精制鹽水的電解

1、授課人：刁香授課人：刁香職業(yè)教育應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫職業(yè)教育應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫離子膜燒堿生產(chǎn)操作離子膜燒堿生產(chǎn)操作課程課程精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水的電解合格的一次鹽水經(jīng)過螯合樹脂塔精制鹽水后，合格的一次鹽水經(jīng)過螯合樹脂塔精制鹽水后，其鹽水中的主要雜質(zhì)其鹽水中的主要雜質(zhì)Ca2+Mg2+含量小于含量小于20ug/L 后，已經(jīng)能滿足離子膜電解槽進(jìn)行精后，已經(jīng)能滿足離子膜電解槽進(jìn)行精制鹽水電解操作指標(biāo)要求，那么這些精制鹽制鹽水電解操作指標(biāo)要求，那么這些精制鹽水是如何實(shí)現(xiàn)電解而產(chǎn)出合格的水是如何實(shí)現(xiàn)電解而產(chǎn)出合格的NaOH呢？呢？下面我們一起學(xué)習(xí)精制鹽水電解生產(chǎn)過

2、程的下面我們一起學(xué)習(xí)精制鹽水電解生產(chǎn)過程的相關(guān)知識。相關(guān)知識。案例介紹案例介紹 精制鹽水電解生產(chǎn)工藝流程圖精制鹽水電解生產(chǎn)工藝流程圖精制鹽水的電解精制鹽水的電解案例介紹案例介紹 精制鹽水電解生產(chǎn)工藝流程示意圖精制鹽水電解生產(chǎn)工藝流程示意圖回水自來水回水自來水回水R211V212 V216氫氣放空筒V214V215 E217進(jìn)槽堿換熱器R211電解槽E217V213V212陽極液罐V213陰極液罐V214負(fù)壓水封V215正壓水封LTTPPL成品堿淡鹽水去脫氯氮?dú)饧兯羝h(huán)水精制鹽水V216精制鹽水的電解精制鹽水的電解案例介紹案例介紹淡鹽水處理工藝流程示意圖淡鹽水處理工藝流程示意圖蒸汽空氣淡鹽水

3、廢氯氣氯氣總管氯酸鹽分解罐噴射泵脫氯塔換熱器氯水罐氯水蒸汽精制鹽水的電解精制鹽水的電解 精制鹽水電解的產(chǎn)物？精制鹽水電解的產(chǎn)物？ 精制鹽水電解工藝流程敘述？精制鹽水電解工藝流程敘述？ 精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)？精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)？ 精制鹽水電解槽的結(jié)構(gòu)圖？精制鹽水電解槽的結(jié)構(gòu)圖？ 精制鹽水電解生產(chǎn)的注意事項(xiàng)？精制鹽水電解生產(chǎn)的注意事項(xiàng)？精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解的產(chǎn)物精制鹽水電解的產(chǎn)物三種產(chǎn)物三種產(chǎn)物 精制鹽水電解的的產(chǎn)物主要有氫氧化鈉、氯氣精制鹽水電解的的產(chǎn)物主要有氫氧化鈉、氯氣和氫氣。和氫氣。 氫氧化鈉溶液，其純度高達(dá)氫氧化鈉溶液，其純度高達(dá)30%以上。分子式以上。分子

4、式NaOH，相對分子量，相對分子量39.997，燒堿水溶液有滑膩，燒堿水溶液有滑膩感覺，能腐蝕人的皮膚，溶液越濃，燒傷力越強(qiáng)；感覺，能腐蝕人的皮膚，溶液越濃，燒傷力越強(qiáng)； 氯氣，其純度大于氯氣，其純度大于97%（v/v)。分子式為。分子式為Cl2，分子量為分子量為70.91，氣態(tài)氯為黃綠色，液體為黃色微，氣態(tài)氯為黃綠色，液體為黃色微橙液體；橙液體； 氫氣，其純度大于氫氣，其純度大于98%（v/v)。分子式為分子式為H2，分，分子量為子量為70.91，氣態(tài)氯為無色無味。，氣態(tài)氯為無色無味。精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解工藝流程敘述（精制鹽水電解工藝流程敘述（1） 電解精制鹽水生產(chǎn)燒堿工

5、藝流程敘述電解精制鹽水生產(chǎn)燒堿工藝流程敘述 陰極液系統(tǒng)中的循環(huán)堿經(jīng)流量控制閥調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧髁?，加入適陰極液系統(tǒng)中的循環(huán)堿經(jīng)流量控制閥調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧髁?，加入適量的高純水后，使之堿液的濃度在量的高純水后，使之堿液的濃度在28%30%，通過燒堿換熱器，通過燒堿換熱器加熱或冷卻循環(huán)堿液，確保電解槽的操作溫度保持在加熱或冷卻循環(huán)堿液，確保電解槽的操作溫度保持在8590，送入電解槽底部的堿液分配器，分配到電解槽的每個陰極室進(jìn)行送入電解槽底部的堿液分配器，分配到電解槽的每個陰極室進(jìn)行電解。電解。二次精制合格的鹽水經(jīng)鹽水預(yù)熱器（正常開車時很少用）預(yù)熱后，二次精制合格的鹽水經(jīng)鹽水預(yù)熱器（正常開車時很少用）預(yù)熱后，調(diào)

6、節(jié)到合適的流量與高純鹽酸、循環(huán)淡鹽水在混合器中混合，使調(diào)節(jié)到合適的流量與高純鹽酸、循環(huán)淡鹽水在混合器中混合，使之顯酸性，但之顯酸性，但PH值須大于值須大于2，然后送入電解槽底部的鹽水分配器，然后送入電解槽底部的鹽水分配器到電解槽的每個陽極室進(jìn)行電解。到電解槽的每個陽極室進(jìn)行電解。從電解槽流出的淡鹽水通過流量控制閥加酸，調(diào)節(jié)從電解槽流出的淡鹽水通過流量控制閥加酸，調(diào)節(jié)PH值為值為2左右，左右，進(jìn)入陽極液接收罐后，用淡鹽水泵送出，并分成兩路：一部分與進(jìn)入陽極液接收罐后，用淡鹽水泵送出，并分成兩路：一部分與精鹽水混合后送往電解槽，循環(huán)使用；另一部分送往脫氯塔進(jìn)行精鹽水混合后送往電解槽，循環(huán)使用；另一

7、部分送往脫氯塔進(jìn)行脫除游離氯。脫除游離氯。 精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解工藝流程敘述（精制鹽水電解工藝流程敘述（1） 電解精制鹽水生產(chǎn)燒堿工藝流程敘述（續(xù)）電解精制鹽水生產(chǎn)燒堿工藝流程敘述（續(xù)） 從電解槽陽極側(cè)產(chǎn)生的濕氯氣送到氯氣總管，去氯氣處理系統(tǒng)。從電解槽陽極側(cè)產(chǎn)生的濕氯氣送到氯氣總管，去氯氣處理系統(tǒng)。當(dāng)總管當(dāng)總管Cl2壓力過大，可直接從高壓安全水封去事故氯處理系統(tǒng)，壓力過大，可直接從高壓安全水封去事故氯處理系統(tǒng)，避免避免Cl2外溢。當(dāng)總管外溢。當(dāng)總管Cl2負(fù)壓過大，可由低壓安全水封吸入空氣，負(fù)壓過大，可由低壓安全水封吸入空氣，破壞系統(tǒng)中的過高的真空度，避免電解槽內(nèi)的離子交換膜

8、受到機(jī)破壞系統(tǒng)中的過高的真空度，避免電解槽內(nèi)的離子交換膜受到機(jī)械損壞。械損壞。 電解槽溢流而出的燒堿依靠重力流入堿循環(huán)罐，由堿循環(huán)泵分電解槽溢流而出的燒堿依靠重力流入堿循環(huán)罐，由堿循環(huán)泵分成兩路：一部分產(chǎn)品添加純水，作為循環(huán)堿返回電解槽；另一部成兩路：一部分產(chǎn)品添加純水，作為循環(huán)堿返回電解槽；另一部分通過冷卻器后輸送到燒堿罐區(qū)或直接送往離子膜燒堿蒸發(fā)工序。分通過冷卻器后輸送到燒堿罐區(qū)或直接送往離子膜燒堿蒸發(fā)工序。燒堿濃度由濃度分析指示儀監(jiān)測，使?jié)舛缺３衷跓龎A濃度由濃度分析指示儀監(jiān)測，使?jié)舛缺３衷?2%左右。電解左右。電解槽陰極側(cè)產(chǎn)生的濕氫氣送到氫氣總管，去氫氣處理系統(tǒng)。為了避槽陰極側(cè)產(chǎn)生的濕氫

9、氣送到氫氣總管，去氫氣處理系統(tǒng)。為了避免電解槽內(nèi)的離子膜受到陰陽極室間過大的壓力差而導(dǎo)致機(jī)械損免電解槽內(nèi)的離子膜受到陰陽極室間過大的壓力差而導(dǎo)致機(jī)械損傷，當(dāng)氫氣壓力過大時，可直接從氫氣安全水封處放空。在開停傷，當(dāng)氫氣壓力過大時，可直接從氫氣安全水封處放空。在開停車時，所有的氫氣都要通過氫氣安全水封排放。車時，所有的氫氣都要通過氫氣安全水封排放。 精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解工藝流程敘述（精制鹽水電解工藝流程敘述（2） 淡鹽水脫氯系統(tǒng)工藝流程敘述淡鹽水脫氯系統(tǒng)工藝流程敘述 精制飽和鹽水進(jìn)入電解槽后進(jìn)行電解，鹽水中只有部分精制飽和鹽水進(jìn)入電解槽后進(jìn)行電解，鹽水中只有部分NaCl分解，其

10、余的成為較低濃度的鹽水（分解，其余的成為較低濃度的鹽水（200g/l左右）稱左右）稱為淡鹽水，淡鹽水溫度為為淡鹽水，淡鹽水溫度為85，含游離氯，含游離氯700800mg/l。從電解槽溢流而出的淡鹽水通過控制閥加酸調(diào)節(jié)從電解槽溢流而出的淡鹽水通過控制閥加酸調(diào)節(jié)pH進(jìn)入陽進(jìn)入陽極液接收罐內(nèi)，通過淡鹽水泵分成兩部分：一部分與精鹽水極液接收罐內(nèi)，通過淡鹽水泵分成兩部分：一部分與精鹽水混合后送往電解槽，進(jìn)行循環(huán)；另一部分送往脫氯塔進(jìn)行脫混合后送往電解槽，進(jìn)行循環(huán)；另一部分送往脫氯塔進(jìn)行脫氯。電解出的濕氯氣送到氯氣總管。氯。電解出的濕氯氣送到氯氣總管。 精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解工藝流程敘述

11、（精制鹽水電解工藝流程敘述（2） 淡鹽水脫氯系統(tǒng)工藝流程敘述（續(xù)）淡鹽水脫氯系統(tǒng)工藝流程敘述（續(xù)） 酸化后淡鹽水由泵輸送到脫氯塔，由水力噴射泵保持脫酸化后淡鹽水由泵輸送到脫氯塔，由水力噴射泵保持脫氯塔的真空度，并通過再生氯回流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。在脫氯塔氯塔的真空度，并通過再生氯回流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。在脫氯塔氣體出口處裝有再生氯氣冷卻器，用于氯氣和氣體蒸汽的氣體出口處裝有再生氯氣冷卻器，用于氯氣和氣體蒸汽的分離，氣相（基本為分離，氣相（基本為Cl2）排放到氯氣總管，冷凝下來的氯）排放到氯氣總管，冷凝下來的氯水去氯水儲槽，由氯水泵送到脫氯塔或離子膜陽極液貯罐，水去氯水儲槽，由氯水泵送到脫氯塔或離子膜陽極液貯罐

12、，進(jìn)行準(zhǔn)備下一步的脫氯。進(jìn)行準(zhǔn)備下一步的脫氯。 從脫氯塔下來的脫氯淡鹽水，在脫氯鹽水泵入口加入從脫氯塔下來的脫氯淡鹽水，在脫氯鹽水泵入口加入NaOH溶液和溶液和Na2SO3溶液進(jìn)行化學(xué)脫氯，調(diào)節(jié)溶液進(jìn)行化學(xué)脫氯，調(diào)節(jié)pH值在值在9左左右，控制游離氯為右，控制游離氯為0，再由脫氯鹽水泵送往鹽水工序化鹽。，再由脫氯鹽水泵送往鹽水工序化鹽。 精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)（精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)（1）序號序號取樣點(diǎn)取樣點(diǎn)分析項(xiàng)目分析項(xiàng)目范圍范圍1 1進(jìn)槽二次精制鹽水進(jìn)槽二次精制鹽水N Na aClClO O3 3( (g/l)g/l)1515C Ca a2+2+Mg+Mg2+

13、2+( ( PPb) PPb)2020SrSr2+2+ (PPb) (PPb)100100B Ba a2+2+ (PPb) (PPb)100100SiSiO O2 2( (PPm)PPm)10 10 FeFe2+2+( (PPb)PPb)100100SS(PPm)SS(PPm)1 12 2淡鹽水泵出口淡鹽水淡鹽水泵出口淡鹽水N Na aCl(g/l)Cl(g/l)190190210210pHpH值值1.51.53.03.0N Na aClClO O3 3（g/lg/l） 20 20 AV-ClAV-Cl2 2( (g/l)g/l)0.30.33 3 NiNi精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水

14、電解生產(chǎn)控制指標(biāo)（精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)（2）序號序號取樣點(diǎn)取樣點(diǎn)分析項(xiàng)目分析項(xiàng)目范圍范圍3 3各電槽出口淡鹽水各電槽出口淡鹽水N Na aCl(g/l)Cl(g/l)190190210210N Na aClClO O3 3( (g/l)g/l) 20 20pHpH值值4 41 1溫度（溫度（）80809090AV-ClAV-Cl2 2（g/lg/l）1 13 3 N Na a2 2S SO O4 4( (g/l)g/l)3 3 4 4電槽進(jìn)料堿液總管電槽進(jìn)料堿液總管NaOHNaOH濃度濃度(%)(%)(30(302)2)N Na aCl/NaOH(PPm)Cl/NaOH(PPm)4040N

15、 Na aClClO O3 3/NaOH(PPm)/NaOH(PPm)1515FeFe2 2O O3 3/NaOH(PPm)/NaOH(PPm)0.10.1溫度溫度()()78789090流量流量(m(m3 3/h)/h)(26(262)2)精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)（精制鹽水電解生產(chǎn)控制指標(biāo)（3）序號序號取樣點(diǎn)取樣點(diǎn)分析項(xiàng)目分析項(xiàng)目范圍范圍5 5堿循環(huán)泵出口成品堿循環(huán)泵出口成品燒堿燒堿NaOHNaOH濃度濃度32%32%N Na aCl/NaOH(PPm)Cl/NaOH(PPm)4040N Na aClClO O3 3/NaOH(PPm)/NaOH(PPm)2020

16、FeFe2 2O O3 3/NaOH(PPm)/NaOH(PPm)0.30.36 6單槽出口堿液單槽出口堿液NaOHNaOH濃度濃度(%)(%)(32(320.5)0.5)N Na aCl/NaOH(PPm)Cl/NaOH(PPm)4040N Na aClClO O3 3/NaOH(PPm)/NaOH(PPm)2020精制鹽水的電解精制鹽水的電解離子膜電解槽主體設(shè)備的結(jié)構(gòu)離子膜電解槽主體設(shè)備的結(jié)構(gòu)精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)離子膜電解槽結(jié)構(gòu)圖離子膜電解槽結(jié)構(gòu)圖精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)電解單元極板圖電解單

17、元極板圖精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)電解單元極板基網(wǎng)圖電解單元極板基網(wǎng)圖電解單元極板側(cè)向圖電解單元極板側(cè)向圖精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)電解單元極板進(jìn)液系統(tǒng)電解單元極板進(jìn)液系統(tǒng)精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)電解單元隔板進(jìn)液分布流動形式電解單元隔板進(jìn)液分布流動形式精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)主體設(shè)備的內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)電解單元極板上電流流動形式電解單元極板上電流流動形式精制鹽水的電解精制鹽水的電解主體設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件主體設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件離子交換膜離子交

18、換膜精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解正常生產(chǎn)的注意事項(xiàng)精制鹽水電解正常生產(chǎn)的注意事項(xiàng) 防火防爆注意事項(xiàng)防火防爆注意事項(xiàng) 氫與空氣混合氫氣含量達(dá)到氫與空氣混合氫氣含量達(dá)到4%74%時為爆炸性氣體，因此管時為爆炸性氣體，因此管路與設(shè)備應(yīng)保持密閉良好，并保持氫氣純度在路與設(shè)備應(yīng)保持密閉良好，并保持氫氣純度在98%以上，管路與設(shè)備以上，管路與設(shè)備附近禁止明火操作，電氣及照明設(shè)備應(yīng)采取防爆裝置，停止檢修時應(yīng)附近禁止明火操作，電氣及照明設(shè)備應(yīng)采取防爆裝置，停止檢修時應(yīng)用氮?dú)庵脫Q管路與設(shè)備至含氫合格，動火前應(yīng)測定設(shè)備、管路及環(huán)境用氮?dú)庵脫Q管路與設(shè)備至含氫合格，動火前應(yīng)測定設(shè)備、管路及環(huán)境的含氫量。動

19、火的設(shè)備、管段應(yīng)與系統(tǒng)隔斷，并辦理動火手續(xù)，批準(zhǔn)的含氫量。動火的設(shè)備、管段應(yīng)與系統(tǒng)隔斷，并辦理動火手續(xù)，批準(zhǔn)后準(zhǔn)予檢修。后準(zhǔn)予檢修。 當(dāng)遇氫氣起火時，不準(zhǔn)降低運(yùn)行電流或停直流電，應(yīng)用絕緣滅當(dāng)遇氫氣起火時，不準(zhǔn)降低運(yùn)行電流或停直流電，應(yīng)用絕緣滅火器或石棉布隔絕空氣予以撲滅，以防止氫氣系統(tǒng)形成負(fù)壓將助燃之火器或石棉布隔絕空氣予以撲滅，以防止氫氣系統(tǒng)形成負(fù)壓將助燃之氧引入而發(fā)生爆炸。氧引入而發(fā)生爆炸。精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解正常生產(chǎn)的注意事項(xiàng)精制鹽水電解正常生產(chǎn)的注意事項(xiàng) 防火防爆注意事項(xiàng)（續(xù)）防火防爆注意事項(xiàng)（續(xù)） 鹽酸系統(tǒng)動火檢修前，須將物料處理干凈，切斷物料來源，同鹽酸系統(tǒng)動火

20、檢修前，須將物料處理干凈，切斷物料來源，同時分析含氫量低于時分析含氫量低于0.5%方可動火。方可動火。 禁火區(qū)內(nèi)，嚴(yán)禁吸煙與動火，如必要動火時須采取必要的措施，禁火區(qū)內(nèi)，嚴(yán)禁吸煙與動火，如必要動火時須采取必要的措施，經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)。經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)。 防毒注意事項(xiàng)防毒注意事項(xiàng) 氯氣為有毒氣體，吸入肺中會引起中毒，輕者咳嗽、支氣管發(fā)炎，重氯氣為有毒氣體，吸入肺中會引起中毒，輕者咳嗽、支氣管發(fā)炎，重者有窒息感，劇咳嘔吐，嚴(yán)重者引起肺水腫或迅速窒息死亡，因此應(yīng)防止氯者有窒息感，劇咳嘔吐，嚴(yán)重者引起肺水腫或迅速窒息死亡，因此應(yīng)防止氯氣外溢。氣外溢。 如遇氯氣大量外溢時應(yīng)立即站在上風(fēng)向處，戴好防毒面具進(jìn)行

21、處理，如遇氯氣大量外溢時應(yīng)立即站在上風(fēng)向處，戴好防毒面具進(jìn)行處理，防毒面具應(yīng)按期進(jìn)行檢修，保證其效能。如遇氯氣中毒時，應(yīng)先移至空氣通防毒面具應(yīng)按期進(jìn)行檢修，保證其效能。如遇氯氣中毒時，應(yīng)先移至空氣通暢處，輕者服用甘草合劑，重者注射葡萄糖酸鈣，嚴(yán)重者立即送醫(yī)院。暢處，輕者服用甘草合劑，重者注射葡萄糖酸鈣，嚴(yán)重者立即送醫(yī)院。 精制鹽水的電解精制鹽水的電解精制鹽水電解正常生產(chǎn)的注意事項(xiàng)精制鹽水電解正常生產(chǎn)的注意事項(xiàng) 防化學(xué)灼傷注意事項(xiàng)防化學(xué)灼傷注意事項(xiàng) 氫氧化鈉對人體皮膚、眼睛、毛發(fā)有劇烈的侵蝕性，操作中要?dú)溲趸c對人體皮膚、眼睛、毛發(fā)有劇烈的侵蝕性，操作中要集中精力，并戴好防護(hù)眼鏡、膠皮手套，必要時要穿防護(hù)衣、戴面罩集中精力，并戴好防護(hù)眼鏡、膠皮手套，必要時要穿防護(hù)衣、戴面罩等。若堿流濺入眼內(nèi)，需立即用大量清水沖洗，然后到醫(yī)務(wù)室用硼酸等。若堿流濺入眼內(nèi)，需立即用大量清水沖洗，然后到醫(yī)務(wù)室用硼酸水沖洗，嚴(yán)重時要到醫(yī)院治療。水沖洗，嚴(yán)重時要到醫(yī)院治療。 鹽酸和氯化氫氣體對人體有強(qiáng)烈的刺激與侵蝕，操作人員在操鹽酸和氯化氫氣體對人體有強(qiáng)烈的刺激與侵蝕，操作人員在操作時應(yīng)戴上眼鏡、口罩、橡膠手套以及穿工作服和膠鞋。作時應(yīng)戴上眼鏡、口