項目十五電解法生產燒堿教學課件

無機化工生產技術與操作項目十五電解法生產燒堿電解法生產燒堿在制得燒堿的同時還生產氯氣和氫氣,所以工業(yè)上電解法生產燒堿也稱氯堿工業(yè)。它是基礎化學工業(yè)之一,它的產品燒堿和氯氣在國民經(jīng)濟中占有重要地位,廣泛用于紡織工業(yè)、輕工業(yè)、冶金和有色治金工業(yè)、化學工業(yè)和石油化學工業(yè)等部門。電解法生產燒堿,根據(jù)電解槽結構、電極材料和隔膜材料的不同可分為水銀法、隔膜法和離子交換膜法。電解法生產燒堯堿除原料易得、生產流程較短外主要有以下三個特點。①能耗高電解法生產燒堿的主要能耗是電能,其耗電量僅次于電解法生產鋁。②氯與堿的平衡電解法制燒堿所得到的燒堿與氯氣的產品的質量比恒定為1:0.88,但一個國家或地區(qū)對燒堿和氯氣的需求量,是隨著化工產品生產的變化而變化的。③腐蝕和污染嚴重任務一隔膜法電解制燒堿隔膜法制燒堿的基本原理二、隔膜法制燒堿的工藝條件分析與選擇三、隔膜法制燒堿工藝流程組織四、隔膜法制燒堿操作控制要點五、隔膜法制燒堿生產過程常見故障及排除、隔膜法制燒堿的基本原理食鹽水溶液中,主要存在四種離子:Nat、ClH、OH。電解槽的陽極通常使用石墨電極或金屬涂層電極;陰極用鐵絲網(wǎng)或沖孔鐵板;中間的隔膜由種多孔滲透件材料做成,多采用石棉,將電解槽分隔成陰極室和陽極室兩部分,使陽極產物與陰極產物分離隔開,可使電解液通過,并以一定的速度流向陰極目前,工業(yè)上較多使用的是立式隔膜電解槽,工作原理如圖12-1所示。直流電源飽和食鹽水由陽極室注入,使陽極室的飽和鹽水液面高于陰極室的液面,陽極液以一定流+NaoH速通過隔膜流入陰極室以阻止OH的返遷移。得到產品氫氣、氯氣分別從陰極室和陽極室上方的導出管導出,圖12-1立式隔膜電解槽示意圖氫氧化鈉則從陰極室下方導出副反應的發(fā)生,不但會降低堿和氯的產量,而且還會降低電流效率。為了減少副反應的發(fā)生,在生產中采取的主要措施如下。(1)采用精制的飽和食鹽水溶液并控制在較高的溫度下進行電解,以減少氯氣在陽極液中的溶解度。(2)保持隔膜的多孔型和良好的滲透率,使能陽極液正常均勻地透過隔膜,阻止兩極產物的混合和反應。(3)保持陽極室的液面高于陰極室的液面,用一定的液位差促進鹽水的定向流動而阻止OH由陰極室向陽極室的擴散。隔膜法制燒堿的工藝條件分析與選擇1.陽極材料由于電解槽的陽極是直接地持續(xù)地與化學性質十分活潑,且腐蝕性較強的濕氯氣、鹽酸和次氯酸等接觸,因此陽極材料應具有較強的耐化學腐蝕性,同時具有對氯的過電壓低,導電性能良好,機械強度高而且易于加工,來源廣泛和使用壽命長等特點。目前氯堿工業(yè)上使用最廣泛的是釕鈦金屬陽極。2.陰極材料陰極材料要具有耐氯化鈉、氫氧化鈉的腐蝕,導電性能良好,且氫在電極上的過電位要低等特點。隔膜電解槽常見的陰極材料有鐵、銅、鎳等。由于鐵的耐氯化鈉、氫氧化鈉等的腐蝕性好且具有導電性能好、氫的過電壓低的優(yōu)點,是一種質優(yōu)價廉的陰極材料