化工現(xiàn)代氯堿生產(chǎn)技術(shù)課件3

現(xiàn)代氯堿生產(chǎn)技術(shù)濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶化系鹽水的二次精制精制鹽水電解理論探究離子膜法電解鹽水幾種離子膜電槽的認(rèn)識(shí)除氯酸鹽和淡鹽水脫氯離子膜電解項(xiàng)目三鹽水的二次精制和電解任務(wù)一鹽水的二次精制鹽水二次精制的意義

電解槽所用的陽(yáng)離子交換膜，具有選擇和透過(guò)溶液中陽(yáng)離子的特性。因此它不僅能使Na+離子大量通過(guò)，而且也能讓Ca2+，Mg2+，Ba2+等離子通過(guò)，當(dāng)這些雜質(zhì)陽(yáng)離子透過(guò)膜時(shí)，就和從陰極室反滲過(guò)來(lái)的微量OH-離子形成難溶的氫氧化物堵塞離子膜。槽電壓上升，電流效率下降。如果鋇離子、鐵離子含量高，影響電極使用壽命。鹽水中的氯酸根和懸浮物也能影響離子膜的正常運(yùn)行。

“鹽水二次精制工序段”鹽水中次氯酸鈉的去除二次鹽水過(guò)濾調(diào)節(jié)PH值樹(shù)脂塔吸附1鹽水中次氯酸鈉的去除

目的：游離氯和次氯酸等組分會(huì)引起二次鹽水精制所用的螯合樹(shù)脂中毒失效；又會(huì)降低碳素?zé)Y(jié)管過(guò)濾器的使用性能。

除去原理：加入Na2SO3

溶液。

反應(yīng)式：Na2SO3

+

ClO-=Na2SO4+Cl-

操作要點(diǎn):(1)先加入需要量的2/3的水,并開(kāi)動(dòng)攪拌器。

(2)加入需要量的亞硫酸鈉。

(3)加水調(diào)節(jié)到規(guī)定的濃度，待亞硫酸鈉全部溶解后停止攪拌。

(4)開(kāi)動(dòng)定量泵，根據(jù)鹽水流量和亞硫酸鈉的濃度，調(diào)節(jié)亞硫酸鈉的加入量。2二次鹽水的過(guò)濾

目的：一次鹽水中的少量懸浮物（1mg/L)，如果隨鹽水進(jìn)入螯合樹(shù)脂塔，將會(huì)堵塞螯合樹(shù)脂的微孔，甚至使螫合樹(shù)脂呈團(tuán)狀物，嚴(yán)重時(shí)有結(jié)塊現(xiàn)象，從而降低樹(shù)脂處理鹽水的能力。因此，鹽水精制時(shí)一般要求鹽水中懸浮物的含量小于１ppm。采用碳素管式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。

炭素管過(guò)濾器是由許多根燒結(jié)的炭素管組成的。有良好的耐蝕性（不耐強(qiáng)氧化劑），耐強(qiáng)酸，強(qiáng)堿和中性溶液的腐蝕，它由純炭燒結(jié)而成。含碳量為99.93%，在管壁上分布有均勻的微孔?？讖?00μm,孔徑率為42%。碳素管式過(guò)濾器碳素管過(guò)濾器的工作過(guò)程

碳素管過(guò)濾器工作工程：用泵將鹽水和α-纖維素配制成懸浮液送到過(guò)濾器中，并且不斷循環(huán)，使燒結(jié)碳素管表面涂上一層厚度均勻的α-纖維素，叫預(yù)涂層。然后把一次鹽水送入過(guò)濾器，同時(shí)用定量泵把與鹽水中SS質(zhì)量相當(dāng)?shù)摩?纖維素送入過(guò)濾器，這樣做的目的是利用α-纖維在水中的分散性，使過(guò)濾器內(nèi)的泥餅在返洗時(shí)碎成小塊剝落。鹽水過(guò)濾工藝流程預(yù)涂-助劑給料和助濾-清洗2調(diào)節(jié)PH值-中和目的：添加鹽酸來(lái)降低從碳素管過(guò)濾器出來(lái)的鹽水的pH值，使鹽水中沒(méi)有被濾的碳酸鈣和氫氧化鎂微粒完全溶解，生成鈣離子、鎂離子而被螯合樹(shù)脂吸附。在鹽酸管道上添加純水的目的（1）31%的鹽酸直接加入310g/L鹽水時(shí)，由于氯化鈉在鹽酸中的溶解度很小，溶液的交界面處易析出NaCl晶體，堵塞管道，導(dǎo)致PH值失調(diào)，影響了鹽水質(zhì)量。（2）純水加入量：純水加入后，鹽水濃度不低于300g/L為好。4螯合樹(shù)脂處理鹽水螯合樹(shù)脂簡(jiǎn)介

螯合樹(shù)脂也是一種離子交換樹(shù)脂，它可以吸附金屬離子，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)(如螯鉗物)，故稱(chēng)螯合樹(shù)脂。二次鹽水精制常用的螯合樹(shù)脂有2種類(lèi)型，一種是亞胺基二乙酸型，另一種是胺基磷酸型。

螯合樹(shù)脂對(duì)金屬離子的螯合能力隨pH值的變化而變化，pH值越低，絡(luò)合能力越弱;pH值越高，絡(luò)合能力越強(qiáng)。另一方面，不同金屬離子與鰲合樹(shù)脂的絡(luò)合能力強(qiáng)弱不同，絡(luò)合能力強(qiáng)的。螯合樹(shù)脂的離子交換原理吸附前的狀態(tài)吸附后的狀態(tài)螯合樹(shù)脂的再生交換容量大再生效率高體積變化小阻力降小抗氧化性強(qiáng)價(jià)格便宜二次鹽水精制工藝對(duì)樹(shù)脂的要求

螯合樹(shù)脂再生需使用31wt％的HCl和純水配制成濃度為7%再生的鹽酸溶液，32%的燒堿用純水配制成濃度為4%再用的燒堿溶液。酸堿濃度如果太低，再生可能不徹底，影響再生效果，酸堿濃度過(guò)高，會(huì)使樹(shù)脂過(guò)度收縮與膨脹，導(dǎo)致樹(shù)脂發(fā)生龜裂、破碎、并使得鹽水流經(jīng)樹(shù)脂床時(shí)壓力損失增大和樹(shù)脂損耗量增加。螯合樹(shù)脂的再生所用的HCl和氫氧化鈉溶液1.樹(shù)脂的吸附兩塔串聯(lián)運(yùn)行（B和C)，一塔再生備用(A)。經(jīng)過(guò)氯氣冷卻和淡鹽水交換后的二次鹽水（溫度為55~65℃），送往螯合樹(shù)脂塔B的頂部，自上而下經(jīng)過(guò)樹(shù)脂床，從塔底流出再到C塔，同樣進(jìn)入C塔的樹(shù)脂層后從塔下部流出，流出的鹽水可供離子膜電解用。

2.樹(shù)脂的再生

當(dāng)塔內(nèi)樹(shù)脂達(dá)到最大的吸附能力時(shí)，在流出塔的鹽水中鈣鎂離子會(huì)急劇地增加。樹(shù)脂塔再生步驟為：純水洗滌—純水返洗—鹽酸再生——純水洗滌——NaOH再生——純水洗滌——鹽水置換。螯合樹(shù)脂塔從投入生產(chǎn)到脫出再生．再到重新投入生產(chǎn)，大約需要6-9h。在正常生產(chǎn)時(shí)，兩塔串聯(lián)運(yùn)行，一塔再生備用，每24h切換一次。鹽水精制全過(guò)程用DCS系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)模塊式操作。樹(shù)脂塔再生時(shí)產(chǎn)生的廢液流人廢水池中。

鹽水溫度：

螯合樹(shù)脂與鈣、鎂的螯合反應(yīng)是在一定溫度下進(jìn)行的，溫度高時(shí)，螯合反應(yīng)速度快，樹(shù)脂使用周期長(zhǎng)。但鹽水溫度過(guò)高(大于80℃)，樹(shù)脂的強(qiáng)度會(huì)降低，破碎率升高，將使樹(shù)脂受到不可恢復(fù)的損傷。要保證樹(shù)脂良好性能的發(fā)揮，應(yīng)將進(jìn)人樹(shù)脂塔鹽水溫度控制在55~65℃。樹(shù)脂處理鹽水工藝的主要質(zhì)量因素樹(shù)脂處理鹽水工藝的主要質(zhì)量因素

鈣離子、鎂離子的濃度：

螯合樹(shù)脂塔對(duì)鹽水中的鈣、鎂離子的吸附量隨著濃度的升高而增加，但當(dāng)鈣、鎂離子的質(zhì)量濃度超過(guò)10mg/L時(shí)，樹(shù)脂除鈣、鎂離子的能力隨鈣、鎂離子濃度增加而降低，這是因?yàn)轵蠘?shù)脂的交換量是一定的，鹽水中鈣、鎂離子來(lái)不及進(jìn)行交換，帶人到二次鹽水中，使二次鹽水中鈣鎂含量增加。樹(shù)脂處理鹽水工藝的主要質(zhì)量因素

鹽水的流量：

一次鹽水流量不能超過(guò)樹(shù)脂塔的最大交換能力。一般要求鹽水流量小于40

m3/h，最佳流量為20m3/h。鹽水的PH值