河北沧州大化集团有限责任公司1万吨/年单极式离子膜烧碱新技术开发项目环境影响报告书
第三章工程分析
一、现有工程工程概况及污染源调查
（一）产品及规模
现有工程主要产品及生产规模为：
烧碱30000t／a，液氯18000t／a，盐酸21000t／a。
（二）生产工艺
该厂现有３万吨／年烧碱装置为金属阳极隔膜电解法，其工艺过程主要包括化盐、电解、氢处理、氯处理、液氯、碱蒸发、盐酸等工段。
1、盐水工段
盐水生产是将原料盐溶解成饱和的氯化钠溶液，并经精制反应、澄清、过滤、中和等过程使之成为电解所需的合格的精盐水。在盐水生产过程中，排放物主要是盐泥。
2、电解工段
将化盐工段送来的精制盐水连续均匀地分别输入各个电解槽，在直流电的作用下，盐水被电解生成H2、Cl2、NaOH溶液。
在阳极上产生的氯气经氯气管送至氯气处理工序；在阴极上产生的氢气导入氢
气管送至氢气站，电解液自阴极箱导出管导出，流入电解液总管，送蒸发工段。反应原理为：
阳极反应：2Cl－2e → Cl2
阴极反应：2H2O＋2e →H2↑＋2OH-
Na+＋OH－→ NaOH
总反应式：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
由上述食盐水溶液电解反应式可知，电解过程中每生成一吨100％NaOH电解液，可同时产生0.886吨氯气及0.025吨氢气，需要折合100％NaCl1.461吨。
3、氢气处理工段
自电解工段来的80～90℃的高温氢气通过冷凝，除去所含水份，再用罗茨鼓风机加压送入氯化氢合成工段。
4、氯气处理及液氯工段
由电解来的80～90℃的高温氯气首先经过冷却，然后经三组并联的泡沫干燥塔，在塔板上与溢流下来的浓硫酸呈泡沫状充分接触，氯气中的水份被浓硫酸除去。
冷却时产生的含氯废水，现有装置直接排全厂循环水池。
由氯气处工序来的压缩氯气，经液化机组以氨制冷，将氯气在低温下液化，冷凝下来的液氯进入计量槽和液氯贮槽，并灌瓶包装出售，液化尾气送盐酸工段。
5、电解液蒸发工段
来自电解工段的电解液含碱浓度只有10％左右，把电解液用泵送入三效蒸发器，经过蒸发，碱液被浓缩至32-35％，然后进行冷却、配碱，分配合格的碱用泵送入碱栈台。
6、盐酸合成工段
反应式：H2+Cl2=2HCl
自氯氢处理来的氯气和氢气分别进入各自的缓冲器，再经各自的阻火器后，进入合成炉反应，生成的氯化氢气体由顶部加入的来自尾气吸收塔的稀盐酸吸收，再冷却制成盐酸，未被吸收的氯化氢气体经尾气吸收塔用水吸收，生成稀盐酸流入合成炉，剩余尾气由水喷射泵抽走。制成的盐酸送入成品酸罐出售。
工艺流程见图3－1。
3－1
工艺流程图
（三）主要原辅材料及能源消耗
主要原辅材料及能源消耗消耗情况见表表3－1。
表3－1 主要原辅材料及能源消耗一览表
（四）主要生产设备
表3-2 主要生产设备一览表
（五）给排水
1、给水
该厂现有深井４眼，包括两眼400米深井，600米和800米深井各一眼，供水能力为180m3／h，实际供水110m3／h。
2、排水
该厂各工段废水全部进入废水处理池处理后，大部分循环使用，20m3／h废水排入厂外排干渠，干旱季节基本上被渗漏、蒸发，雨季可与雨水混合经由老黄南排干入海。
（六）供电、供热
公司电源引自距离1.5公里处的黄骅110KV变电站，厂内现有35KV变电站一座，动力变压器二台，总计4000KVA，整流变压器二台，总计15902KVA。
厂内现有20t／h蒸汽锅炉和10t／h蒸汽锅炉各两台，各开一备一，均燃用大同烟煤（低位发热值24000kJ/kg，灰分4－16％，全硫分1.5％），每天耗煤80吨。
（七）污染源调查与监测
1、废水（废液）
现有装置外排废水主要是氯处理工段产生的氯水、电解工段修槽工序产生的洗槽水、电解液蒸发工段产生的蒸发废水等，各工段废水全部汇入废水处理池（循环水池）絮凝沉淀后，回用工艺，废水处理池污水排放量为20m3／h。
氯处理工段产生废硫酸，浓度78％，产生量360t/a，出售给有关单位利用。
现有工程主要废水排放及治理措施见表3－3。
表3－3 现有工程主要废水排放及治理措施
循环水池中的水溢流外排，排水口废水流量为20 m3/h。根据监测，厂排水口废水中pH：11.4，SS:212mg/L，活性氯:36.4mg/L，皆超过《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》（GB15581-95）中的二级标准；CODcr:138mg/L，符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中表4的二级标准。
全厂废水排放量为160000 m3/a，按照年产30000吨烧碱计，吨产品排水量为5.3m3/t，符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》。
2、废气
正常生产时，电解工段电解槽排放的含氢废气部分回收，部分直排大气；盐酸工段氯化氢尾气经尾气吸收塔吸收后，经15米排气筒排放。
液氯生产过程中由于泄漏等原因造成氯气的损失一般为0.1-0.2kg/t液氯；
0.5m3/h高浓度氯水中50％的氯挥发进入大气，气态氯排放量为1.7kg/h。这两类氯气属面源无组织排放。
非正常生产时，电解槽开停车过程中及氯气系统事故状态下产生的废氯气，目前经由氯气管道上的水封外排。
辅助工程废气主要是锅炉烟气，该厂现有20t／h和10t／h蒸汽锅炉各两台，20t 两台锅炉采用水膜除尘器，公用烟囱高30米；两台10吨锅炉各采用文丘里水膜除尘器，两烟囱各高25米。
废气污染物排放情况见表3－4。
表3－4 现有装置废气排放情况
由表3－4可以看出，电解氢气只利用了70％，其余皆放空；
氯化氢合成尾气排放速率为0.022kg/h，符合《大气污染物综合排放标准》》（GB16297-1996）。
在调查监测期间,氯气无组织厂外监控点浓度低于《大气污染物综合排放标准》。
由于事故氯气没有得到有效的处理，一旦事故发生，由于氯气的溶解度较小，管道水封几乎起不到任何作用，将造成大量氯气的外泄，引起环境污染，对厂区及附近居民或农田造成危害。
10t/h锅炉烟气经文丘里水膜除尘器除尘和脱硫后，烟尘及SO2符合《锅炉大气
污染物排放标准》（GB13271-91），但排放高度不达标，其高度应大于40米。
20t/h锅炉烟气经麻石水膜除尘器除尘和脱硫后，烟尘符合排放标准，SO2不达标，排放高度也不达标，其高度应大于45米。
3、废渣
盐水工段产生的盐泥，排放量为1680t／a，其中含NaCl9％、泥沙61％，目前排入废水处理池沉淀后，定期捞出沉淀物送盐泥池堆存；
漂白液废渣，产生量300t/a，主要成分为Ca(OH)2，漂白液废渣经压滤后用来铺路；
锅炉燃煤产生大量炉渣及除尘后的粉煤灰，产生量为5938t／a，粉煤灰、炉渣一起卖给用户烧砖。
废渣排放见表3－5。
表3－5 废渣排放一览表
4、噪声
厂内噪声源主要来自各种泵、罗茨鼓风机、氨压缩机等。主要噪声源见表3－6。
表3－6 主要噪声源
厂区内高噪声设备较多，大部分设备位于车间内部，且厂区较大，厂界噪声经监测大部分点位符合《工业企业厂界噪声标准》，只有厂区西南角处厂界噪声夜间为56.1dB（A），超过标准值1.1dB，主要是锅炉房噪声所致。
（八）现有环保措施
根据1989年黄骅氯碱厂委托天津大沽化工厂设计所编制的《华北制药厂黄骅氯碱分厂1万吨/年烧碱改造扩建工程初步设计（环境保护篇）》，以及1991年7月1日编制的《华北制药厂黄骅氯碱分厂年产3万吨烧碱扩建项目工程可行性研究报告》，氯碱厂目前应有以下环保措施：
1、废水处理措施
（1）废氯处理设施，包括脱氯塔和漂液设施，氯水先经脱氯塔脱氯后，氯气回工艺，废氯水生产漂白液。
目前本装置未设脱氯塔，氯处理产生的氯水直排下水道，汇入循环水池；现有漂液装置的氯源为液氯工段的废氯。由于氯水中活性氯浓度极大，仅仅由于稀释的原因使得排水口浓度降低，但仍超标。
（2）修槽废石棉绒过滤池，修槽时含石棉绒的冲洗水经沉淀过滤，加以回收，外售作石棉瓦。
目前电解车间未设石棉绒过滤池，造成电解车间排水中石棉悬浮物浓度较高。
（3）废水处理（中和）池，各车间排出的废水通过下水道汇集在废水处理池中，通过检测pH值，适量加入酸碱，调整pH值，达到国家排放标准。
该厂现有循环水池一套，总面积13000m2，全厂所有废水都汇集于此，经沉淀，澄清后回用全厂循环水系统。水位高出一定水平时，池水溢流外排。
循环水池的利用提高了全厂水循环利用率，同时外排水经过较长时间的沉淀也在感官上较澄清。循环水pH值每天由环保科监测，但只考虑到工艺的满足条件，外排水碱性较大，超标严重。
2、废气处理措施
（1）开、停车氯气处理措施，开停车时由于设备内有空气存在，氯气的纯度较低，全部送漂液工段处理。
漂液装置与电解装置正处于厂区的对角位置，废氯输送较困难，并且漂液装置也并未用于事故氯气的处理。事故状态氯气由于压力升高会从氯气总管上的水封泄漏，以保证后续工段的安全，水封对氯气的吸收相当有限，基本上起不到吸收作用，因此该厂发生过氯气泄漏事故。
（2）HCl合成工段的HCl尾气吸收装置，吸收不完全的尾气经排气筒排放。
装置运行良好。
（3）蒸汽锅炉（20t）配备花岗岩水膜除尘器，烟筒直径1.8米，高30米。
目前10t/h及20t/h蒸汽锅炉的除尘装置已具备，但除尘器脱硫效率有限，致使20t/h锅炉烟气SO2浓度超标。
3、废渣的处理措施
（1）盐泥板框压滤机装置，盐水工段排放的盐泥经压滤后运至海边掩埋。
目前盐泥水直接排入循环水池，经沉淀后，将盐泥捞出，排入盐泥池堆存。
盐泥水排入烧碱废水不符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》，造成循环水及外排水悬浮物及全盐量较高。
（2）锅炉排放的炉渣（灰）出售。
（3）漂洗废渣出售。
4、厂区绿化
绿化面积25.16亩，占厂区面积的18.5％。
厂区绿化面积较小，远未达到原设计要求。
5、环保机构
设置安全环保科，分管环保三人。
有专门的环保科，机构健全，人员较多，但职能不健全，环保工作在全厂工作中没有得到应有的重视。
以上措施部分已得到落实，未落实的措施应在拟建工程建设过程中进行落实，并作为工程验收项目。
二、拟建项目工程分析
（一）工程概况
1、项目名称
沧州大化集团有限责任公司１万吨／年单极式离子膜烧碱技术开发。
2、项目性质
扩建。
3、产品及生产规模
产品品种、项目规模及商品量见表3－7。
表3－7 产品品种、项目规模及商品量
拟建项目完成后，全厂氯的产耗对照见表3－8。表3－8 氯产耗对照表
全厂氯加工能力大于产氯量，可保证氯碱生产系统安全生产。
4、工程投资
项目总投资4941.4万元，新增环保投资240.2万元，占拟建工程投资的4.9％。
5、占地面积
在现有工程原厂址就地建设，无需征地，装置占地面积3850m2。
6、劳动定员
新项目完成后，需新增各类人员140人，均在本公司内解决。
7、生产时间
拟建工程与现有工程相衔接，年生产时间8000小时。
（二）生产工艺
离子膜烧碱工艺与现有隔膜法烧碱工艺主要区别在于电解工艺，氯氢处理、高纯盐酸、液氯等工段仍采用现有工艺和装置。新上电解工艺主要包括二次盐水精制、电解及淡盐水脱氯。
1、二次盐水精制
现有装置生产的一次盐水经涂有α－纤维素的烧结炭素管过滤器除去悬浮物后，再经螯合树脂塔离子交换去除盐水中的钙、镁、铁等重金属离子，制成合格的二次盐水。
离子树脂的再生采用配制好的高纯烧碱和高纯盐酸，再生产生的酸碱废水，经中和后排放。
2、电解
二次精制后的盐水用纯水调节NaCl含量为305?5g/l后，送入阳极液循环槽中与淡盐水混合，用高纯盐酸调节pH值为2.5-3后泵入电解槽阳极室，在直流电的作用下，被电解成氯气。
在阳极液循环槽中，氯气从淡盐水中分离出来，送入氯气处理工序，一部分淡盐水在电解槽阳极室和阳极液循环槽之间循环，另一部分淡盐水送脱氯塔。
在电解槽阴极室，电解产生阴极液和氢气，一部分阴极液在电解槽阴极室和阴极液循环槽之间循环，另一部分阴极液作为成品碱，冷却后送到贮罐，出售给用户；氢气从阴极液循环槽内从阴极液中分离出来，送入氢气处理工序。
3、淡盐水脱氯
由阳极液循环槽来的淡盐水，加入盐酸调节pH为1-1.5，送脱氯塔顶部与塔底吹入的空气逆流接触，脱除其中大部分的游离氯，脱氯后的淡盐水游离氯含量为
5-10mg/L，加烧碱调节pH值后，加入亚硫酸钠除去残留的游离氯，脱氯后的淡盐水送一次盐水工序。
淡盐水脱氯工段脱除的废氯气汇入湿氯气总管。
单极式离子膜烧碱生产工艺流程及排污节点见图3－2。
3－
2 单极式离子膜烧碱生产工艺流程及排污节点图
（三）主要原辅材料及动力消耗
主要原辅材料消耗及动力供应见表3－9。
河北沧州大化集团有限责任公司1万吨/年单极式离子膜烧碱新技术开发项目环境影响报告书 第三章工程分析 一、现有工程工程概况及污染源调查 （一）产品及规模 现有工程主要产品及生产规模为： 烧碱30000t／a，液氯18000t／a，盐酸21000t／a。 （二）生产工艺 该厂现有３万吨／年烧碱装置为金属阳极隔膜电解法，其工艺过程主要包括化盐、电解、氢处理、氯处理、液氯、碱蒸发、盐酸等工段。 1、盐水工段 盐水生产是将原料盐溶解成饱和的氯化钠溶液，并经精制反应、澄清、过滤、中和等过程使之成为电解所需的合格的精盐水。在盐水生产过程中，排放物主要是盐泥。 2、电解工段 将化盐工段送来的精制盐水连续均匀地分别输入各个电解槽，在直流电的作用下，盐水被电解生成H2、Cl2、NaOH溶液。 在阳极上产生的氯气经氯气管送至氯气处理工序；在阴极上产生的氢气导入氢
气管送至氢气站，电解液自阴极箱导出管导出，流入电解液总管，送蒸发工段。反应原理为： 阳极反应：2Cl－2e → Cl2 阴极反应：2H2O＋2e →H2↑＋2OH- Na+＋OH－→ NaOH 总反应式：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 由上述食盐水溶液电解反应式可知，电解过程中每生成一吨100％NaOH电解液，可同时产生0.886吨氯气及0.025吨氢气，需要折合100％NaCl1.461吨。 3、氢气处理工段 自电解工段来的80～90℃的高温氢气通过冷凝，除去所含水份，再用罗茨鼓风机加压送入氯化氢合成工段。 4、氯气处理及液氯工段 由电解来的80～90℃的高温氯气首先经过冷却，然后经三组并联的泡沫干燥塔，在塔板上与溢流下来的浓硫酸呈泡沫状充分接触，氯气中的水份被浓硫酸除去。 冷却时产生的含氯废水，现有装置直接排全厂循环水池。 由氯气处工序来的压缩氯气，经液化机组以氨制冷，将氯气在低温下液化，冷凝下来的液氯进入计量槽和液氯贮槽，并灌瓶包装出售，液化尾气送盐酸工段。
离子膜烧碱装臵工艺培训课件 一、装臵简介 巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装臵，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺的20000t/a离子膜装臵，一是2001年12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺的50000t/a离子膜装臵。 二、烧碱制碱技术的发展历程 烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。 离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。主要是膜和相应电解槽的发展决定离子膜制碱技术。 膜和电解槽的发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步的，目前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，我国去年开始山东东岳集团才开始生产出用于强制循环的膜。电解槽从最开始的单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。 三、装臵工序简介 装臵分为20000t/a离子膜装臵精制、电解工序、氢处理工序，氯气送50000t/a离子膜装臵氯干燥处理；50000t/a离子膜装臵分为
精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气处理工序、氢处理工序。 四、原材料产品简绍 产品性质 30%离子膜烧碱 30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸收氯气和二氧化碳。离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。 氯气（Cl2） 氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为 1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害常温下水中的溶解度为5～7g/l，湿氯气对绝大部分金属具有强烈的腐蚀性。氯气与氢气混合后在温度和光的作用下可
离子膜烧碱工艺流程 https://www.doczj.com/doc/0812886018.html,/thread-437527-1-1.html CAD 邢家悟主编《离子膜法制烧碱操作问答》(化学工业出版社，2009年7月) 第一章盐水精制甲元 1.盐水精制的目的 氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。 2.盐水精制工艺简述 直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。 第二章电解单元 92.离子膜电解槽电解反应的基本原理 离子膜电解槽电解反应的基本原理是将电能转换为化学能，将盐水电解，生成NaOH、Cl2、H2，如图20所示，在离子膜电解槽阳极室(图示左侧)，盐水在离子膜电
解槽中电离成Na+和Cl－，其中Na+在电荷作用下，通过具有选择性的阳离子膜迁移到阴极室(图示右侧)，留下的Cl－在阳极电解作用下生成氯气。阴极室内的H2O电离成为H+和OH－，其中OH－被具有选择性的阳离子挡在阴极室与从阳极室过来的Na+结合成为产物NaOH，H+在阴极电解作用下生成氢气。 93.离子膜电解槽的类型 离子膜电解槽按照单元槽的结构形式不同，分为单极式离子膜电解槽(图21)和复极式离子膜电解槽(图22)。单极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上只有一种电极，即单元槽是阳极单元槽或阴极单元槽，不存在一个单元槽上既有阳极又有阴极的情况。复极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上，既有阳极又有阴极(每台离子膜电解槽的最端头的端单元槽除外)，是阴阳极一体的单元槽。 94.不同类型离子膜电解槽的供电方式 离子膜电解槽的供电方式有两种∶并联和串联。在一台单极式离子膜电解槽内部(参见图23)，直流供电电路是并联的，因此总电流即为通过各个单元槽的电流之和，各单元槽的电压基本相等，所以单极式离子膜电解槽的特点是低电压大电流。
16万吨/年离子膜烧碱及配套9万吨/年双氧水项目 环境影响报告书 目录 1 项目概况 (1) 1.1工程名称 (1) 1.2产品方案和生产规模 (1) 1.3公用工程及辅助设施方案 (1) 2 工程分析 (4) 2.1离子膜装置工程分析 (4) 2.2.1主要原辅材料 (4) 2.2.2生产工艺流程 (4) 2.2.3污染源强分析 (8) 2.2双氧水装置工程分析 (10) 2.2.1主要原辅材料 (10) 2.2.2工艺流程 (10) 2.2.3污染源强分析 (12) 2.3公用工程污染源强分析 (13) 2.4项目三废污染源汇总 (15) 2.4.1废水 (15) 2.4.2废气 (15) 2.4.3固废 (16) 2.5项目实施后生态园区污染源强汇总 (16) 2.5.1 废水 (16) 2.5.2 废气 (16) 4.8.3 固废 (18) 3 选址周边环境及保护目标 (19) 3.1区域环境质量现状 (19) 3.2主要敏感点和保护目标 (20) 4 环境影响预测主要结论 (21) 5 污染防治对策措施 (23) 5.1废水的治理措施 (23) 5.2废气的治理措施 (23) 5.3废渣的治理措施 (25) 5.4噪声污染控制措施 (25) 6 总量控制和公众参与 (27)
6.1总量控制 (27) 6.2公众参与调查 (27) 7 环境可行性结论 (28) 8 环评综合结论 (28)
1 项目概况 1.1工程名称 （1）项目名称：浙江闰土股份有限公司16万吨/年离子膜烧碱及配套9万吨/年双氧水项目 （2）工程性质：新建 （3）建设地点：杭州湾精细化工园区东区闰土生态工业园。 （4）项目规模：建设投资额为61838万元。本项目总定员120人，生产工人在闰土现有各厂内调配（公司不新增人员），生产实行四班三运转制，年操作时间330天(8000小时)。 （5）工程组成：本项目建筑均为生产及其辅助用房，新建建筑面积约为25214m2。 1.2产品方案和生产规模 产品方案与生产规模见表1-1。 表1-1 产品方案与生产规模 1.3公用工程及辅助设施方案 （1）总图运输 厂外运输：32%烧碱、液氯及其他辅助原料主要采用汽车运输，原盐在上虞港码头建成前，可考虑用火车加汽车送到盐仓库，上虞港码头建成后，原盐可
离子膜烧碱工程 设备防腐蚀方案 审批： 审核： 编制： 二○一七年十二月三十一日
目录 目录 (1) 一、编制说明 (2) 一、编制说明 (2) 二、编制依据 (2) 三、工程概况 (2) 四、施工流程及准备 (4) 五、施工工艺 (5) 六、防腐层检查 (7) 七、卫生、安全和环境保护 (7) 八、劳动力组织及机具计划 (7) 九、安全技术措施 (8) 十、质量保证措施 (8)
一、编制说明 本施工方案为离子膜烧碱工程之设备防腐蚀方案，用于安装现场施工指导及要求； 具体防腐蚀技术要求及材料选用是结合其他类似工程施工经验选用。 二、编制依据 1.《涂装前钢材表面预处理规范》SY/T0407-97 2.《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88 3.《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91 4.设计院设计施工图纸 三、工程概况 1、本项目设备防腐蚀共计：七台；池体防腐蚀共计：五台； 具体规格如下：表1
2、防腐基本形式： a、设备防腐蚀：内表面JDF-H环氧玻璃鳞片，采用刷涂及喷涂相结合方式；涂装采 用二底三面，涂层达300um；外表面使用氯磺化聚乙烯漆二底两面； b、钢结构防腐蚀：表面JDF-H环氧玻璃鳞片，采用刷涂及喷涂相结合方式；涂装采 用二底三面，涂层达300um； c、池体防腐蚀：内表面JDF-H环氧玻璃鳞片胶泥，采用刮涂及刷涂相结合方式；涂 装采用环氧玻璃鳞片底层二道，环氧玻璃鳞片胶泥二道，环氧玻璃鳞片罩面二道，涂层达2mm； d、除锈等级：Sa2.5级； 3、根据现场的实际情况现针对道尔澄清桶内表面防腐蚀做着重描述： 3.1澄清桶具备施工的条件： a、该设备内件施工已结束，焊缝表在应平整、无气孔、夹渣及焊瘤，焊缝高度不得≥ 2mm，要彻底清除飞溅物，焊缝需打磨至圆滑过渡，经监理机构验收具备防腐蚀施 工条件； b、设备转角及锐角部位应保证焊接要求，焊缝应细致打磨成钝角，形成圆滑过渡，不 得有毛刺和棱角； c、各种须在防腐蚀施工完毕及交叉施工的构件已完成预安装工作，以减少已完成防腐
离子膜法烧碱生产安全技术规定 HABOO—2002 2002—05—10 发布2002—10—01 实施 1主题内容与使用范围 1. 1本规定规定了离子膜法烧碱生产过程中物料的安全使用要求、生产安全技术规定、机电设备的安全技术规定、检修的特殊安全要求、劳动保护和劳动环境的安全规定以及消防和现场急救。 1. 2本规定提出的内容仅限于离子膜法工艺装置中共性的安全生产要求，对不同离子膜法工艺装置的各种特殊规定，仍应按相应的规定执行。新建、扩建、改建以及技术改造的离子膜法烧碱建设项目的安全卫生要求，应同时符合《化工企业安全卫生设计规定》。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 HG20571-95《化工企业安全卫生设计规定》 SH3047《石油化工企业职业安全卫生设计规范》 GBJ16-87（2001年版）《建筑设计防火规范》 HGJ-28-90《化工企业静电接地设计规程》 GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 HG23011-1999《厂区动火作业安全规程》 GB11984-89《氯气安全规程》 3物料的安全使用要求 3. 1化盐用水、卤水（井盐）、原盐必须定期或者按批次进行
铵含量分析，以确保电解用的盐水中铵含量符合要求。 3. 2辅助材料中的纯碱、亚硫酸钠和氯化钡、a纤维素，分属 有害品或毒害品；烧碱、盐酸、硫酸等属强腐蚀剂，应定点储存，做好标识。储运系统设计应符合《石油化工企业职业安全卫生设计规范》，储罐周围应设围堰，并用防渗防腐材料铺砌，同时建立相应的管理制度。 生产安全技术规定 4．1 主要安全指标* 4．1．1 入槽盐水 NaCI290- 310g/L 无机铵＜1mg/ L 总铵詔mg/ L Ca"+Mg0.02ppm (wt) 4．1 ．2 入槽纯水 电导率勻0 e/cm 3+ Fe 0.1 ppm (wt) 4．1 ．3 高纯盐酸 HCI 鸟0%( wt) 游离氯屿ppm (wt) Ca++Mg+ 0.3ppm (wt) 3+ Fe <10ppm( Wt) 4．1 ．4 氯气 单槽氯中含氢＜1%( vol )
公司万吨年单极式离子膜烧碱新技术开发项目环境影响报告书 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
某公司1万吨/年单极式离子膜烧碱新技术开发项目环境影 响报告书 第三章工程分析 一、现有工程工程概况及污染源调查 （一）产品及规模 现有工程主要产品及生产规模为： 烧碱30000t／a，液氯18000t／a，盐酸21000t／a。 （二）生产工艺 该厂现有３万吨／年烧碱装置为金属阳极隔膜电解法，其工艺过程主要包括化盐、电解、氢处理、氯处理、液氯、碱蒸发、盐酸等工段。 1、盐水工段 盐水生产是将原料盐溶解成饱和的氯化钠溶液，并经精制反应、澄清、过滤、中和等过程使之成为电解所需的合格的精盐水。在盐水生产过程中，排放物主要是盐泥。 2、电解工段 将化盐工段送来的精制盐水连续均匀地分别输入各个电解槽，在直流电的作用下，盐水被电解生成H2、Cl2、NaOH溶液。 在阳极上产生的氯气经氯气管送至氯气处理工序；在阴极上产生的氢气导入氢气管送至氢气站，电解液自阴极箱导出管导出，流入电解液总管，送蒸发工段。反应原理为： 阳极反应：2Cl－2e → Cl2 阴极反应：2H2O＋2e →H2↑＋2OH-
Na+＋OH－→ NaOH 总反应式：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 由上述食盐水溶液电解反应式可知，电解过程中每生成一吨100％NaOH电解液，可同时产生吨氯气及吨氢气，需要折合100％吨。 3、氢气处理工段 自电解工段来的80～90℃的高温氢气通过冷凝，除去所含水份，再用罗茨鼓风机加压送入氯化氢合成工段。 4、氯气处理及液氯工段 由电解来的80～90℃的高温氯气首先经过冷却，然后经三组并联的泡沫干燥塔，在塔板上与溢流下来的浓硫酸呈泡沫状充分接触，氯气中的水份被浓硫酸除去。 冷却时产生的含氯废水，现有装置直接排全厂循环水池。 由氯气处工序来的压缩氯气，经液化机组以氨制冷，将氯气在低温下液化，冷凝下来的液氯进入计量槽和液氯贮槽，并灌瓶包装出售，液化尾气送盐酸工段。 5、电解液蒸发工段 来自电解工段的电解液含碱浓度只有10％左右，把电解液用泵送入三效蒸发器，经过蒸发，碱液被浓缩至32-35％，然后进行冷却、配碱，分配合格的碱用泵送入碱栈台。 6、盐酸合成工段 反应式：H2+Cl2=2HCl
离子膜烧碱生产原理 烧碱生产是以超纯盐水为原料，在离子交换膜电解槽中进行强烈的电化学反应而生成的。 在阳极室中氯化钠按下列方式在溶液中进行电离: NaCl → Na+ + Cl- 主要阳极反应为阴离子Cl-在阳极上发生氧化生成氯气 2Cl-→ Cl 2 + 2e- 阳极室的Na+和水通过离子交换膜一起传输到阴极室. 阴极室的水在电流的作用下发生如下的电解反应: 2H 2O + 2e-→ H 2 + 2OH- 阴极室最开始的反应是阳离子H+得到电子被还原为H 2 ，同时产生OH-。 Na+和OH-结合生成NaOH: Na+ + OH-→ NaOH 整个电化学反应方程式如下: 2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 为了调节阴极室中NaOH的浓度在NaOH循环管中加入纯水 淡盐水和Cl 2 一起排放出阳极室外。 阴极室中产生的烧碱和H 2 一起排放出阴极室外。 把循环碱液用纯水稀释后重新加到阴极室中。 上述电化学反应如图1所示 在电解进行过程中，由于阳极中的一部分Cl-透过了离子交换膜进入阴极室，阴极液就受到了少量盐的污染。一般来说，膜的电流效率越低，阴极液的盐污染程度就越高。 电解时，由于OH-在电场作用下由阴极室向阳极室移动，我们称之为OH-反渗透。Na+传输量的减少取决于OH-的透过离子膜的多少。电解槽电流效率的减少和OH-的减少直接有关。当阴极室OH-浓度增加时，电流效率减少。因此所生产烧碱的浓度受到限制，一般为32-35wt%此外，还要取决所用膜的类型。 新装膜原理上只允许Na+和少量的OH-和Cl-透过。实际上膜都有一定的使用寿命，随着膜工作时间的增加，阴离子透过膜的量也相应增加，槽的电流效率下降，阳极室由于下面的副反应PH值增加: 电化学副反应 ·H 2 O被氧化产生氧气
离子膜烧碱装置工艺培训课件 一、装置简介 巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装置，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺的20000t/a离子膜装置，一是2001年12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺的50000t/a离子膜装置。 二、烧碱制碱技术的发展历程 烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。 离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。主要是膜和相应电解槽的发展决定离子膜制碱技术。 膜和电解槽的发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步的，目前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，我国去年开始东岳集团才开始生产出用于强制循环的膜。电解槽从最开始的单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。 三、装置工序简介 装置分为20000t/a离子膜装置精制、电解工序、氢处理工序，氯气送50000t/a离子膜装置氯干燥处理；50000t/a离子膜装置分
为精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气处理工序、氢处理工序。 四、原材料产品简绍 产品性质 30%离子膜烧碱 30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸收氯气和二氧化碳。离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。 氯气（Cl2） 氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害常温下水中的溶解度为5～7g/l，湿氯气对绝大
离子膜法烧碱生产安全技术规定 HAB004—2002 2002—05—10发布2002—10—01实施 1 主题内容与使用范围 1．1 本规定规定了离子膜法烧碱生产过程中物料的安全使用要求、生产安全技术规定、机电设备的安全技术规定、检修的特殊安全要求、劳动保护和劳动环境的安全规定以及消防和现场急救。 1．2 本规定提出的内容仅限于离子膜法工艺装置中共性的安全生产要求，对不同离子膜法工艺装置的各种特殊规定，仍应按相应的规定执行。新建、扩建、改建以及技术改造的离子膜法烧碱建设项目的安全卫生要求，应同时符合《化工企业安全卫生设计规定》。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 HG20571-95《化工企业安全卫生设计规定》
SH3047《石油化工企业职业安全卫生设计规范》 GBJ16-87（2001年版）《建筑设计防火规范》 HGJ-28-90《化工企业静电接地设计规程》 GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 HG23011-1999《厂区动火作业安全规程》 GB11984-89《氯气安全规程》 3 物料的安全使用要求 3．1 化盐用水、卤水（井盐）、原盐必须定期或者按批次进行铵含量分析，以确保电解用的盐水中铵含量符合要求。 3．2 辅助材料中的纯碱、亚硫酸钠和氯化钡、α-纤维素，分属有害品或毒害品；烧碱、盐酸、硫酸等属强腐蚀剂，应定点储存，做好标识。储运系统设计应符合《石油化工企业职业安全卫生设计规范》，储罐周围应设围堰，并用防渗防腐材料铺砌，同时建立相应的管理制度。 4 生产安全技术规定 4．1 主要安全指标*
离子膜烧碱的工业分析-----中间产品及副产物分析 离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱（即氢氧化钠）。其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H＋、Na+通过，而Cl－、OH－和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。 离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。 淡盐水脱氯 淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低，无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序，只能由烧碱液循环吸收，制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。 氯氢处理（含废氯气处理） 1、氯气处理 由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。 氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。 冷却选用填料式洗涤塔，能够较好地除去湿氯气带出的盐雾，填料采用CPVC 花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。 对于干燥部分，在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式，比较典型的有： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔； b、一段填料塔、二段泡沫塔； c、一段填料塔、二段泡罩塔。 国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合，这是两种典型的塔。 泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多；缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量，操作弹性仅为15%，塔板阻力降大，一般为100-200mmH2O， 而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定性。 填料塔操作弹性大，易操作，压降小，但投资大，有效塔板数少。 泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔制碱，塔板数多，压降与泡沫塔相当，操作弹
膜法脱硝工艺在离子膜烧碱生产中的应用 彭祥燕 张中华 王兴华 邹先军 （中盐湖南株洲化工集团有限公司，湖南 株洲412004） [关键词]烧碱 膜法脱硝 应用 [摘 要]本文介绍了当前脱硝的两种方法，并对其进行了分析。 着重介绍了膜法脱硝在年产18万吨离子膜烧碱生产中的应用情况。 Application of sulfate-removing by membrane method in the production of ionic membrane caustic soda Peng xiangyan,Zhang zhonghua,Wang xinhua,Zou xianjun (Hunan Zhuzhou Chemical Industry Group Co.,Ltd.-CNSIC, Zhuzhou 412004,China) Key words: caustic soda; sulfate removed by membrane method; application Abstract:This paper is introduction and analysis of two sulfate-removing method, have introduced the Application of sulfate-removing by membrane method in the production of 180000t/a ionic membrane caustic soda. 前言 在烧碱生产过程中，盐水精制是主要工序之一，为保障电解工 序乃至整个烧碱的正常生产，必须保证盐水质量达到规定的工艺指 标。盐水中的SO42-过高会增加电解过程中的副反应，导致电流效率普 遍下降，严重影响离子膜烧碱的正常生产，为此大多生产厂家规定其 浓度不得超过5g/ L[1]。在离子膜电解生产烧碱的流程中，通过盐水 的回用，原盐（或卤水）中所含的SO42-和加入亚硫酸钠等产生的SO42-
试论离子膜烧碱工艺中能耗问题 摘要：随着我国经济的不断发展，化工产业也取得了长足的进步。离子膜法是一种新兴的制碱方法，在我国的多个地区都进行了规模化生产，但同时也造成了一种供大于求的局面。大规模的生产造成研发水平滞后，产品耗能水平较高，交换膜使用寿命短的问题开始显现。本文通过对离子膜法烧碱工艺进行介绍，对能耗原因与改善对策进行分析，以降低能耗，提高生产效益，实现产业节能。 关键词：离子膜烧碱工艺能耗效益 1、引言 随着我国化工产业的不断规模化发展，极大地推动了我国经济的进步与社会的发展，做出了积极的贡献。但在化工业不断发展的同时，带来的能耗过大、环境污染以及供大于求的问题开始不断显现。近年来，国家通过不断下达相关政策，积极进行产业结构调整，试图通过技术手段与管理手段对相关产业进行升级。我国能源丰富，但人均却在世界上倒数，要按照可持续发展战略规划要求，就必须要节约资源，降低能源损耗，提高生产效率，在有限的资源中不断提高生产效益。离子膜烧碱工艺中，由于一直从事简单生产，技术革新速度过慢，存在严重的能源损耗问题。通过工艺技术的
不断创新，可以有效降低生产能耗，为生产企业节约成本，提高收效。 2、离子膜法烧碱工艺概述 离子膜法主要是通过利用阳离子交换膜把单元电解槽 进行分隔为阳极室与阴极室，从而使电解产品分开。离子膜电解法是一种新兴技术，通过对阴阳离子选择性透过，可以把带一种电荷的离子进行通过，对异性的离子进行阻挡，从而达到脱盐、净化与合成的目的。目前离子膜法已经应用于氯碱的生产与海水的淡化等领域。在氯碱工业中，利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液对生产氯气、氢气与烧碱等。[1] 离子膜法烧碱工艺流程并不复杂，首先是盐水溶液经过精制后，进入阳极室，钠离子在电场作用下通过交换膜向阴极室移动，钠离子与电解水形成的氢氧离子合成为氢氧化钠，在阴极生成氢气。氢化钠在电解完成后，淡盐水将会经脱除深解氯，固体盐重饱和后返回到阳极室，形成盐水回路。 3、离子膜法烧碱工艺能耗存在的问题 3.1电解液电耗能 电解液中很多因素都会影响到耗能问题。另外材料的杂质较多与设备损耗等同时也是能耗居高不下的一大原因。[2]在电解液过程中，电解质在不断地进行电解会增加了大量的杂质，在生产中钙离子、铝离子、钡离子等都会对电解槽的
年产30万吨离子膜烧碱）投资建设项目可行性研究报告 (典型案例·仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司 中国·广州
目录 第一章年产30万吨离子膜烧碱）项目概论 (1) 一、年产30万吨离子膜烧碱）项目名称及承办单位 (1) 二、年产30万吨离子膜烧碱）项目可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、年产30万吨离子膜烧碱）产品方案及建设规模 (6) 七、年产30万吨离子膜烧碱）项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (6) 十、研究结论 (7) 十一、年产30万吨离子膜烧碱）项目主要经济技术指标 (9) 项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章年产30万吨离子膜烧碱）产品说明 (15) 第三章年产30万吨离子膜烧碱）项目市场分析预测 (15) 第四章项目选址科学性分析 (15) 一、厂址的选择原则 (15) 二、厂址选择方案 (16) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (17) 项目占地及建筑工程投资一览表 (17) 六、项目选址综合评价 (18)
第五章项目建设内容与建设规模 (19) 一、建设内容 (19) （一）土建工程 (19) （二）设备购置 (20) 二、建设规模 (20) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21) 一、原辅材料供应条件 (21) （一）主要原辅材料供应 (21) （二）原辅材料来源 (21) 原辅材料及能源供应情况一览表 (21) 二、基本生产条件 (23) 第七章工程技术方案 (24) 一、工艺技术方案的选用原则 (24) 二、工艺技术方案 (25) （一）工艺技术来源及特点 (25) （二）技术保障措施 (25) （三）产品生产工艺流程 (25) 年产30万吨离子膜烧碱）生产工艺流程示意简图 (25) 三、设备的选择 (26) （一）设备配置原则 (26) （二）设备配置方案 (27) 主要设备投资明细表 (27) 第八章环境保护 (28) 一、环境保护设计依据 (28) 二、污染物的来源 (29) （一）年产30万吨离子膜烧碱）项目建设期污染源 (30) （二）年产30万吨离子膜烧碱）项目运营期污染源 (30)
离子膜法制烧碱的生产工艺总结 本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺过程中的离子膜法碱液蒸发的特点以及影响碱液蒸发的因素。标签：离子膜法隔膜法蒸汽分离器 离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一，但是在目前烧碱生产工艺中所见的比例并不是很大，所以我们必须仔细的认识一下子膜法制烧碱的工艺特点 一、离子膜法碱液蒸发的特点 1.流程简单，简化设备，易于操作。由于离子膜碱液仅含有极微量的盐，所以，在其整个蒸发浓缩过程中，即使是生产99的固碱，也无须除盐。这就是极大的简化了流程设备，即隔膜碱蒸发必须有的除盐的设备及工艺工程都被取消（如旋液分离器、盐沉降槽、分离机、回收母液贮罐等），而且，由于在蒸发过程中没有盐的析出，也就很难发生管道阻塞，系统打水问题，使操作容易进行。 2.浓度高，蒸发水量少，蒸汽消耗低。离子膜法碱液的浓度高，一般在30～33，比隔膜法碱液的10～11要高很大，因而大量的减少了浓缩所用的蒸汽。若以32的碱液为例，如果产品的浓度为50，则每吨50的成品碱需蒸出水量为：1.15t，而隔膜法电解碱液若同样浓缩到50，则一般要蒸出6.5t的水量（隔膜碱液浓度按10.5计）。也就是说，浓缩到同样的50，离子膜碱液蒸发比隔膜碱液蒸发少蒸出约5. 4t水。由于蒸发水量的减少，蒸汽消耗就大幅度下降。以双效流程为例，一般仅耗汽0.73～0.78t/t（100碱），另外蒸汽的空间也相应的减少，使设备的投资也相应的降低。 二、影响碱液蒸发的因素 1.生蒸汽压力。蒸汽是碱液蒸发中的主要热源，生蒸汽（或称一次蒸汽）的压力高低对蒸发能力有很大的影响。通常较高的一次蒸汽压力，使系统获得较大的温差，单位时间所传递的热量也相应的增加，因而也使装备具有较大的生产能力。当然，蒸汽压力也不能过高，因为过高的蒸汽压力容易使加热管内碱液温度上升过高，造成液体的沸腾，形成汽膜，降低了传热系数，反而使装备能力受到影响。同样，蒸汽压力偏低，经过加热器的碱液不能达到需要的温度，减少了单位时间内的蒸发量，使蒸发强度降低。 因此，选择适宜的蒸汽压力是保证蒸发强度的重要因素。另外，保持蒸汽的饱和度也是至关重要的。因为，饱和蒸汽冷凝潜热是其可提供的最大热量；再则，保持蒸汽压力的稳定也是保持操作的主要因素之一，因为，加热蒸汽压力的波动，就会使蒸发过程很不稳定，从而直接影响了进出口物料的浓度、温度，甚至影响液面、真空度、产品质量等。 2.蒸发器的液位控制。在循环蒸发器的蒸发过程中，维持恒定的蒸发器液位
离子膜法制烧碱 1 2 ——10化工班 3 第四组全体成员 4 一、世界离子膜法电解装置发展历程 5 （一）第一阶段为萌发成长期 6 1、“四竞争” 7 （1）复极槽与单极槽的竞争 8 复极槽是低电压、高电压，在复极槽中，各个阴阳极单元串联而成，从而使每个电槽的槽电流相对较小，而槽电压相对较高，这对整流效率来将是一9 10 般有利的。复极槽具有流程短，设备台数少，易采用计算机控制，占地面积少，11 节省电解厂面积等优势。单极槽是高电流，低电压，在单极槽中，电流并联式12 的流经各电极对，由于电流流经的通道较长，致使电压降较高，唯有把各“电13 极对”的尺寸减少或引入内部铜导体后，才可将槽电压降低。初期的离子膜单14 极槽在运行中一旦发现某槽泄露或者有问题，可与隔膜槽一样借助停槽开关，单独停槽检修或者更换，以防止对其他电槽的影响，不至于因局部事故而影响 15 16 全厂生产。单极槽可传入隔膜槽系统逐步替换隔膜槽而成为离子膜法电解。 17 （2）自然循环与强制循环的竞争 自然循环是靠电解液的相对密度差推动电解液循环的，具有动力消耗小，循 18 19 环量大，对膜冲击小，压力稳定，运行安全等特点，但是生产符合一般不能低20 于50%，不像强制循环那样有高压差和因操作上压差波动二造成膜的机械损伤； 强制循环是采用崩推动电解液循环，增加电解反应过程中电解液在电解液内 21 22 部循环的推动力，具有不受低电流负荷的影响、循环量易控制等特点，但动力
消耗大，对摸冲击大，压力不稳定。 23 24 （3）单元槽有效面积的竞争 25 单元槽有效面积增大可以有效地提高离子膜利用率，减少更换和维修费。但 是并非面积越大越好，面积过大，离子交换膜的实际强度就难以支撑，也会造26 27 成垫圈泄露。 28 （4）压滤机式压紧与单元组合式压紧的竞争 29 压滤式电解槽是把多个单元槽用一个压紧装置压紧加以封闭，特点在于组装 30 简单，膜内不受压，无接触电压损失，但需要有较高的压紧力，密封面加工要 31 精密、单片槽加工精度要求高，存在槽框加工误差累积问题； 32 单元组合式电解槽是单独地将每一电极对的法兰夹夹紧，以达到可靠的密封 33 要求， 34 2、“四趋向” 35 36 （1）电流密度趋向提高； 37 （2）单元槽数量趋向增多； 38 （3）单槽产能趋向增大； 39 （4）直流电耗趋向降低。 40 41 42 （二）第二阶段新发展时期 43 （1）2001年，旭硝子公司退出了离子膜电解槽制造业，将AZEC型电解槽的
离子膜烧碱的生产分析 —离子膜法液碱质量检测 一、离子膜液碱生产的工艺流程 二、离子膜液碱的检测项目 09工分 徐然
一、产品说明 离子膜法制碱共生产三种产品：离子膜（液）碱、氯气和氢气。1．离子膜（液）碱 离子膜（液）碱，即氢氧化钠水溶液，NaOH（分子量为39.997）含量为32±0.5%，比重1.307~1.317(85℃)，无色透明，有滑腻感的液体，沸点：116℃，凝固点：1.2℃。属于低毒类物质，对皮肤、粘膜有强烈的刺激性和腐蚀性。浓的碱液会灼伤皮肤和肌肉，若吸入HaOH雾沫或较浓的蒸气，可使气管和肺部遭受严重的伤害，甚至发生肺炎，若溅入眼中，则可能会引起失明。 烧碱溶液能与多种物质反应，对动植物组织有强烈的腐蚀作用。 a. NaOH的强碱性,能使蓝紫色的石蕊变成蓝色,使无色的酚酞呈红色。 b.能与酸反应NaOH+HCL → NaCL+H2O c.能与酸性氧化物反应2NaOH+CO2 → Na2CO3+H2O d.能与锡、锌等反应2AL+6NaOH → 2Na3ALO3+3H2↑ e.与硅化物的作用2NaOH+SiO2 → NaSiO3+H2O 烧碱主要用于轻工、纺织、医药、冶金、建材等工业部门。 二、盐水精制甲元 1.盐水精制的目的 氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及
细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂等无机杂质，以及细菌、藻类残体、质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。 2.盐水精制工艺简述 直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；直至20 世纪70 年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入艺技术形成的絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，然
离子膜法烧碱装置的安全保证 在电解烧碱技术中，电解产品氯气剧毒，氢气易与空气或氯气混合而形成爆炸性气体，烧碱、盐酸则为强腐蚀性物质，此外，电解生产时所用直流电的电压较高，有触电和被电流灼伤的危险；因此，离子膜法烧碱装置的主要危险、有害因素是：中毒、火灾、爆炸、腐蚀、灼伤和触电等。在多层安全防护设计的理念下，从核心层的工艺本质安全开始，经过基本过程控制系统、监测报警系统、安全连锁系统、安全附件和结构防护，逐层向外扩展至应急处置救援防护，共7方面 来保证装置的安全运行。 1工艺本质安全 1.1防腐措施 离子膜法烧碱生产电解过程中存在着大量的烧碱、盐酸、硫酸、次氯酸钠溶液等物质，对设备具有较强的腐蚀作用，而且盐酸中的氯化氢气体逸出，或者烧碱、盐酸、次氯酸钠溶液等泄漏，会对建筑、设备产生腐蚀；长时间接触盐水，一些金属设备也会被腐蚀。若重要建筑和设备的关键结构被腐蚀，结构损坏，强度下降，还可能产生更严重的后果。电解会产生高温湿氯气，淡盐水中也含有少量氯气，如果氯气处理设备、管线、法兰等选材不合理，将会腐蚀穿孔，物料泄漏。因此，生产中使用的工艺管道、设备、仪表等的防腐工作尤为重 要。
(1)接触盐水(含微量游离氯)的设备，一般应采用碳钢衬鳞片玻璃钢树脂或采用整体玻璃钢的材质；泵的材料多选用钛泵或铸铁衬聚四氟乙烯。树脂塔等几台设备，应采用碳钢衬低Ca2+、Mg2+的橡胶，以保证人电解槽盐水的高纯性；对于氯化钠盐水管线大多采用钢衬聚 烯烃管道、非金属管道等。 (2)电解工序，主要是阳极液、阴极液系统设备的防腐及离子膜电解槽的防腐。接触淡盐水的设备、泵的材质，一般采用钛材，如阳极液循环槽，主要是阳极液的腐蚀，所以选用钛材，其后的淡盐水泵、脱氯塔也选用钛材。而接触阴极液设备，由于碱的浓度较高、温度较高，所以使用SUS310S不锈钢；阀门、管道、管件材料较多采用非金属材料如聚偏二氟乙烯(PVDF)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、硬聚氯乙烯(PVC)、玻璃钢(FBP)等，既降低了工程造价，又保证了防腐蚀效 果。 (3)氯处理工序，接触介质为氯气、水的设备一般选用玻璃钢，换热器选用钛材；经洗涤、冷却后的氯气用浓硫酸进行干燥，接触浓硫酸、氯气的设备采用PVC，外部用FRP加强；接触质量分数为75%-92%的浓硫酸(含微量的溶解氯)的换热器应采用哈氏合金；接触质量分数为92%以上的浓硫酸的换热器采用316L；因为浓硫酸能使碳钢表面形成致密的保护膜，其他设备采用碳钢，可以达到防腐目的。 (4)离子膜法烧碱装置所涉及的设备及其附件(平台、支座、楼梯、扶手等，但不包括土建钢结构)和管道、管道组件、管架等需要外部 防腐设计。
1万吨/年单极式离子膜烧碱新技术开发项目环境影响报告书（关键内容 部分） 第三章工程分析 一、现有工程工程概况及污染源调查 （一）产品及规模 现有工程主要产品及生产规模为： 烧碱30000t／a，液氯18000t／a，盐酸21000t／a。 （二）生产工艺 该厂现有３万吨／年烧碱装置为金属阳极隔膜电解法，其工艺过程主要包括化盐、电解、氢处理、氯处理、液氯、碱蒸发、盐酸等工段。 1、盐水工段 盐水生产是将原料盐溶解成饱和的氯化钠溶液，并经精制反应、澄清、过滤、中和等过程使之成为电解所需的合格的精盐水。在盐水生产过程中，排放物主要是盐泥。 2、电解工段 将化盐工段送来的精制盐水连续均匀地分别输入各个电解槽，在直流电的作用下，盐水被电解生成H2、Cl2、NaOH溶液。 在阳极上产生的氯气经氯气管送至氯气处理工序；在阴极上产生的氢气导入氢气管送至氢气站，电解液自阴极箱导出管导出，流入电解液总管，送蒸发工段。反应原理为：阳极反应：2Cl－2e → Cl2 阴极反应：2H2O＋2e →H2↑＋2OH- Na+＋OH－→ NaOH 总反应式：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 由上述食盐水溶液电解反应式可知，电解过程中每生成一吨100％NaOH电解液，可同
时产生0.886吨氯气及0.025吨氢气，需要折合100％NaCl1.461吨。 3、氢气处理工段 自电解工段来的80～90℃的高温氢气通过冷凝，除去所含水份，再用罗茨鼓风机加压送入氯化氢合成工段。 4、氯气处理及液氯工段 由电解来的80～90℃的高温氯气首先经过冷却，然后经三组并联的泡沫干燥塔，在塔板上与溢流下来的浓硫酸呈泡沫状充分接触，氯气中的水份被浓硫酸除去。 冷却时产生的含氯废水，现有装置直接排全厂循环水池。 由氯气处工序来的压缩氯气，经液化机组以氨制冷，将氯气在低温下液化，冷凝下来的液氯进入计量槽和液氯贮槽，并灌瓶包装出售，液化尾气送盐酸工段。 5、电解液蒸发工段 来自电解工段的电解液含碱浓度只有10％左右，把电解液用泵送入三效蒸发器，经过蒸发，碱液被浓缩至32-35％，然后进行冷却、配碱，分配合格的碱用泵送入碱栈台。 6、盐酸合成工段 反应式：H2+Cl2=2HCl 自氯氢处理来的氯气和氢气分别进入各自的缓冲器，再经各自的阻火器后，进入合成炉反应，生成的氯化氢气体由顶部加入的来自尾气吸收塔的稀盐酸吸收，再冷却制成盐酸，未被吸收的氯化氢气体经尾气吸收塔用水吸收，生成稀盐酸流入合成炉，剩余尾气由水喷射泵抽走。制成的盐酸送入成品酸罐出售。 工艺流程见图3－1。