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二次盐水及电解工段培训资料一、岗位任务1.二次盐水岗位将PH值为8.5～9.5之间的过滤盐水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂质金属阳离子，制取合格的精制盐水。通过螯合树脂塔的再生恢复树脂的性能使树脂循环使用，保证盐水质量合格。2.电解岗位将合格的二次精盐水送到电解槽进行电解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡盐水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的32%碱液送成品罐区。3.淡盐水脱氯岗位将电解产生的含氯淡盐水一部分直接进行脱氯，另一部分进行氯酸盐分解后进行脱氯，将脱氯后的脱氯盐水送化盐岗位进行配水化盐。二、电解槽与离子膜的规格及产品和消耗品规格1、电解槽名称滤压型自然循环复极式电解槽型号ACILYZER-ML32NCH制造商旭化成化学株式会社单元槽尺寸1.289mx2.401m单元槽有效面积2.7m2每槽单元槽数160电解槽数量4台挤压形式双头挤电流密度(运行值)1~5.5KA/m2（装置能力达到10万吨/年100%NaOH）(设计值)5.1KA/m2单元槽电压(期待)3.10V(5.1KA/m2时)1.2阳极材质钛+涂层有效面积2.7m2期待寿命≥8年1.3阴极材质镍+活性层有效面积2.7m2期待寿命≥8年1.4离子交换膜商品名ACIPLEX-F6801或等同品（F4403D）制造商旭化成株式会社有效面积2.7m2电流密度1～6KA/m2使用寿命≥4年1.5电解槽部件的期待寿命垫片≥4年挠性软管≥8年进出口总管≥10年单元槽槽框≥10年液压机≥10年1.6变压器和整流器最大要求电压600V电流15kAx4系统2、生产能力2.1界区内烧碱日产量烧碱(按100％烧碱计)300MT氯气(按100％氯气计)276.1MT氢气(按100％氢气计)8MT2.2年操作时间8000小时3、界区内产品规格3.1烧碱烧碱浓度≥32％(wt)NaCl≤30wtppmNaCIO3≤10wtppmFe203≤2wtppm温度约85℃压力0.30MPaG3.2氯气纯度(不包括C02、空气)≥99vol.％(干基)氧含量≤0.5vol.％(干基)氢含量≤0.02vol.％温度约85℃压力4.0mH2O含水量饱和3.3氢气纯度≥99.9vol.％(干基)氧含量≤0.02vol.％(干基)温度约85℃压力约4.4mH2O与氯气保持0.2-0.5米水柱的压差。含水量饱和4、界区内原料及化学品规格4.1过滤盐水(以管道送入界区)NaCl300~310g/lCa2++Mg2+≤10mg/lSi≤2.3mg/lAl3+≤0.1mg/lI≤0.2mg/lBa2+≤0.2mg/lSr2+≤2.5mg/lFe3+≤0.2mg/lNi2+≤0.01mg/lHg≤0.01mg/lMn≤0.01mg/lSO42-≤5g/lNaClO3≤5g/l游离氯0悬浮物≤1mg/lT.O.C≤10mg/lPH9-11温度≥50℃压力0.2MpaG流量120m3/h4.2二次盐水(离子交换塔出口处)NaCl300~310g/lCa2++Mg2+≤20ppbSi≤2.3mg/lAl3+≤0.02mg/lI≤0.2mg/lBa2+≤0.1mg/lSr2+≤0.3mg/lFe3+≤0.02mg/lNi2+≤0.01mg/lHg≤0.01mg/lMn≤0.01mg/lSO42-≤5g/lNaClO3≤7g/l游离氯未检出悬浮物≤1mg/lPH9-11温度60℃流量120m3/h4.3回送淡盐水(从管道送出界区)NaCl约200g／1S042-约7g／lNaCl03约7g／lFe3+约0.3mg／l游离氯0PH9～11温度约80℃压力0.3MPaG流量约90m3／h（10万吨时）4.4亚硫酸纳(袋装送入界区)外观白色粉末纯度≥95wt％重金属含量≤lOwtppm4.5盐酸(从管道送入界区)浓度31wt％Ca+Mg≤0.5wtppmFe≤0.3wtppm蒸发残渣≤25wtppm游离氯≤5wtppm温度常温压力0.35MpaG4.6烧碱(界区内供应)烧碱浓度≥32wt％温度60℃4.7纯水(从管道送入界区)导电率≤5μs／cmSi02≤0.1ppmFe≤0.1ppm温度常温压力约0.35MPaG4.8螯合树脂型号C-467/TP-260/或等同品外观粒状堆积比重0.7-0.8z／ml离子交换容量1.3gequivalent／1-resin．Na5、界区内公用工程5.1冷却水温度供水≤32℃回水≤40℃压力供水≥O.4MPaG回水≥0.25MPaG污垢系数0.0006m2hr℃/kcal5.2供电（整流变压器对整流柜采用一拖二方式）电解用电[直流电]最大要求电压600V电流15kAx4系统一般动力用电[交流电]低压50Hz±1％，380V+5%-10%，3相4线仪表、照明用电[交流电]低压50Hz±1％，220V+5%-10%，l相5.3氮气纯度≥99.5%压力≥0.2MPaG露点低于最低环境温度5.4仪表空气压力进界区压力≥0.6MPaG露点-40℃（0.6MPa）质量含尘粒直径3μm；油份含量8wtppm5.5工艺空气压力≥0.6MPaG质量含尘粒直径3μm；油份含量8wtppm5.6蒸汽压力≥0.4MPaG温度饱和6、界区内排放物6.1离子交换树脂塔模块的排放液体废液成分盐酸流量(间断)33m3/24h温度≤60℃压力常压处理：废液通过管线排放到界区外废液成分烧碱流量(间断)29m3/24h温度≤60℃压力常压处理：废液通过管线排放到界区外回收盐水成分NaCl流量(间断)49m3/24h温度≤60℃压力常压处理：回收盐水通过管线排放到界区外7、界区内原料，化学品以及公用工程消耗每(1)吨烧碱(按100％NaOH计)的单耗期待值，界区内按照每吨烧碱(按100％NaOH计)的原料，化学品及公用工程单耗期待如下：(1)原料及化学品NaCl(100％)1，470kgHCl(100％)47kgNaOH(as100％)8.7kgNa2SO3(as100％)0.9kg螯和树脂0.009L纯水1.3m3包括泵用水封（≤30m3/h最大)(2)公用工程电解用电2，165DC-KWh动力用电10AC-KWh冷却水13m3仪表空气5Nm3氮气1Nm3工艺空气1Nm3蒸气281Kg三、流程描述1.1界区范围离子膜法电解装置包括下述工序(1)二次盐水精制工序（螯合树脂精制）(2)电解工序(电解和电解液循环)(3)淡盐水脱氯工序1.2.1二次盐水精制工序本工序的任务是对一次盐水进行进—步的精制，以达到离子膜法电解工艺的要求。对于年产100KTNaOH烧碱装置，从界区外送来的NaCl含量为305±5g/l温度为50℃的过滤盐水，以120m3/h的流速送入过滤盐水槽，再以过滤盐水泵送经盐水加热器中升温至60℃后送入离子交换树脂塔。通过离子交换，使盐水中Ca2+、Mg2+等多价离子的含量小于规定值。从离子交换树脂塔出来的二次精制盐水通过盐水高位槽进入电解工序。二次盐水精制工序由1套树脂塔模块组成，离子交换树脂塔共有3台，树脂塔模块的处理能力按年产200KTNaOH设计，塔内装填有螯合树脂。树脂塔模块中的三台离子交换树脂塔采用轮回式运转方式，即两台在线运转，剩下的一台离线进行螯合树脂再生。第一台离子交换树脂塔的作用是除去多价离子，第二台起保护作用。离子交换树脂塔每隔24小时进行—次运转和操作的自动切换。螯合树脂再生需使用31wt％的HCl、32wt％的NaOH和纯水。螯合树脂再生过程中，31wt％的HCl与纯水混合后通过程控阀送入离子交换树脂塔。溶液浓度由流量测量系统控制。32wt％的NaOH以同样方式处理。再生过程中所排出的酸性以及碱性废液送到界区外处理。1.2.2电解工序主反应为制取烧碱，在离子交换膜法电解槽的阴阳极之间安装选择透过阳离子的交换膜。电解时在阳极室内循环盐水，在阴极室内循环烧碱，在阳极室生成氯气，在阳极室生成氯气，在阴极室生成氢气和烧碱。反应式如下：阳极：Cl-─→21Cl2+e-阴极：H2O+e-─→21H2+OH-总反应式：NaCl+H2O─→21Cl2+21H2+NaOHNaCl电离成Na+离子和Cl-离子，Cl-离子在阳极放电变成氯气，另一方面，Na+离子透过离子交换膜向阴极室移动。在阴极室，水电离成H+和OH-离子，H+离子在阴极放电生成氢气，Na+离子和OH-离子生成烧碱（如图2所示）。钠离子的选择透过性阳极室的钠离子由于膜的亲和力，能够通过膜移向阴极室。氯离子和氢氧根离子由于有和膜相同的负电荷，所以是同膜相排斥不能够透过膜。通过膜的水的移动由于受到电位的影响，不单是阳离子，水也从阳极室移往阴极室。移动的水量是根据膜和电解的条件而定的，可以用在13.0KA的电流负荷时约4.8m3/hr来估算。阳离子交换膜阳极阴极阳极液(1-n)HClnNaCl阴极液H2On(Na+OH)+1/2H2↑Na+H2O+e→Na+OH+1/2H2+++--nNaOH(1-n)OH1/2Cl2↑Cl-e→1/2Cl2---+图1在电解反应中离子的移动a）酸度和PH值阳极液酸度和PH值的关系由盐水的组成来决定。特别是随SO42-的含量变化而变化。实际的阳极液酸度和PH值的关系，见图20.00010.0010.010.11.01.52.02.53.0酸度(N)PH图2返回盐水中的酸度和PH的关系阳极液的酸度少量的OH-能够从阴极室返回阳极室。OH-是阳极室产生氧的主要原因。为了减少氧的产生要往阳极室加入适量的盐酸来中和这些离子。（酸度和PH关系如图2所示）电解工序由4台电解槽以及相关设备组成，诸如淡盐水槽、淡盐水泵、烧碱储槽、烧碱泵、阴极液冷却器、管道过滤器等。每台电解槽由160对单元槽、160张离子交换膜以及其附件组成。单元槽由金属阳极、活性阴极、阳极室、阴极室所组成。附件由液压系统、进出料总管、阴阳极液进出料软管、阴阳极垫片、电解槽与固定导电铜排连接用的挠性电缆、防止电气腐蚀保护装置所组成。由二次盐水精制工序送来的精制盐水通过盐水高位槽送入每台电解槽的阳极液进料总管。其流量由每个电解槽的FICA-231A-D控制，以保持阳极液的浓度达到规定值。FICA值由送入每台电解槽的直流电流进行串极控制。浓度17％的用来中和从阴极室通过离子膜渗透过来的0H-离子用的盐酸经过FICA-211A-D与阳极液一起连续不断送入阳极室。精制盐水在阳极室中进行电解，产生氯气，同时NaCl浓度降低。电解槽进、出口之间的NaCl分解率为约50％。每个阳极液室都有两个挠性软管，一个连接进料总管，另一个连接出料总管。电解后产生的氯气和淡盐水的混合物通过软管汇排入阳极液总管，并在总管中进行气体和液体分离。淡盐水在淡盐水储槽中汇集然后送入脱氯工序。氯气在氯气主管中进行收集后送入淡盐水循环槽D-260顶部。在此，氯气中的水分被分离并滴落。然后氯气被送出界区。氯气压力由安装在氯气主管线上的PICZA-216控制。氯气的纯度约为98.5vol％(干基)部分含有氯气的淡盐水送回精制盐水管线，以防止钛管的腐蚀。阴极液室的结构与阳极液室相似。每个阴极液室都有两个挠性软管，一个连接进料总管，另一个连接出料总管。稀释后的烧碱经过烧碱高位槽送到每台电解槽的入口总管，然后通过挠性软管送入阴极液室。向阴极室入口总管里添加纯水，以保持阴极液中烧碱的浓度保持在规定值。纯水的流量由FICA-221控制。FICA-221的设定值由直流电流或DICA-274所测量的阴极液密度串级控制。阴极液冷却器安装在烧碱泵和烧碱高位槽之间。阴极液冷却器与TRCA-273一起控制阴极液的温度。加入电解槽的阴极液量由FIA-232A-D监控。经过电解，阴极室中产生氢气和烧碱。氢气和烧碱的混合物通过软管排出到阴极液出口总管，并在总管中分离成气体和液体。阴极液溶液在烧碱槽中进行汇集，并以烧碱泵送出。部分烧碱作为成品送入烧碱中间储槽，其余返回烧碱高位槽。成品送出界区。烧碱流量计FIQ-274计量流量及产品总量。少量的阴极液送入密度仪DICA-2