则正常常尺寸的的树脂也也会流失失。打开截止止阀“A”，使FIICA-1622上水流流量慢慢慢增加，直直到树脂脂高度上上升到最最高玻璃璃视镜的的顶部边边缘。当排到树树脂捕集集器的水水变清，则则减少水水流到正正常量。几分钟

17、后后，停止止纯水供供应。打开树脂脂捕集器器 (Z-1664)，手手工取走走捕集的的树脂。回收正常常尺寸的的树脂。树脂捕捕集器设设计为使使小颗粒粒树脂通通过Z-1644底层网网。在离子交交换树脂脂塔中装装填离子子交换树树脂这部分描描述树脂脂塔中离离子交换换树脂的的装填方方法和相相关操作作。树脂塔填填充树脂脂以后，在在用盐水水处理以以前至少少进行两两次树脂脂再生。程序如下下：树脂储藏藏袋装树脂脂应保存存在温暖暖的地方方(室内内20-30C)，如如果放在在冷的地地方，将将会损坏坏或破碎碎。一旦树脂脂变干，使使用时在在水和盐盐水中不不会下沉沉，在树树脂塔反反洗时可可能被带带出。因此在使使用以前前，装树

18、树脂的聚聚乙烯袋袋子应该该系紧。如果一一旦打开开，在下下次使用用之前为为防树脂脂变干再再用绳把把它扎紧紧。确认树脂填充充以前必必须确认认下面的的条件。二次盐水水设备冲冲洗完成成。离子交换换树脂塔塔程序检检测完成成程序阀铅铅封检测测完成。树脂塔用用的纯水水，盐酸酸，碱等等公用工工程准备备就绪。(3)离离子交换换树脂塔塔中装入入树脂。用袋中的的树脂填填充离子子交换树树脂塔应应该按下下面的程程序进行行。用纯水洗洗净离子子交换树树脂塔内内部。向塔中加加入纯水水达到整整体塔高高的一半半打开上面面的手孔孔，装入入树脂。在装填树树脂时，注注意不要要将异物物混入树树脂小球球中。当填充量量达到规规定的容容量时，

19、关关闭上部部手孔。 在填充树树脂时注注意水的的液位要要始终高高于树脂脂层料位位，如果果水位低低，则加加入适当当 的纯水。用纯水充充满塔。(4)反反洗塔内填充充树脂以以后，用用水反洗洗去除小小的树脂脂颗粒、灰尘和和混入的的其它异异物。如如果反洗洗水的流流量过大大,就会会迫使正正常尺寸寸的树脂脂颗粒流流出树脂脂塔。步骤和高高流量反反洗相同同。 如如果水的的流量过过小,就就不会使使小的树树脂 颗粒、灰尘和和其它异异物得以以清除。 (5)检检查树脂脂的体积积树脂的的体积是是通过测测量Naa型树脂脂高度进进行计算算而得出出的。纯水反洗洗以后，平平静地沉沉降树脂脂层。测量树脂脂沉降层层的高度度，计算算填充

20、树树脂的体体积。(6)树树脂状态态确定离子交换换塔开车车以前, 树脂脂状态(Na型到HH型，HH型到NNa型) 必须须用再生生过程的同样步步骤进行行至少两两次确定定。脱氯从电解装装置来的的盐水中中溶有CCl2，大约约70008000mgg/l。这些氯气气如果不不被处理理掉, 将造成成一次盐盐水精制制工序的的空气污污染问题题, 增增加化学学法脱氯氯的亚硫硫酸钠的的单耗, 而且且离子交交换塔中中的树脂脂也会被被溶解的的氯气损损坏。因因此，必必须在这这个装置置中将溶溶解的氯氯气去除除。从电解装装置来的的淡盐水水与HCCL一起起进入脱脱氯塔(T-3310)的顶部部，由PPHICA-3122来控制制pH

21、值。脱氯塔在在真空状状态下工工作， 真空度度由PIICA-3100和真空空泵(ZZ-3119A/B)发发生和控控制。氯氯气中的的水蒸气气被脱氯氯塔冷凝凝器（EE-3110）冷冷凝。蒸蒸汽流到到阳极液液罐（DD-2880）. 剩余的没没被冷凝凝的氯气气被真空空泵（CC-3119A/B）抽抽入, 然后送送入成品品氯气管管线或除除害管线线。脱氯以后后，脱氯氯盐水ppH值由由烧碱调调节。用用亚硫酸酸钠进行行化学脱脱氯处理理后排出出界外。烧碱流量量由安装装在脱氯氯盐水泵泵(P-3144A/BB)排出出管线上上的pHH控制器器(PHHICAA-3114)控控制。脱氯塔中中盐水的的液位由由LICCZA-33

22、10控控制。通常在电电解槽开开车时， 进入脱脱氯塔中中淡盐水水的酸度度太低，很很难有效效的脱除除溶解的的氯气，因因此通过过PHIICA-3122向淡盐盐水中添添加过量量HCLL。I-A-5 淡淡盐水脱脱氯酸盐盐部分这部分讲讲述的是是脱氯酸酸盐反应应器（RR-3660）,脱氯酸酸盐反应应器泵（PP-3664A/B）和和氯酸盐盐反应器器加热器器（E-3644）.为了将淡淡盐水加加热到990度，从从淡盐水水泵（PP-2664A/B）来来的淡盐盐水通过过脱氯酸酸盐反应应器加热热器（EE-3664）被被输送到到脱氯酸酸盐反应应器（RR-3660）。加入311wt%的盐酸酸使CHH+的值值为大约约0.55

23、.(PPH值小小于1)一旦流量量最大（287.1m/hr）,盐水流量大约为5% （14.3m/hr）。脱氯酸盐盐被输送送到脱氯氯塔顶部部。I-A-6输入入盐水PPH值控控制为了在盐盐水中脱脱碳酸盐盐，将331wtt% 的的盐酸加加入到精精盐水中中并控制制ph值值在3-4。脱碳酸盐盐水输入入到盐水水总罐 （D-1700）。压降:1.0 kg/cm以以上FICAA-1662: 大约1103.2 mm3/H(LVV = 11 m/HH)FICAA-1662: 正常566.3 m3/H(LVV = 6 m/HH)Z-21164底底部过滤滤网莎纶网: F55001180 x338目3张莎纶网: 比比F3

24、112的网网目稀疏疏 12 目目3张真空脱氯氯a. 吹除“物理溶溶解气体体从液态态到气态态的扩散散”物理溶解解气体液体气体曝气塔氯淡盐水空气真空脱氯氯氯淡盐水水蒸气b. 氯在水水的均衡衡状态下下与PHH值的关关系在水中氯氯有三种种形式：Cl22, HHClOO, CClO-，这取取决于PPH值。在这三种种形式中中只有CCl2是是以气体体形式溶溶于水中中。因此此淡盐水水的PHH值应小小于1.8.c. 盐水的的蒸汽压压力 (mm Hg)温度NaCll浓度40 ooC50 ooC60 ooC70 ooC80 ooC90 ooC100 oC17.55%(1966 g/L)488113020431045

25、866525.00%(3000 g/L)4372117183279414599 氯在水水中平衡衡与PHH值的关关系 Cll2+H2O HOCCl+HCCl +NaaOH Naa+OCl-105000-500I-D-4.77 亚亚硫酸钠钠除氯 a. 反反应方程程Cl2 + 22NaOOHNaOOCl + NNaCll + H2ONaOCCl + Naa2SO3 Na2SO4 + NaCCl总反应Cl2 + 22NaOOH + Naa2SO3Na2SO4 + 2NaaCl + HH2O为了去除除脱氯盐盐水中遗遗留的一一小部分分氯，需需要用NNaOHH来改变变PH值值以使氯氯从 CCl2 转化化成

26、NNaOCCl.Na2SSO3 可以以还原NNaOCCl, 但不能能使Cll2转化成成氯化物物.不反应!( Cll2 + H2O + Naa2SO3 Na22SO4 + 2HCCl )b. ORPP 计氧氧化还原原电位计计( Oxxidaatioon aand Reduuctiion Poteentiial ) 氧化化还原电电位NaOCCl + Naa2SO3 NaCCl + Naa2SO4Reduuctiion还还原正常ORRP -550 mmV五、电解解及循环环流程- PAGE 45 -循环流程程示意图图如图33所示电解工艺艺分成下下面三个个部分:阳极循环环部分阴极循环环部分电解部分分图2

27、-33 循环环流程示示意图brinne: 盐水 ddeplleteed bbrinne ttankk: 淡淡盐水储储槽 deepleetedd brrinee puump:淡盐水水泵 ccaussticc soode pummp: 碱液泵泵caussticc sooda tannk:碱碱液储槽槽 D.MM.waaterr:纯水水 ellecttrillyzeer:电电解槽1、阳极极循环部部分：精制后的的盐水通通过高位位槽的精精制盐水水总管(D-1170)送入每每个电解解槽的阳阳极入口口总管。精制盐盐水是通通过连接接在总管管和所有有单元槽槽阳极室室的软管管进入阳阳极室的的。精制制盐水的的流量由由

28、装在每每个电解解槽的FFICZZA-231A-L来控控制的。 FIICZAA-231A-D是通通过供给给每个电电解槽的的直流电电流串极极控制的的。精盐盐水在阳阳极室被被电解，同同时产生生氯气并并且氯化化钠浓度度降低。电解过过程中，阴极室的氢氧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

29、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、阴极极循环部部分：阴极液通通过高位位槽 DD-273，从从阴极液液总管被被送到电电解槽的的入口总总管。阴阴极液通通过连接接在总管管和每个个单元槽槽阴极室室的软管管送到阴阴极室。在阴极极室内电电解， 产生氢氢气和烧烧碱。氢氢气和阴阴极液的的混合物物通过软软管出来来流到出出口总管管，在那那里进行行气液分分离。液液体被送送到阴极极液罐(D-2270)。同时时阴极液液从D-270排出出，通过过高位槽槽D-273回到到电解槽槽。一部部分阴极极液送到到成品碱碱储槽。在出口口总管分分离出来来的氢气气被收集集然后进进入氢气气

30、总管并并送到DD-270顶部部的除雾雾器。氢氢气压力力通过DD-270之后后的PIICZAA-226控制制。3、电解解部分： 一个电电解槽由由下面的的部分组组成:(1)158个复复极单元元槽，22个阳极极端框和和2个阴阴极端框框(2)160张离子子交换膜膜(3)2个挤挤压组件件到挤压压安装单单元槽(4)输入阳极极液和阴阴极液的的入口总总管 (5)收集阳阳极液和和阴极液液的电解解产品的的出口总总管(6)连接单单元槽和和总管的的1600 x4根根挠性软软管 (7)2 个控控制油缸缸油压的的油压分分配器电缆连接接到安装装在电解解槽末端端的两个个端框上上。电流流供应在在控制室室调节。前面描述述了阳极极

31、液和阴阴极液进进入电解解槽的方方式。在在开车准准备期间间，为了了观察阳阳极室和和阴极室室的液位位，为两两室安装装了透明明管，液位差差必须保保持在某某个确定定范围。以避免免毁坏电电极和离离子膜，当电解解槽被拆拆卸或停停车超过过一定时时间，阳阳极液和和阴极液液必须排排出电解解槽。排排出电解解液之前前，氯气气和氢气气必须分分别用新新鲜盐水水和新鲜鲜碱液置置换.氯氯气被置置换出来来后送到到氯气吸吸收塔处处理，氢氢气通过过氮气置置换后被被排空。- PAGE 46 -剩余在电电解槽中中的阳极极液和阴阴极液被被分别排排送到阳阳极液排排液槽和和阴极液液排液槽槽。电解解液排放放后，电电解槽内内部必须须用纯水水清

32、洗。电解槽槽清洗完完之后，在在阳极室室和阴极极室的水水必须完完全排除除，以避避免在膜膜上产生生水泡。当电解解槽开车车时，阳阳极室和和阴极室室，入口口总管和和出口总总管，必必须分别别充满精精盐水和和碱液。- PAGE 93 -六、离子子交换膜膜工艺原原理a+OHCl-+NaClH2OGasCl22Gas下面描述述旭化成成公司的的离子交交换膜氯氯碱工艺艺的主要要原理。一、反应应(1) 主要反反应在生产烧烧碱的离离子交换换膜工艺艺中，选选择性渗渗透的阳阳离子交交换膜安安装在阳阳极和阴阴极之间间。当盐盐水在阳阳极室循循环和碱碱液通过过阴极室室的时候候进行电电解。根根据下面面的反应应，氯气气在阳极极室产

33、生生，氢气气和烧碱碱在阴极极室产生生， 1阳极: Cll- Cll2 + e- 2 1阴极: H22O + e-H2 + OH- 2 1 1方程式: NaaCl + HH2O NaaOH + Cl22 + H2 2 2氯化钠被被电离成成钠离子和和氯离子。氯离子子在阳极极室放电电转变为为氯气。同时，钠钠离子通通过离子子交换膜膜移到阴阴极室。在阴极室室，水变变为氢气气和氢氧氧根离子子。钠离离子和氢氢氧根反反应生成成氢氧化化钠。 (如图图 III-4所所示)上面的的主要反反应和传传统的隔隔膜工艺艺本质上上是相同同的。但但是在离离子膜工工艺中，由由于电解解液完全全分离并并且钠离离子的选选择性渗渗透，可

34、可以获得得纯烧碱碱。图 III-4OHClNaNaNaNa膜阳极液阳极液阴极液(2) 钠离子子的选择择性渗透透通过膜的的钠离子子的选择择性渗透透如简图图 III-5所所示。在阳极室室的钠离离子由于于它们和和膜的亲亲和性，它它们能够够通过膜膜进到阴阴极室。因氯离子子和氢氧氧根离子子有与膜膜相似的的负电荷荷，膜对对它们排排斥所以以它们不不能通过过膜。(3) 膜的透透水给膜以电电位，不不仅阳离离子而且且水也能能从阳极极室转移移到阴极极室。尽管透水水量取决决于膜和和电解条条件，但但是在电电流为113.00 KAA时(44.8 KA/m)，它它大约是是4.88 m3/hrr。因此，不不能简单单的根据据原

35、料盐盐水和返返回的阳阳极液中中氯化钠钠的浓度度来计算算氯化钠钠的分解解率。 *透水：4.11 摩尔尔/法* : 4.1 xx 111.344 x 0.03773 xx 188 x 1600 x 0.95 = 447444 M/eq-Na KKA FF/AHH G/MM (cellls) (CC.E.) KKG/HH(4)金金属氢氧氧化物的的沉淀电解时，一一些数量量的氢氧氧根离子子能存在在于膜中中，因为为膜中钠钠离子迁迁移的数数目不是是精确的的1.00。如果果在阳极极液中含含有金属属阳离子子如 CCa+， MMg+， FFe+ All+， NNi+，它们们将以氢氢氧化物物的形式式沉积在在膜上或或

36、膜中，引起操作电压的升高和电流效率的降低。因此有必必要清除除这些金金属阳离离子，总总是保持持阳极液液不含这这些金属属离子。二、操作作参数在操作说说明的每每部分说说明了每每个操作作参数的的允许范范围。这这部分定定量的描描述了主主要操作作参数的的作用。(1)操作电电流1)电流流值的上上限一台电解解槽的操操作电流流的值上上限是114.33 KAA (55.3 KA/m2)。 如果果电流值值超过上上限，膜膜将被损损坏。2)槽电电压和槽槽电流之之间的关关系如果其他他参数保保持不变变，槽电电压和槽槽电流两两者之间间的关系系可表达达如下: II2 1E2 = (EE1 - E0) xx xx + E00 I

37、I1 1 + 0.0144 (tt2 - t1)E1 : 电流II1时的槽槽电压E2 : 标准电电流I2时的槽槽电压 (100.8 KKA)E0 : 常量 (2.42 V)t1 : 操作温温度t2 : 标准温温度 (90 oC)通常 110.8 KKA 作作为标准准电流(I2 = 10.8 KKA)， 900 oC 作为为标准温温度(t2 = 990 ooC)。当当阴极液液浓度为为32% 时E0约是2.42伏。线型的梯梯度如图图II-7所示示，它取取决于其其他参数数，如膜膜，阳极极和阴极极。图 III-6槽电压E0电流 图III-7(2)阳极液液的浓度度在离子交交换膜法法电解中中，膜中中钠离子

38、子迁移的的数目比比在阳极极液中迁迁移的数数目多。因此在在膜的表表面和附附近，钠钠离子含含量比在在阳极液液中小，钠钠离子的的需要量量必须通通过扩散散供应。当阳极液液浓度降降低时， 在膜上上和膜附附近的钠钠离子含含量最终终减少到到零。如如果在一一定电流流时阳极极液浓度度降到临临界值以以下，操操作电压压将急速速上升并并且氯气气的纯度度将降低低，在膜膜上将产产生水泡泡， 这这些现象象可能是是由于水水自身的的电解而而产生的的。在另一方方面，如如果阳极极液的浓浓度增加加到规定定值，由由于膜的的收缩，操操作电压压将增加加，因此此，将阳阳极液浓浓度保持持在指定定值是必必要的。(3)阴阴极液的的浓度如果阴极极液

39、浓度度超过334%，操作槽电压将变高。膜是按照电流效率在浓度为32%时显示最佳值来设计的。电解液的的流量在阳极室室中，通通过它里里面的隔隔板把内内部循环环流量加加速。另一方方面， 阴极室室的内部部流量仅仅是通过过氢气来来增加的的。进入电解解槽的电电解液流流量是由由下列因因素决定定的。1)电电解液的的均匀化化为避免水水泡的产产生，电电解液在在膜表面面的浓度度保持均均匀是必必要的。2)释释放气体体电解过程程中，氢氢气和氯氯气在单单元槽中中产生。 单单元槽和和电极是是为了有有效的释释放电极极和膜表表面产生生的气体体而设计计的。 如果电电解液流流量降低低， 槽电电压将因因为高的的气液比比率而上上升。因

40、因此，电电解液必必须保持持足够的的循环量量。3)释放放热量电解产生生的热量量通过钠钠离子和和水的迁迁移从阳阳极室转转移到阴阴极室。热量通通过电解解液的冷冷却而消消除。因此，充分的的电解液液流量对对于维持持膜的温温度均匀匀是必要要的。4)控控制酸度度 阳极极液流量量也需要要通过把把供应的的阳极液液酸度保保持在一一定水平平来确定定。如果果电解液液流量降降低，由由于高酸酸度，阳阳极液入入口管头头的牺牲牲阳极将将被损坏坏。（5）电电流效率率的估算算OH-离离子从阴阴极室反反迁移到到阳极室室的当量量是 (1-CCE) 。 为为中和 OOH-，向阳极极液中加加入适量量的盐酸酸。图II-8CE: 电流流效率

41、: 电流效效率catiion excchannge memmbraane:阳离子子交换膜膜anollytee:阳极极液cathholyyte:阴极液液1)酸酸度和PPH阳极液酸酸度和PPH之间间的关系系取决于于阳极液液的组成成,尤其是是SO4-的含含量. 因此, 酸度和和PH之间间的实际际关系由由用户使使用的盐盐水决定定.例子子如图 II-9所示示.图 III-9Aciddityy vss.PHH inn reeturrn bbrinne:酸酸度和淡淡盐水的的PH值值的关系系控制范围围:返回盐水水的酸度度0.0005-00.0001N2)酸酸度和膜膜的性能能旭化成公公司的膜膜(ACCIPLLE

42、X) 是全全氟羧酸酸类型。在-COOO NNa+ 的状态态，膜显显示出它它的优越越性能。如果羧羧基变成成-COOOH 类型， 它就不不能作为为离子交交换膜来来工作了了。 因此，需要把把阳极液液酸度维维持在一一确定值值以下或或把阳极极液的PPH维持持在一确确定值以以上。在接近开开车或停停车的电电流密度度很低的的情况下下， 因为为通过膜膜迁移的的氢氧根根的数目目是非常常小的，所所以酸度度的控制制必须比比正常条条件下更更加的严严格。因此，这这种情况况下，需要通通过减少少盐酸的的添加量量来降低低酸度(或增加加PH值值)。在实际操操作中，通通过调节节盐酸的的流量来来把返回回的阳极极液的酸酸度维持持在某一

43、一范围。3) 酸酸度和氯氯气含氧氧量阳极反应应是Cll- 和和 OHH- 的的竞争性性的反应应，分别别产生 Cl22 和O22 。如果阳阳极液的的酸度降降低，氧气在在氯气中中的含量量将增加加，如图图 III-100所示。高酸度和和牺牲阳阳极 如如果入口口的酸度度高于 0.15NN， 在在阳极液液入口管管的牺牲牲阳极被被破坏和和溶解。高酸度和和膜的水水泡 如如果入口口酸度高高于0.15NN， 膜膜上将产产生水泡泡。 基于阳极极液酸度度对电流流效率CCE的估估算电解过程程中，随随着等于于(1-CE)的OHH-的迁迁移，阳阳极液的的酸度将将降低，因因此电流流效率可可以根据据进料阳阳极液和和返回阳阳极

44、液之之间的酸酸度的差差值不同同来计算算。如果出口口阳极液液的酸度度足够来来中和氢氢氧根离离子，这这个计算算是精确确的。 Qii x Ci - QO x CO O22CE = ( 1 - ) xx 1000 - 2 x ( ) - LC II x N xx 0.03773 Cll2CE:电流效效率 (%)Ci:入口阳阳极液的的酸度 (N)CO:出口阳阳极液的的酸度 (N)Q:阳极液液循环的的流量(m3/hr)Qi:入口阳阳极液的的流量 (=FFICZZA-231+FICCA-211)QO:出口阳阳极液的的流量 (=00.77 x QQi)I:槽的实实际电流流 (KKA)N:安装在在槽上的的单元槽

45、槽个数LC:泄漏电电流比率率 (%):(0.665%)O2/CCl2 : 氯气含含氧量 (%): (0.445%)(在阳极极液出口口PH值值=2.0-22.5 时是00.455%)供给阳极极液中酸酸度的最最大限制制: 最大 00.15NN图 III-100CE: 电流流效率电流大约约是 111.334KAA (44.2 KA/m2)。(6)膜膜的压差差图II-11 显示了了压差对对槽电压压的影响响。正压压差有效效的降低低槽电压压。相反的的，负压差差增加槽槽电压，每每片增加加0.44 到0.55伏。在电槽槽的实际际操作中中， 在单单元槽的的顶部阴阴极室和和阳极室室的压差差是0.4 mHH2O。如

46、果果压差超超额，阳极将将变形。相反，如果压压差太低低或为负负，在短时时间的操操作中，膜膜将由于于与阴极极和阳极极坚硬的的摩檫而而出现针针孔。因因此，将压差差维持在在一个确确定的范范围内是是必须的的。单元槽槽顶的压压差取决决于氢气气和氯气气在出口口总管的的压力。(7)气气体压力力通过提高高单元槽槽内的压压力，电解液液中气体体的体积积减少，槽槽电压降降低。提高压压力，对单元元槽和其其他相关关设备的的设计就就要有更更高的要要求，特别是是在气体体或液体体泄漏这这点上。为满足足这些要要求，气体压压力就要要控制在在一个特特定的水水平。图 III-111压差 (cmHH2O)celll vooltaage:

47、槽电压压unsttablle: 不稳稳定(8)电解液液的温度度电解液和和膜的电电阻随它它们温度度的上升升而降低低。但是在在实际电电解中，在 900 oC时观察到到的槽电电压最低低。这是因为为水在温温度高于于90 oC时蒸发发加快，引起气气液比加加大。正如图图II-12所所示，到85oC为止槽槽电压和和操作温温度是线线性的关关系。电解过程程中大部部分热量量通过离离子膜转转移到阴阴极室， 阴极液液的温度度通过阴阴极冷却却器控制制。图 III-122tempperaaturre:温温度(9)液压机机一个注液液压机由由固定端端，末端，活动端端，一个油油压缸和和侧杠组组成。在电解系系统中液液压机的的作用

48、是是非常重重要的。如果液液压机的的压力不不足，单元槽槽中的液液体将泄泄漏出来来; 如果果过量，膜将被被损坏。油压缸缸同时有有螺母锁锁定机能能目的是是锁住活活动端。在电解解过程中中锁定活活动端的的目的是是为了防防止单元元槽之间间的膜上上因为停停电或其其他故障障而产生生的过度度的密封封压力。万一遇到到断电或或其他问问题，当活动动端还没没有锁定定时必须须尽块的的去锁定定它。开了车之之后需要要重新压压紧单元元槽直到到活动头头停留在在一个稳稳定的位位置，因为新新的垫片片趋于蠕蠕变并且且需要33个月以以上的时时间才能能把活动动端定在在稳定的的位置。 (看图图II-113a)。电解槽通通电以后后，活动动端会

49、根根据单元元槽的热热膨胀和和垫片的的蠕变而而移动。这个动动作的例例子如图图II-13bb。为了密封封液体和和气体而而又不损损坏膜，油压机机必须保保持适当当的压力力。电解槽槽内部压压力和密密封压力力之间的的关系如如图III-144所示。在带有有压力的的操作中中，液压压一部分分由内压压得到补补偿。所以，密封压压力并不不是非常常高。 (A点点)当内内部压力力降低的的时候， 密封压压力升高高到B点。高高温时高高的密封封压力能能引起垫垫片的变变形和膜膜的损坏坏。因此，当当突然失失去内部部压力的的时候，需需要减少少油压。(从AA到E-C)图II-13aa图II-13bbloosse hheadd moov

50、emmentt: 活活动头移移动 opeerattionn daay:操操作天数数framme eexpaansiion gasskett crreepp:单元元槽膨胀胀垫片蠕蠕变槽子类型型: NCHHPi = PPh 0.15 (Phh: 入入口总管管压力)(kgg/cmm2G)Ps:密密封压力力(kgg/cmm2G)Pi:电电解槽的的内部压压力 (kg/cm22G)Poill:油压压(kgg/cmm2G)开车:DCBA停车解锁锁:AB锁住: AEC图 I-14Seaalinng PPresssurre密封封压力 (Pss) vvs IInneer PPresssurre内压压 (PPi)液

51、压和锁锁住螺母母位置电解槽的的操作状状态液压油压压力 (MPaaG)CCl2压力锁定螺母母位置大气压上升 1) 电解槽槽的维修修1- 解开 2) 膜安装装后的压压力7-解开 3) 膜泄漏漏测试7-解开 4) 电解槽槽泄漏测测试9-解开 5) 充液7-远离200 mmm 6) 主要管管线的连连接(HH2, CCl2气阀打打开)99远离200 mmm 7) 电解液液的循环环99远离200 mmm 8) 接通直直流电99远离200 mmm 9) H2, CCl2压力升升高-9远离100 - 1 mmm10) 达到一一个稳定定的温度度-9远离1 - 22 mmm11) 在稳定定温度两两小时之之后-9锁

52、 7锁住螺母母12) 未锁电电解槽的的停车9锁 79锁 713) 已锁电电解槽的的停车已锁(77)已锁 (7)已锁14) 排液和和洗膜7-已锁II-CC 电电解槽的的操作II-CC-1 安全全装置为了确保保电解设设备的安安全，安安装了下下列装置置。II-CC-1.1 整整流器的的自动关关闭在下面条条件下，每每台电解解槽的电电解电源源自动关关闭。电解槽中中电压分分布异常常 (EEdIZZA-230A-D)向电解槽槽的直流流供电超超标(IIZZA-2230AA-D)电解槽接接地 (R-2330A-D)盐水或碱碱液的流流量不足足 (FFICZZA-231A-D， FIZZA-232A-D)精盐水阀阀

53、打开（ZZV-2241AA-D）*当每台台电解槽槽停车时时，出现现下列信信号。盐酸输入入阀（FFCV-2111A-DD）关闭闭。盐水输入入阀 （FFCV-2311A-DD）保持持最大流流量，当当LICCZA-2600上为HHH报警警时关闭闭。盐水输入入阀 （ZZV-2231AA-D）转转换到精精盐水阀阀（ZVV-2441A-D）。在下面情情况下，所所有电解解槽的电电解电源源自动关关闭。氯气或氢氢气的压压力过高高（PIICZAA-2116, PIZZA-2217, PIICZAA-2226, PIZZA-2227）。气体压差差异常(PDIIZA-2000)。阳极液槽槽或阴极极液槽的的液位超超限(

54、LLICZZA-2260, LIICZAA-2770).仪表电源源的停止止(YLL-1000)。仪表气源源压力不不足时(PIZZA-1102)。紧急停止止按扭(YL-1033)。下游工序序故障。（客户户部分）*当所有有电解槽槽停车，出出现下列列信号。氯气和氢氢气压缩缩停止（客客户部分分）。废盐水输输入阀（FFCV-2655）到精精盐水总总头关闭闭。HCL主主阀（FFCV-5144）关闭闭。淡盐水阀阀（FCCV-2221）到到阴极总总头关闭闭N2清除除阀 （ZZV-2279）到到阴极液液罐打开开。II-CC-1.2 其他联联锁系统统当一个整整流器停停止的时时候， 对应盐盐酸供应应阀 (FCVV-

55、2111)关关闭。当一个整整流器停停止的时时候， 对应盐盐水供应应阀 (FCVV-2331)保保持一个个正常流流量并且且LICCA-2260在在HH报警警时关闭闭。当一个整整流器停停止的时时候， 对应盐盐水供应应阀(ZZV-2231) 切换换到精盐盐水阀(ZV-2411)。当所有整整流器停停止时， 下面的的设备同同时工作作。通向二次次盐水的的淡盐水水供应阀阀 (FFCV-2655)关闭闭。HCl 主阀 (ZVV-3550)关关闭。纯水阀(FCVV-2221)关关闭。N2蒸馏馏阀(ZZV-2279),(FFCV-2799)打开开。当脱氯塔塔（LIICZAA-3110）液液位过高高时，淡淡盐水罐罐

56、（LCCV-2260）液液位控制制阀关闭闭。II-CC-1.3 细节(1)电解槽槽EdIIZA-230 A-D电电解槽有有一个电电位分配配如图-155，下面面的电桥桥回路可可以作为为异常操操作时的的检测器器。图 III-155图 III-166Minuus(ppluss) hhalff: 负负(正)极一半半 eleectrrolyyzerr(eaarthh)Vooltaage: 电解解槽(接接地)电电压 neuutraal ppoinnt: 中性性点在上面的的回路中中， 如果果通过调调整可变变电阻rr将B点点的电位位调整到到和A点点电位相相同， 就没有有电压差差显示在在电压表表V上。如果假定定

57、 E1几乎等等于 EE2， 那么么电解槽槽每一半半的槽电电压的变变化值就就可以通通过电压压表V的读数数来得到到其相当当于 1/2 (E1-E2)。电压表VV的读书书变化大大意味着着单元槽槽的操作作不稳定定 ， 例如电电压的升升高、短短路、压压力的波波动等。如果它是是极限值值， 整流流器通过过 EddIZ (高高高或低低低)自动跳跳闸，并并且相关关的电解解槽的电电解源停停止。因为 EEdIZZ 是对对于异常常操作最最早的报报警，开开车时要要求给以以特别观观察。Cl2总总管和/或H2总管的的Cl2压力和和/或 H2压力。如果Cll2总管和和或H2总管的的Cl2和或H2压力超超过高高高位报警警的设置

58、置点 (H.H.A.)，所有有的整流流器自动动跳闸并并且所有有电解槽槽的电源源供应停停止。氯氯气和氢氢气之间间的压差差影响阳阳极室和和阴极室室之间的的压差。因此，如果气气体压差差超过特特定值 (高高高或低低低)，所有有电解槽槽的电源源供应将将通过联联锁系统统自动停停止。电解槽供供应系统统的联锁锁回路当一个整整流器停停止时，盐水供供应阀 (FCCV-2231)保持最最大流量量，以保保证阳极极室中CCl2的消除除，盐酸供供应阀 (FCCV-2211)和废盐盐水阀（FFCV-2655）为了防防止酸液液对膜的的腐蚀而而关闭。接地继电电器电解槽的的中心点点和地面面有相同同的电位位。在图III-177的图

59、中中，通过调调整可变变电阻可可以把电电压表调调整到显显示为00。如果果电解槽槽的某些些位置偶偶然接地地，电压表表显示一一些波动动。 当波波动范围围超过范范围时整整流器停停止。图II-17II-CC-1.4 紧急电电源下面的泵泵应当连连接到紧紧急电源源。电解槽挤挤压机的的液压油油泵电解槽起起重机纯水泵（客客户部分分）氯气吸收收鼓风机机（客户户部分）氯气吸收收器的碱碱液循环环泵（客客户部分分）电解岗位位重点危危化品性性质1.氯（氯氯气）1.1理理化特性性氯（氯气气）属有有毒气体体，外观观为黄绿绿色，有有刺激性性气味。分子式式：Cll2，分子子量：770.99。相对对密度（水水=1）1.47，相对密

60、度（空气=1）2.48。熔点-101，沸点-34.5。饱和蒸气压506.62kPa（10.3）；临界温度144，临界压力7.71MPa。本品略溶于水，易溶于碱液，遇水时有腐蚀性。本品不会燃烧，但它是一种强氧化剂，可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合气体。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。与H2生成HCl，氯与H2的混合物置于日光中或点燃时，会剧烈化合甚至发生爆炸（范围为混合气中含H2 586%）。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。本品主要要用于漂漂白和消消毒，制制造氯化化合物