氯碱化工设计与工艺流程的选择论文

氯碱化工设计与工艺流程的选择论文氯碱化工设计与工艺流程的选择论文摘要：本文对盐水一次精制的工艺流程和工艺特点进行详细的分析，介绍了离子膜电解工艺流程，同时对顺流流程、逆流流程这两种常用的钾碱蒸发工艺流程进行深入的研究，并进行评价，为工艺流程的选择提供了理论依据。关键词：氯碱工业；工艺流程氯碱工业是最基本的化学工业之一，是中国现代化之母，其产品不仅应用于化学工业，同时还广泛应用于石油化学工业、纺织工业和公共事业等多个领域中。在实际的电解法制钾碱的生产中，对选择科学合理的工艺流程可以有效提高生产效益。现在笔者就对电解法制钾碱的关键工序的工艺流程进行详细分析，希望能够为设计人员提供参考依据。盐水一次精制的工艺流程1.1盐水一次精制的传统工艺传统工艺流程在国内外氯碱工业的使用历史悠久，且至今还在沿用这种传统的工艺。其一次盐水工序生产过程相对稳定，设备运行稳定，对设备检查维修的投入较少，且普通操作人员进行培训之后即可熟练操作。但是生产所需要的设备和装置大，占地面积相应的也会比较大；一次盐水工艺自动化程度低，一旦系统出现异常，那么技术人员需要花费较长的时间才能够找出故障点，会阻碍生产的进度；而砂滤器会产生二氧化硅造成二次污染；另外，一次盐水的固形物含量偏高，后序处理难度大。1.2膜法过滤工艺1.2.1戈尔膜盐水精制工艺特点。①脉冲式过滤。达到过滤时间之后，过滤器自动进入反冲状态，通过反向静压差使得滤饼脱落、沉降，经过一定的时间之后再开始下一个过滤周期；②高流量一次净化。其具有超强的过滤能力，是普通过滤器的5到10倍，并且无需再配置固液分离设备；③低压反冲不仅能够确保设备的.正常运行,同时最大限度避免对其造成损害；④因为膜非常薄，可以将其看作表面过滤，即使滤程有轻微的堵塞用酸即可溶解，因此造成机械损伤的可能性微乎其微。1.2.2凯膜盐水精制工艺特点。①工艺简单,流程短。盐水中的悬浮物低于1mg/L，可以满足离子膜电解生产装置中电解槽的使用，同时无需再进行别的操作，可以直接进入离子交换树脂塔进行二次盐水精制；②固液分离一次完成，无需再配备过滤装置，且过滤能力高，过滤精度稳定，无需再进行改造，节约了大量的人力、财力的投入；③装置和设备小，并且对一些环节进行了精简，不需要清理澄清桶，大幅度减少了操作人员的工作量；④对原盐质量的要求降低了，进而降低原材料的采购成本，保证了盐水的质量，膜管的使用期限得到了延长，同时这个设备因为经过相应的防腐处理，对液体酸碱度的要求更宽松。氯化钾溶液电解的工艺流程盐水二次精制工艺自一次盐水工序的精盐水进入过滤盐水槽，用蒸汽加热至65°C后，进入离子交换树脂塔除钙、镁离子至小于20ppb；失去交换能力的螯合树脂要用酸、碱及纯水每72小时自动再生一次。电解工艺经树脂塔处理后的盐水送入盐水高位槽，自流进入各电解槽。在电解槽阳极室生成的淡盐水流进阳极液槽，然后经阳极液泵送到脱氯单元。在电解槽阳极室生成的氯气送氯处理工序。电槽阴极室产生的碱液一部分送各用碱工艺点；一部分碱液经阴极液冷却器调整温度后，通过加入纯水来控制碱液浓度循环回到电解槽；其余则送往蒸发工序。在电解槽阴极室生成的氢气送往氢气处理工序。2.3淡盐水脱氯工艺阳极液槽的淡盐水经阳极液泵送至脱氯塔，在真空下将溶解在盐水中的游离氯脱出，脱氯后的淡盐水仍含游离氯约20~30mg/l,加入32%碱液调节pH后，与K2SO3溶液反应进一步除去游离氯，脱氯完全后的淡盐水由脱氯盐水泵送至一次盐水工序。由脱氯塔脱出的氯气经脱氯冷凝器冷却、分离水分后由脱氯真空泵送至氯气总管。脱氯冷凝器冷凝下来的氯水自流回阳极液槽。钾碱蒸发的工艺流程3.1顺流流程顺流流程指的是进入蒸发器的电解液与加热蒸汽的方向相同，假如一套多效蒸发设备，电解液流向的特点是电解液的浓度会越来越高，蒸汽压力会越来越低。根据串联蒸发器数量的不同，顺流流程又可以分为顺流双效、顺流三效部分强制循环等多种形式。逆流流程逆流流程主要通过降膜浓缩器来实现，降膜浓缩器采用熔盐作为载热体，在系统中循环使用。由助燃空气鼓风机送来的助燃空气经助燃空气预热器预热后，与作为燃料的天然气一并送入天然气燃烧系统燃烧，并在熔盐加热器中，通过辐射和对流将熔盐加热到大约420°C送至降膜浓缩器浓缩碱液，而冷却后的熔盐自流入熔盐槽，再经熔盐泵送回熔盐加热器循环使用。流程讨论3.3.1效数评价。我们假定从蒸发过程中的没有热量损失、料液温度与加热蒸汽温度一致，那么可以知道，多效蒸发比单效蒸发更具优势，但是从经济性、生产成本的角度来说，并不是效数越多越好，因为这会导致成本的激增，同时也会对生产提出了更高的要求所以，根据当前氯碱工业的生产水平，三效和四效是比较合理的选择。3.3.2顺流与逆流流程的比较。在逆流流程第三效为真空效，电解液无需预热即可进效，同时浓效又为闪蒸效，可以提高电解液的浓度，第二效的盐泥的氢氧化钾（KOH）浓度很高，经过第三效排出之后可以大幅减少产品的损失，所以逆流流程的耗能低。逆流蒸发增加强制循环泵之后，生产强度得到了大幅度的提高，研究表明，其生产强度甚至会比逆流流程高大约20%，由此看来，逆流流程更具优越性。随着工业化进程在不断推