离子膜烧碱生产工艺的优化探讨

离子膜烧碱生产工艺的优化探讨

冯春慧

新疆中泰化学阜康能源有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：随着科学技术的发展，烧碱行业的技术水平迅速提高，新技术、新工艺层出不穷。烧碱生产工业是我国基本化学工业中的基础工业，在化工业、纺织业、轻工业、冶炼业等广泛应用。因此必须加快烧碱产业结构战略性调整，优化离子膜烧碱生产工艺，努力掌握核心技术和关键技术，同时严格控制淡盐水中氯酸盐的含量，使其浓度维持在规定的范围内，以保证离子膜烧碱系统的寿命，同时降低系统的运行成本。以促进我国离子膜法烧碱稳定、快速持续地发展，提升我国烧碱行业的整体水平，向世界烧碱生产技术强国发展迈进。

关键词：离子膜；烧碱；生产工艺

中图分类号:TQ056文献标识码：A

1离子膜烧碱生产工艺

1.1配水操作

对于电解工序而言，其脱氯淡盐水中通常含有的硫酸根会超标，此时需将超标的硫酸根有效的去除掉。对于送入一次盐水工序待处理的淡盐水而言，其主要包括两部分内容，就是经自动化控制设备调节的盐水与硫酸钡。同时，对于通过其他的相关工序回收保存的水，从盐泥中排出滤液、调节用水等，按照一定的比例对其进行调和，并将其作为化盐水应用。

1.2盐水精制操作

离子膜法在盐水工段的主要工作是除硫酸根，结束这一重要工作后，经过干盐饱和，再加入碳酸钾、氢氧化钾、氯化铁等物质，之后使用预处理器、膜过滤器进行处理，加入盐酸中和后，生成一次精盐水。将一次精盐水放置入螯合树脂塔中将钙镁离子控制到20ppb以下，得到二次精盐水，再对二次精盐水进行电解。这过程中，虽然可以达到预期目的，但是有污染问题。对此，对生产工艺进行改造，使用戈尔膜进行过滤，二次精盐水质量得以明显提升，对比发现，隔膜法对盐水标准较低，而离子膜法对盐水标准相对高一些。改造后的隔膜法、离子膜，盐水质量大幅度提升。

1.3电解工段

离子膜法在电解阶段，对盐水标准较高，先一次盐水精制后，再经过螯合树脂塔吸收后进行二次盐水精制。二次精制盐水进入电解槽后进行电解。离子膜法采用的离子膜，虽然由国内企业提供，但是基本从美国、日本等进口而来，价格较低用，生产工艺成本高。不少企业为降低生产工艺成本，在离子膜研发上投入了很大的资金，目前东岳集团研发工作已经取得突破性成果。该集团使用自行研发的离子膜生产烧碱，每吨消耗的能量，比隔膜法低30%左右。采用国内集团公司研发的离子膜法，可以降低电解能耗。

1.4氯氢处理工段

电解反应过程中，会产生氢气、氯气，这些物质是直接被解离出来的，不用于下一步工序，需要进行氢气、氯气处理。其中，湿氯气腐蚀性比较强，而干氯气腐蚀性相对低一些，对碳钢腐蚀影响较低。所以，电解液传送与应用过程中要对氯气进行干燥处理。氯气处理一般采用两种方式，第一种是使用钛冷却器进行干燥处理，第二种是采用浓硫酸。除了氯气外，氢气处理也是尤为关键的，可以采用水洗，冷却将氢气中氢氧化钾等物质去除。操作过程中，为确保清除的彻底性，可加入适当的还原物质，比如亚硫酸钠等物质。对于电解之后的淡盐水而言，需要对其酸碱度（pH值）进行适当的调节；经脱氯塔抽出的相应游离氯，可进行二次回收应用。当淡盐水被有效脱氯之后，可送至一次盐水处进行处理，并且执行配水以及化盐等工序。在盐酸稍过量的条件下，氯酸盐的分解效率较高。现有氯酸盐分解工艺中淡盐水和高纯盐酸的流量由各自的自动阀自动控制，当盐水流量FI01波动时高纯盐酸的流量FI02不能及时做自动调整，需要人工手动调节并设定高纯盐酸的加入量，存在酸量加入量过多或过少、控制不精确、反应滞后等问题。

现有氯酸盐分解槽溢流出液方式导致溶解有饱和氯气的氯酸盐分解液进入氯水槽中，导致氯水槽的输送机泵经常发生气缚现象，影响系统的连续生产。针对该问题，结合卧式氯酸盐分解槽结构的优化，通过设计的机泵将氯酸盐分解后的淡盐水从卧式氯酸盐分解槽的底部抽出并直接输送至脱氯塔，保证了系统连续稳定运行。

2离子膜烧碱生产工艺优化策略

（1）温度因素，由于温度的升高，原料盐水黏度会随之降低，进而增大膜的通量，如果温度过高，就会加快膜的衰减，因此为使其高效的运行，可以把温度控制在35℃左右。

（2）PH值和游离氯含量，由于PH值会影响膜的通量，但是游离氯对其损伤时不可逆转的，因而可分两段加入Na2SO3以及盐酸，这样就能确保PH与游离氯的稳定，并且借助氧化还原电位监控游离氯含量。

（3）膜过滤设置的优化，为控制过滤压力用于保证膜通量合理，需要借助并联工艺，在内部增设循环泵，以便将富硝盐水的浓度控制在合理范围内。

（4）冷冻脱硝环节，需要保证冷冻循环泵扬程低、流量大，用于控制温差和盐水流速，同时注意兑卤槽中的盐水停留时间应合适，以免出现堵管，为降低能耗，还应注意将规定范围内，可适当取消NaClO操作装置，而是加设在线PH监测、液体ORP自动测量和调节装置，并同步改进其相关装置和操作工艺，如具体的操作方法、控制指标、控制参数等。优化离子膜烧碱生产系统简化了工艺操作，降低了资源消耗，节约了人力物力，实现了小投资、高回报、节约环保的重要生产目标。

结束语

烧碱是一种比较重要的氯碱产品，在国民经济中占有重要地位，其中，离子膜烧碱不仅质量好、能耗低、三废排放较少，而且解决了由石棉隔膜法制碱造成的石棉绒对水质的污染和对操作人员健康的影响。离子膜烧碱装置的保护以及系统的经济运行发挥了巨大的作用。本文主要对离子膜制碱生产工艺及其优化策略进行分析，并在此基础上谈一会下自己的观点和认识，以供参考。

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