离子膜烧碱生产中能耗问题分析

离子膜烧碱生产中能耗问题分析

姬大亮

陕西金泰氯碱化工有限公司  719000

摘要：对于氯碱工艺而言，在我国主要起源于上个世纪九十年代，氯碱产品现如今被广泛的应用到人们日常生活和生产中，所采取的原材料是比较容易获取的，在工艺技术生产的过程中，时间相对比较淡，产能也较大，同时在现阶段电解法所得到的次产品被广泛的应用到很多行业中。但是对于该工艺而言，依然面临着较多问题，如果市场产能存在不足的情况下，那么将会对其化工行业的原材料工艺带来不同问题，所以在很多企业中，都在积极寻找能够降低能耗的新技术和设备，从而降低生产时的成本。因此本文主要分析的就是现阶段离子膜烧碱生产中能耗问题，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值，保证能耗的有效降低。

关键词：离子膜；烧碱；生产；能耗问题；分析

引言：对于离子膜法的烧碱制造工艺而言，主要作为烧碱生产过程中较为常见的一种生产工艺方式，但是伴随着该工艺技术的快速发展，和传统烧碱工艺对比发现，离子膜方法存在着较为明显的优势，一是离子膜生产的过程中，烧碱质量相对比较好；二是离子膜法在应用的过程中，能够有效避免水质出现污染；三是在对这种方法进行应用的过程中，对工作人员身体危害性相对比较小，虽然这种方法的优势是比较突出的，但是能耗相对较高，也会限制其离子膜法烧碱工艺的发展。因此在日后发展的过程中，要采取合理措施，及时控制存在的能耗问题，这也是现如今最为主要的应用方法之一。

1.分析离子膜烧碱工艺

对于离子膜电解法，也被称之为膜电解槽方法，主要是通过选择使用阳离子交换膜，将单元电解槽合理的分为阳极室和阴极室，使电解产品能够分开，同时离子膜电解的方法主要是在交换树脂的基础上所发展起来的一种新型技术。通过合理的应用离子交换膜方式，能够对阴阳离子选择透过的特性，允许带有着一种电荷离子，使其达到浓缩和脱盐以及净化的目的。对于这项技术而言，主要被应用到氯碱生产中，其中也被应用到海水和苦咸水淡化工作中，其中的工业用水以及超纯水制备等广泛的进行应用，成效十分显著的便是氯碱工业，在氯碱工业中，采取阳离子交换膜的电解槽，能够电解食盐以及氯化钾中的水溶液，进而制造氯气和氢气等。在此之外，在食盐水溶液中，氯离子将会受到膜的限制，通常情况上并不能够进入到阴极室，是在阳极上被氧化成为氯气，部分氯化钠在进行电解后，其余的淡盐水在流出电解槽后，进而溶解氯，而固体盐在重饱以及精制后，将会返回到阳极室，进而构成和水银方法较为类似的盐水环路，离开阴极室的氢氧化钠部分可作为产品，另外一部分在加入纯水后将会返回到阴极室，碱液的循环将会更加准确的控制加入的水量，同时也能有效带走电解槽内部产生的热量。

2.分析问题

2.1对电解液中能的电能耗问题进行分析

对于离子膜烧碱工艺而言，其能耗相对比较大，最为主要的原因便是对食盐水的电解过程持续进行，杂质的含量相对较高的，特别是电解过程中进行除碘操作，通常情况下，是将碘离子和钡离子所生产的碘酸钡或者是高碘酸钡，由于其两种化合物生成将会对硫酸钡的生产带来阻碍，也会限制其吸附作用。对于这些碘化合物会进入到电解槽中，对电解效率带来直接影响，导致其能量出现损失。因此在实际生产的过程中，虽然每个企业将会选择使用不同的电解液，而电解槽在进行过滤的过程中，整体水平也会出现不同差异，导致电解液中的离子含量存在不同。

2.2分析蒸发工段能耗的问题

企业在实际生产的的过程中，采取离子膜烧碱的工艺方式其操作如下所示：一是将烧碱以及纯碱合理的加入到电解液中，在反应器中将会生成钙和镁进行沉淀，通过对其电解液进行沉降和分离以及过滤等，可以对其中一些不溶解的杂质进行去除，同时将其亚硫酸钠合理的加入到盐水中，进而去除游离氯，有效的去避免过滤元件出现堵塞，有效延长过滤元件的使用期限。二是对于过滤器而言，需要交换应用，做到定期反洗，在进行电解时，还要采取蒸发的方式对杂质去除，因此要反反复复的进行加热和冷却，而对于传统冷却操作通常情况下需要采用敞开式设备进行冷却，该冷却系统的冷却效果比较差，并且能耗相对较高，但是所产生的焦油是比较少的。

3.分析能耗优化措施

3.1对电解液杂质进行去除

在离子膜烧碱工艺中，一般情况下通过隔膜法将碘带出反应体系，通过合理的应用离子交换树脂方法，吸附去食盐中的碘。当今相对较为成熟的工艺方式主要是将离子膜烧碱工艺设备，和隔膜法的烧碱工艺设备结合到一起，有效的去去除电解液中的碘，结合联合操作方式，能够有效处理电解液，对其生产成本进行合理控制。二是冷却工艺。对于传统冷却操作方法而言，通常情况下采用水冷方法。在此之外，现如今较为先进的冷却工艺方式主要是通过采用水膜蒸发传热冷却，将其水冷柜以及空冷等融合为一体，通过管外水膜进行蒸发，有效提高管外传热，而对于蒸发式水冷技术，其存在着比较多的技术优势，通过将介质和水以及空气进行分走，进一步避免管道出现堵塞情况，提高设备使用寿命，在一定程度上降低能耗的出现。三是配水。由于食盐水在没有处理的过程中具有大量的硫酸根，因此食盐水在进行电解铅需要处理好脱除硫酸根。没有通过处理的食盐水通常情况下有两个方面：一方面是已经通过自动控制设备进行处理；另一方面就是通过运用硫酸钡进行处理后所沉淀上的清液。另外，还有一些回收进行使用的循环水，在一定程度上进行科学有效的配比，充分地将各种水调合成最终的电解食盐水。

3.2对设备问题进行解决

现如今对于离子膜烧碱工艺而言并不是十分成熟，具有着较低的自动化成本，特别是设备中砂率器中的二氧化硅将会对运行成本进行增加，而设备在实际操作时，要求相关工作人员对设备运行原理进行了解，在此基础上做好合理的安全防护措施，制定出科学合理的监控体系，通过采取这种方法能够有效的降低离子膜法烧碱工艺能耗，更好的保证设备运行的稳定和安全。

总结：总而言之，对于离子膜烧碱工艺而言，作为现如今应用最为广泛的一种烧碱技术，为了更好的满足节能减排的实际需要，企业要不断提高生产效率，降低其能耗的出现，保证实现企业经济效益的最大化，为其氯碱企业可持续发展提供保障。当今对于离子膜法烧碱工艺，虽然存在较为明显的优势，但也存在较大的不足，也会对氯碱行业的发展带来影响。因此结合现目前烧碱生产工艺，在实际生产的过程中要创新工作方法，积极改善原来的能耗工艺，这样能够节约更多的资料，在一定程度上保证烧碱生产效率得到全面提升。

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