电解工段生产工艺规程

QB***企业标准氯碱分厂电解工段生产工艺规程2005－04－01发布 2005－05－01实施***发布#电解工段生产工艺规程范围本标准介绍了10〜12%烧碱的物理化学物质和生产原理；规定了10〜12%烧碱生产过程的实际生产条件、操作方法和安全注意事项。本标准适用于电解生产岗位的操作。产品说明产品名称本产品名称为电解液（含氢氧化钠10〜12%）分子式：NaOH结构式：Na—O-H分子量：39.997物理性质：比重：2.13熔点：318.4℃沸点：1394℃生成热：101.99大卡/摩尔溶解热：10.10大卡/摩尔比热（19〜100℃）：0.378大卡/公斤・℃（熔解时）：0.495大卡/公斤・℃熔解热：0.16大卡/摩尔气化热：31.6大卡/摩尔导热系数（400℃）：0.87大卡/米•时•度烧碱的化学性质a）对指示剂能显色氢氧化钠的水溶液呈强碱性，它能使兰紫色石蕊变成兰色、使无色酚酞变成红色。b）与酸中和生成盐和水，如：NaOH+HCl=NaCl+HO2C）能与某些金属作用放出氢气，如：2NaOH+Zn=Na2SiO3+H2O能腐蚀玻璃玻璃的主要成份是SiO2,它能和SiO2反应生成Na2SiO3。如：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O会腐蚀皮肤烧碱会溶入皮肤中和脂肪，使皮肤糜烂，甚至脱皮。本工段所生产电解液属中间产品。所得电解液送至蒸发工段制30%液碱。原材料规格表1名称规格指标备注精盐水含NaCl：三315g/l含Ca2++Mg2+W5mg/l含SO42-<5g/lPH值：7.0〜8.0含Fe3+W0.4mg/l含铵：W1mg/l含总铵：W4mg/l透明度：>95%由本公司定工艺控制指标生产基本原理和化学反应过程电解制烧碱的方法，通常有隔膜法、水银法和离子膜法三种，我公司烧碱属隔膜法生产。隔膜法生产原理：当直流电通过食盐水溶液时，在阳极产生Cl2,阴极上产生H2和NaOH,这些产品如不分开，将会按下式进行反应：2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2ONaCl还会进一步变成NaClO3，结果达不到我们所需产品，而且H2、Cl2不分开，也是不安全的。为了解决上述问题,在电解槽阴阳极之间设置了多孔隔膜,把电解槽分为阳极室和阴极室。隔膜是一种多孔隔层,它能让离子和水分子通过,却能阻止阴阳极电解产物的混合。因此在隔膜电解槽阳极室产生的氯气,就不会进入阴极室,而由阳极上方氯气支管导出,在阴极室产生的氢气,也不会进入阳极室，而由氢气支管导出，NaOH溶液经阴极箱下方导出。电解过程中的主反应：阳极：2Cl-2e Cl2在阴极：HO H++OH-2总反应式为：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H24.3电解过程中的副反应：阳极室的副反应TOC\o"1-5"\h\zCl2+H2O HCl+HClO (1)由于离子迁移、渗透和扩散作用，有少量NaOH进入阳极室。NaOH+HClO NaClO+HO (2)2NaClO+2HClO NaClO3+2HCl (3)12ClO-+6H2O-12e 4HClO3+8HCl+3O2 (4)生成的HClO3及HCl又进一步与扩散来的NaOH作用，生成NaC&和NaClTOC\o"1-5"\h\zHClO3+NaOH NaClO3+H2O (5)HCl+NaOH NaCl+H2O (6)当oh-向阳极扩散浓度增大时，Oh-也会在阳极上放电。4OH--4e 2[O]+2H2O O2+2H2O (7)另外，当盐水中硫酸根离子含量较高时，，也能在阳极放电，产生02。4.3.2阴极室及阴极上的副反应：在阴极区，由于阳极液中NaClO、NaClO3迁入阴极室，与阴极上产生的新生态的H原子作用，而被部份还原成NaCl,反应式如下： 3NaClO+2[H] NaCl+HO2NaClO3+6[H] NaCl+3H2O从上述副反应可看出，电解过程的副反应消耗了电解产物氯和碱，增加电耗，降低电流效率，降低产品纯度和质量。生产工序和生产流程叙述生产流程叙述由盐水工段送来的含NaCl315g/l以上的合格精盐水送至盐水高位槽，槽内盐水液面维持恒定，以保持一定压力送入电解槽。高位槽的盐水由预热器预热至70℃~80℃后连续均匀地送入电解槽进行电解，电解生成的H2、Cl2送去氯氢处理工段，生成的电解碱液汇集在电解液集中槽，经泵送至蒸发工段蒸发浓缩，制成含氢氧化钠30%的液碱。带控制点工艺流程图带控制点工艺流程图见附录A。隔膜电解生产工艺控制指标和生产控制一览表表2主要工艺控制指标一览表序号受控部位工艺控制指标备注1盐水预热器入槽盐水温度：70℃〜85℃每小时一次2盐水总管入槽盐水PH值：7〜8每班一次入槽盐水Ca2+、Mg2+总含量W5mg/l每班一次3电解槽单槽氯含氢W0.8%每班一次单槽氢气压力：10mmH20〜20mmH2O每小时一次单槽氯气压力：0mmH20〜-5mmH20每小时一次槽电压：＜3.5V每周一次单槽温度：90℃〜105℃每周一次4氯气总管总管氯纯度：三96%每两小时一次总管氯含氢：＜0.8%每两小时一次总管氯含氧：＜2.5%每天一次5氢气总管总管氢气纯度：三98%每两小时一次

6电解液总管电解液含NaOH:110〜140g/l每班一次7母线铜排对地电压偏差：〈总电压10%每周一次8停槽条件单槽氯中含氢：＞3.0%处理无效时9阴极停槽条件单槽碱液浓度：＜90g/l或＞150g/l液面无法调整槽电压：＞3.5V单槽氯中含氧：三4.0%新开槽例外阴极出现其他问题处理无效时10阳极检修条件阳极片涂层脱落，影响生产检修时槽底板严重渗漏或腐蚀，危及安全生产槽电压明显升高检修时11阳极单元质量阳极面不平度＜1.5mm检修时钛法兰工作面与钛网不垂直度＜1/800检修时钛铜复合棒无砂眼，不得有裂纹检修时钛铜复合棒无磨损，螺纹完好并与钛铜接合紧密检修时单元点焊牢固，不得开焊，或击穿钛网及复合棒钛层。检修时12阴极箱质量阴极箱清洁无锈，网袋距离均匀，网眼畅通，无残存石棉；冲洗完毕时平整厚薄均匀，不露铁丝网，无异物，氢气管畅通，干燥后使用。隔膜吸附完毕时13隔膜制备石棉阵：1.3〜1.6公斤/米2每吸附一台浆液盐碱比：NaOH135±5g/lNaCl195±5g/lNa2CO3<0.5g/l经常苛化时间：24小时每吸附一台真空上升速度：16〜40mmHg/分经常干吸时间：＞3.5小时经常干吸真空度：＞600mmHg经常14新槽验收条件氯气纯度：三95.5%上槽一周内氯中含氢：＜0.8%电解液含NaOH：90〜130g/l槽电压：＜3.5V氯中含氧：＜2%接触电压降：20〜30mv

7原材料及动力消耗定额表3（按生产电解碱液100%NaOH1吨计算）名称规格单位定额备注精盐水315克/升米39工业水吨18.4工艺电度2400动力电度10蒸汽2公斤/厘米2吨0.686（按电解碱液计算）石棉绒公斤0.3〜0.58副产品及排出物一览表表4序号名称排出地点检查项目排往何处1氯气氯气出口管氯气纯度三96%氯氢处理工段2氢气氢气出口管氢气纯度＞98%氯氢处理工段9设备一览表及其说明表5主要设备一览表序号设备名称及规格型号单位数量材料1盐水低位槽少6500X7500台1A321#盐水高位槽中3800X5400台1A332#盐水高位槽中3800X5400台1A3416型金属阳极电解槽台156组合5盐水断电器①800X1000X8台1A361#盐水预热器700X2994F=60m2台1A3F72#盐水预热器500X3228F=34m2台1A3F83#盐水预热器500X3428F=36.7m2台1A3F91#电解液集中槽4500X4000X2150台1A3F102#电解液集中槽4500X4000X2150台1A3F111#碱泵IJ100-65-200台1铸铁附电机Y200L1-230Kw台1122#碱泵IJ100-65-200台1铸铁附电机Y200L1-230Kw台1131#盐水泵IJ80-65-125W台1铸铁附电机Y132S2-27.5Kw台1142#盐水泵IJ80-65-125W台1铸铁附电机Y132S2—27.5Kw台115真空受浆槽①1400X3000个2铸铁16制膜槽2000X1800X1500个3铸铁17空压机BV—3/8台1附电机Y200L2—6N=22Kw台118高压水泵D12—50X7台1附电机Y200L2—2N=37Kw台1191#真空泵SZ—3 700mg台1附电机Y225M—6 30KW台1202#真空泵YLJ750/0.3台121钢丝绳式电动葫芦CD3—90台122盐水低位槽中11000*9500X10台1A岗位职责本岗位是烧碱生产中的一个工序，它负责电槽运行工艺操作。即将饱和食盐水加入电槽内经过电化学反应，得到烧碱、湿氯气、湿氢气，并送后工序处理，同时配备癸修槽班负责对电解槽进行检修。生产组织和协作关系本岗位直接受分厂，工段及班组长的领导，当班生产受值班长及厂调度统一指挥。看槽工负责金属阳板电解槽工艺操作，巡回检查，维护正常生产，密切与输碱工，分析工，修槽工联系。班长，全面负责运转班生产及日常工作。电解看槽岗位开、停车操作程序：新系统投产以及检修后开车的必备条件所有电槽安装完毕，槽间铜排串联正确，接触点良好。电解系统工艺管道安装正确，并经冲洗、吹扫、试压合格。所有机泵、阀门、设备（安全水封、排放阻火器）齐全完好。所有检测仪表、仪器、药品试剂齐全。本岗位与各部门的通讯（电话）畅通、操作人员准备就绪。跳槽铜排准备就绪。在确认具备上述条件后，方可进行送电前的准备工作。送电前2小时，盐水工段开始送盐水。注意保持高位槽的液面。送电前1.5小时，开始往电槽送盐水、当电槽碱液出口管流出盐水后，用胶塞封死。检查H2输送系统，做好H2管道残存氧量分析，并作好记录，用N2气置换，置换气体体积为系统管路及容器体积的三倍，残存氧量O2<3%（体积），送电前30分钟，开碱泵空运转。检查Cl2输送系统、管路、设备、盲板及水封压力表等。检查电槽有无接地及短路情况检查设备的启动、阀门的开启与关闭，水封液面及补充水源等情况。检查停开电槽与系统切断及阳极液面封槽情况。检查消防器材，应急工具。检查开车人员的岗位分工及现场指挥人员与调度的联系情况。开车操作程序接到开车指令后，电槽开车人员依电槽顺序，由前往后，拔出碱液管胶塞，在最后一只电槽拔出胶塞后（为了在阴极液面保持h2排出空间，应使电槽碱液管流出一定量的盐水方可送电。）。送电后，为了安全，所有人员暂离电槽。送电3〜4min后，操作人员重新进入岗位，开始以下工作。调节盐水加入量，维持阳极液面在阴极箱上法兰以上250mm。检查碱液滴流盘，减少漏电接地现象。在电流稳定，达到负荷后8小时内连续测定氯气总管的氯含氢情况。H2系统纯度＞98%后，可并入系统。在此之前，不合格H2由H2压缩机抽出经安全水封放空，或直接经阻火器放空。在开车完毕后，应全面测试Cl2总管、碱总管的浓度，并普查槽电压及氯含氢。开车4小时普查电槽各项指标，标定阳极液面，重新调整阳极液面。开车正常后转入正常操作管理。正常操作程序：每小时至少检查单槽槽组一次，调节好电槽液位，保持高位槽盐水不小于20m3。经常检查Cl2总管压力-5〜+0mmH2O、H2总管压力0~+5mmH2O以内，有异常情况及时与氯氢工段联系，并加强分析监控。不得有任何单槽阳极液面低于最低液面和溢出盐水，根据电流适当调节电解液浓度，总管在120~135g/l。检查氯、氢水封是否缺水。每班检查各槽H2出口，发现软管漏气应予更换，以免负压吸入空气发生爆炸事故。拆换进槽盐水管时，应先降低盐水压力或暂时关闭盐水，换好后及时调整压力保持液位。每班必须检查电解液漏斗、滴流盘两次，减少损失和漏电现象。每班认真检查盐水预热器是否有漏损，调节进槽盐水温度保持在60~80℃。每班应震动液面二次，以防形成假液面。每班应检查氯气、氢气纯度及氯含氢，特殊槽每班必须化验。准确及时填写好岗位记录。电解工段整列停车操作程序接停车通知后，根据调度的指令逐渐降低进槽盐水温度，停车后，关闭盐水预热器。停车后，使用淡盐水入槽（含NaCl280〜300g/l）逐渐提高阳极液面，以降低电解含碱浓度。停车过程中，及时与氯氢处理联系，保证Cl2、H2总管压力稳定。停电后，如有必要，应对氢气总管用N2气置换，直到分析合格。停车1小时内不封槽，1小时以上原则上使电解液含NaOH浓度在20g/l左右再封槽。封槽后，阳极液面不低于300mm。封槽期间，值班人员应注意维持阳极液面。紧急停车操作程序：突然停直流电立即与调度、整流室联系，了解停电原因及时间长短。联系调度、整流室，若2小时内恢复送电，可按正常操作进行并及时联系氯泵，保持氯气压力稳定，停氯泵，待恢复直流电后，同时启动氢泵。及时检查列管压力计是否有液位，并及时补充。若在2小时后，才能恢复送电，则应停止向电槽注入盐水。用胶管堵塞碱液流出口，联系氯泵，氢泵岗位停泵，打开氢气放空阀。突然停动力电联系调度停直流电，同时打开氢气安全水封排水阀，排水，让氢气放空，避免H2压力过大而损坏隔膜，造成氯含氢超标，引起爆炸事故。检查氯气，氢气脱水管及水封是否正常，防止气体泄漏。检查槽盖是否有位移，氯气支管是否被冲开，槽盖与阴极箱之间的封料是否完好。遇到下列情况采取紧急停车操作。氯气总管含氢达到1%，经处理无效。盐水供应发生严重故障，造成严重干槽。电路发生严重的接地短路现象。单槽发生爆炸、沸腾，干槽形成断路致使阴极箱击穿或导板接点熔断，而不能及时跳槽处理时。氯气出口压力过高，而造成氯气总管爆炸时，可采用紧急停车操作步骤，按突然停直流电8.6.1.2和8.6.1.3进行处理。全停动力电，全停直流。氯气岗位发生重大问题。13不正常现象及处理方法岗位操作中常遇到的不正常现象及处理方法见表3。表6不正常现象及处理方法序号现象原因处理方法1H2出口翻泡阴极液面高、堵塞H2出口适当降低阴极液面2阴极液面突升或阳极①盐水温度偏高①降低盐水温度

液带泡沫②阳极液面过高③盐水硬度增大②降低阳极液面不＜150mm③通知盐水工段采取措施3阴极液流量过大①隔膜损伤②隔膜过薄过松①用淡盐水搅拌石棉绒一次加入堵塞②加大进槽盐水量，无法维持液面的应除槽4阳极液面波动①整组波动，氯压不稳定②管道积液③氯气支管堵塞①联系氯氢处理检查②阳极液面过高，应予降低③检查各氯气支管5阴极液不流①鹅颈管堵塞②h2负压过大③阳极液位低（应查假液位）①清理②联系氯氢工段调整H2压力③提高阳极液面（真实液面）④检查电解液浓度、提高阳极液面6氯含氢高①石棉质量差②阴极箱堵网，堵孔③阳极液位过低④隔膜过薄或破损⑤氯气压力突变⑥电流变化过于频繁①采购优质石棉绒②阴极箱进行酸洗，无效时更换阴极箱③调节至正常液位④h2放空提高液位，加入适量盐泥或CaCl2⑤检查Cl2、h2水封与事故氯吸收装置是否正常⑥联系整流稳定电流7电解液浓度过高①调整盐水PH值②减少电流波动③调整液面降低浓度8直流电中断、盐水供应未断①供电系统障碍②雷电影响①保证Cl2、H2压力正常②维持阳极液面正常（停车3小时以上，按整组停车处理）9盐水中断30分钟内不能恢复，应按停槽处理10单槽H2着火①停槽不慎火花引起①停槽时应注意，临近电槽

②h2支管破裂漏气③结盐后，漏电引起是否泄漏②应检查H2支管是否结盐，着火后应带上手套用木棒移开胶管，用CO2灭火或用石棉布或温麻袋扑灭并更换新胶管11电解液浓度下降或槽压突然下降电槽有短路现象停槽检修12对地电压偏差大①盐水、碱液、H2断电不好②电槽结盐接地③电槽有金属物接地检查接地并进行排除13H2压力波动大①h2积水②阴极液面过高③H2堵塞①排除积水②降低阴极液面③清除堵塞14Cl2纯度低①Cl2负压过大，吸入空气②总管泄漏③电槽安全水封缺水①联系氯氢调整压力至正常范围②处理管道漏点③补充水封水吸附岗位生产操作法原始开车的方法和步骤本系统原始开车的方法和步骤与正常开车的方法和步骤相同。正常开车的方法和步骤吸附前的准备工作阴极箱的冲洗：用高压水泵冲下旧隔膜，把残存在阴极箱内外的杂物和碎石棉绒彻底冲掉，达到网袋干净。检查阴极箱网袋是否损坏。阴极箱网袋必须校正、网间距要上下距离保持一致平直。按规定配制石棉浆液。隔膜吸附操作：在制膜槽中用压缩空气搅拌20分钟；将阴极箱吊入制膜槽中，用吸引管把箱中间吸附口管真空槽系统真空管联接好，阴极箱离槽底200mm左右；保持浆液充满，始终使液面离阴极箱上法兰100〜200mm；第一次吸附30分钟；开动真空泵，关闭真空槽上的放空阀，使P真＞0.9Mpa；第一次吸附中用T形棒通3〜4次，在吸附中看膜粘浆液情况将阴极箱沉入底部；第一次吸附完，把阴极箱吊起，把浆液搅拌10~15分钟；第二次吸附完，把阴极箱放回槽中，再吸10分钟，T形棒通一次；吸附完毕，将阴极箱吊出槽外，手带好橡皮手套抚平每一片阴极网上石棉绒，挑去隔膜上的杂物；干吸时间4小时P真＞0.7Mpa在干吸中挑起隔膜一角收水3次。隔膜烘干操作：干吸完后，将阴极箱送往烘干室；开烘干室蒸汽阀，使温度控制在100~120℃；烘干程度，以表面发白即可，不宜太干；烘干隔膜不宜久放，以不超过一星期为准；每台阴极箱吸附、烘干后必须挂牌并做好记录。不正常现象，原因及处理方法生产过程中出现的不正常现象及处理方法见表3。表7吸附生产过程中出现的不正常现象及处理方法序号现象原因处理方法1隔膜太薄，有铁丝外露①吸附时间短②石棉照少①延长吸附时间②增加石棉阵2隔膜表面有疙瘩，或有杂物①石棉质量差，杂质多，开棉率低②制膜槽浆液陈旧①石棉质量及加工要符合工艺要求，来厂后要进行验收复查，不符合工艺要求的石棉，不准投入生产使用②重新配制浆液3隔膜上有锈斑隔膜存放时间过久受潮隔膜现抽现用不要存放时间过久，近期内暂不装槽，要保持干燥4阴极箱堵孔或堵网①阴极箱太陈旧②隔膜冲洗不够洁净①阴极箱进行酸处理②加强冲洗与增加水压③更换阴极箱16装槽、除槽的操作程序16.1电解槽除槽检修条件：依据电管组下达的除槽指令单进行除槽。16.2除槽前的准备工作：1将除槽的用具、工具准备好。2检查吊槽用的吊钩，绝缘胶垫是否牢固可靠，装槽用的封料软硬是否合用。3把需用的阴极、阳极清理干净，运往电解室内，并用砂布擦干净阴、阳极导板，上好阴极箱碱液出口管、氢气出口管除槽程序：将断路铜排吊到割除的电槽旁。把断路铜排各接触处用砂布去锈擦好。先将弯角铜排（阴极）与割除电槽前一只槽的阴极铜板连接好。再将短铜排与割除电槽后一只槽的阳极铜排连接好。把连接好的一字形长铜排一头垫好绝缘胶板，一头用压板螺丝与除槽铜排连接好。迅速拿掉绝缘胶板，使除槽铜排处于联接状态拧紧压板螺丝逐步拆除槽间连接铜排，使割除电槽完全断路。拆除氯气支管、氢气支管、盐水管、断电盘，并封堵氢、氯总管接口用行车吊出电槽将嵌在极距中的调节捧拿出，防止擦破涂层。电槽解体后，立即冲洗阴极箱剥除隔膜，旧阳板送去解体，旧阴极箱送去吸附，暂不使用则浸没在碱性水中保护，防止网袋生锈。除槽的空位场地冲洗后立即安装新电槽。如暂时空位，应对跳槽铜排进行水冷却，防止长时间跳槽，铜排烧红或发烫。电槽的组装程序：将组装好的阳极组搬到总装场地，再次查看有无杂物，在电槽组记录本上记录阳极组编号。将吸附好的阴极箱搬到现场，检查隔膜情况，在记录本上记录阴极箱编号。在阳极底板上放置大密封垫圈。在阳极组底板四周角插入导杆（保证定位正确）。起吊阴极箱保持水平，必须注意阴极箱放低及转位时，不要擦伤隔膜，对准阳极板缓慢下降，直到完全接到槽底。注意此时导杆要对准阳极四角孔内。当压紧密封圈时，调整垫圈孔眼，使阴极箱垫片及槽底的孔眼完全对准，最后紧压在槽底上，检查极距正确，否则重新调整极距。拆去导杆将规定长度的螺栓加上垫片，绝缘子由上往下插入联孔内，再套上绝缘子，垫片，拧上螺母，最后拧紧所有螺母，有一人复紧，用力均匀。检查极距为倾斜性偏差较大时，则松开联结螺栓，校正。如个别偏差较大时，则采用PTFE嵌入极距内调正。不正常现象，原因及处理方法表8装、套槽岗位不正常现象及处理方法序号现象原因处理方法1阳极片钛封板出现铜绿①焊接质量问题②复合捧本身质量问题①更换新封板②铜芯被腐深度5<50mm以下，可以使用2复台棒钛层有铜绿钛层有裂缝停止使用，送回制造厂返修3阳极片与钛铜复合棒脱焊①运输、安装所致②碰焊不牢所致重新碰焊，采用点状氩弧焊4阳极片铜螺母渗漏①密封圈压缩比未控制好②密封圈损坏或老化③衬胶底板密封面质量差④密封圈宽度过小⑤密封圈安装不当更换密封圈，控制好压缩比，安正确。交接班交班交班者交班前应再巡检一次,看设备、工艺运行是否正常，为交班做准备。对于上级的指令（任务）交班者在本班尚未完成的,应认真传达给下一班,并说明本班未能完成相关指令的原因。交班时如出现不正常现象，应由交班者负责处理。交班者应如实陈述本班设备、工艺参数的实际运行情况，不应隐瞒本班曾发生过的任何事故。如果岗位运行上存在安全隐患，交班者应提醒接班者注意。交班者应完好无损的把本岗位的工具器交给下一班。接班接班者应认真聆听交班者的交办介绍。接班者应提前15分钟到岗位，沿巡检路线认真进行巡检，并核实与交班者所说的内容是否相符。巡检发现的问题，可和交班者协商处理。在确认工具器、劳保用品等齐全完好后，且其他条件满足接班条件后，方可接班。巡回检查巡回检查要求每小时按制订的巡检路线和顺序逐站全面认真巡检,并做好相关记录。巡检记录应该真实可靠，字迹要求仿宋体，巡检过程发现的问题要及时处理或上报。巡检切实做到三细（细听、细看、细摸），三不放过（即发现疑点不搞清楚不放过，解决问题不彻底不放过，处理完毕不达标不放过）当设备有异常时，要加强监视，并采取必要措施防止恶化。必要时派专人看护，防止事故发生。19.2巡回检查路线图安全技术和劳动保护有毒有害物质允许标准本岗位所接触的有毒有害物质为：氯气、烧碱。氯气是有剧毒化学品，大气中允许最