燒堿制作工藝流程.docx

燒堿的制備工藝簡介燒堿的制備方法有兩種：苛化法和電解法?，F(xiàn)代工業(yè)主要通過電解飽和NaCl溶液來制備燒堿。電解法又分為水銀法、隔膜法和離子膜法，我國目前主要采用的是隔膜法和離子膜法，這二者的主要區(qū)別在于隔膜法制堿的蒸發(fā)工序比離子膜法要復(fù)雜，而離子膜法多了淡鹽水脫氯及鹽水二次精制工序。目前國內(nèi)的燒堿生產(chǎn)主要采用的是離子膜電解法生產(chǎn)燒堿，我們主要針對(duì)離子膜電解法介紹燒堿的制作工藝，并簡要討論工藝中的能耗情況。原料為粗鹽（含大量雜質(zhì)的氯化鈉），根據(jù)生產(chǎn)工藝中的耗能情況，將燒堿制法分為整流、鹽水精制、鹽水電解、液堿蒸發(fā)、氯氫處理、固堿生產(chǎn)和廢氣吸收工序等七個(gè)流程。據(jù)測算，電解法燒堿生產(chǎn)噸堿綜合能耗在各工序的分布如下: 整流2.0%；鹽水精制3.9% ; 電解53.2%；氯氫處理1.2%；液堿蒸發(fā)25.1%；固堿生產(chǎn)14.6%。從上述可知,電解和液堿蒸發(fā)是主要耗能工序。電解工序中的電耗約為噸堿電耗的90%，堿蒸發(fā)中的蒸汽消耗占噸堿蒸汽消耗的74%以上。1-整流2-鹽水精制3-電解4-氯氫處理5-液堿蒸發(fā)6-固堿生產(chǎn)圖1燒堿工藝總流程示意圖1整流：整流是將電網(wǎng)輸入的高壓交流電轉(zhuǎn)變成供給電解用的低壓直流電的工序，其能耗主要是變壓、整流時(shí)造成的電損，它以整流效率來衡量。整流效率主要取決于采用的整流裝置，整流工序節(jié)能途徑是提高整流效率。當(dāng)然減少整流器輸出到電解槽之間的電損也是不容忽略的。2鹽水精制：將工業(yè)鹽用水溶解飽和并精制(除去Ca2+、M g2+、S 02-4等有害離子和固體雜質(zhì))獲得供電解用精制飽和鹽水,是鹽水精制工序的功能。一次鹽水精制：采用膜過濾器（不預(yù)涂）Ca2+CO32-CaCO3Mg2+2OH-MgOH2圖2 鹽水一次精制流程圖二次鹽水精制：二次鹽水精制采用螯合樹脂塔進(jìn)行吸附。圖3 鹽水二次精制流程圖一次鹽水工段送來的一次精制鹽水中鈣、鎂等離子可以被螯合樹脂選擇性吸附，而吸附的飽和樹脂可用鹽酸、氫氧化鈉進(jìn)行再生，從而使樹脂達(dá)到重復(fù)使用的目的。鹽水精制工序的能耗主要是加熱溶解固體鹽的蒸汽和動(dòng)力電耗，它們分別約占噸堿電耗和噸堿汽耗的0.2%和12%。因此，在此工序，節(jié)能措施主要是如何利用工廠的余熱（廢蒸汽或熱水）來加熱溶解固體鹽，而采用鹽水自流流程無疑也會(huì)節(jié)約動(dòng)力電消耗。3電解圖4 精制鹽水電解示意圖圖5電解反應(yīng)方程式鹽水二次精制后，添加部分淡鹽水經(jīng)陽極液進(jìn)料總管以及軟管送入各單元槽的陽極室中。陽極液電解產(chǎn)生淡鹽水和氯氣，經(jīng)陽極分離器后，氯氣從淡鹽水中被分離出來送氯氣處理工序，淡鹽水流到淡鹽水循環(huán)槽由泵送去脫氯塔。能耗主要是電解直流電耗，影響直流電耗的因素是槽電壓和電流效率，直流電耗與槽電壓成正比，與電流效率成反比。因此，降低電解槽的槽電壓和提高電流效率是電解工序的主要節(jié)能途徑。4 氯氫處理氯氣處理工序均包括氯氣洗滌、冷卻除霧、干燥、壓縮；氫氣處理均包括氫氣洗滌、壓縮、脫氧、干燥。離子膜法制堿時(shí)，建議氯氣處理工藝方案：濕氯氣經(jīng)氯水洗滌，鈦管換熱器，氯氣除鹽、降溫后經(jīng)一段填料塔、二段泡罩塔干燥，使氯氣含水量50wtppm，氯氣輸送選用大型離心式氯氣壓縮機(jī)（透平壓縮機(jī)）。通常根據(jù)氯氣壓縮機(jī)壓力的不同，將氯氣液化方式分為高壓法、中壓法和低壓法三種。高壓法消耗冷凍量少，不需要制冷機(jī)，能耗低。但對(duì)氯氣處理工藝、氯氣輸送設(shè)備的要求高，增加投資費(fèi)用。因此，國內(nèi)一般采用中、低壓液化方法生產(chǎn)液氯。如下圖所示。建議氫氣處理方案：選擇氫氣洗滌塔直接洗滌冷卻降溫、列管換熱器間接冷卻，水環(huán)式氫氣壓縮機(jī)輸送。圖6電解后氯氣處理示意圖1-氯氣洗滌塔；2-鼓風(fēng)機(jī)；3-段冷卻器；4-段冷卻器；5-水霧捕集器；6-填料干燥塔；7-泡罩干燥塔；8-酸霧捕集器；9-氯壓機(jī)5 液堿蒸發(fā)將電解槽生產(chǎn)的液堿通過蒸發(fā)系統(tǒng)用蒸汽加熱將一部分水蒸出，并將絕大部分鹽（N a C I) 分離出去，從而獲得成品液堿。蒸發(fā)的能耗主要是蒸汽，當(dāng)然動(dòng)力電也是值得注意的。蒸發(fā)系統(tǒng)的加熱蒸汽供給的熱量主要消耗在（1）預(yù)熱物料至沸點(diǎn)所需熱量；(2)蒸發(fā)水分所需熱量；(3)堿液的濃縮熱；(4)氯化鈉析出結(jié)晶熱；（5)設(shè)備的熱損失。6