二次盐水及电解 (2)

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1、第二章.二次盐水,培训内容 一.螯合树脂塔工作过程 二.树 脂 塔 的 工 艺 流 程 三.二次盐水精制各控制点运行说明,螯合树脂塔,一.螯合树脂塔工作过程： 1.吸附：在生产中含有Ca2+、Mg2+和其它重金属离子的盐水进入树脂塔，被树脂络合，此时上层树脂已成Ca型，下面仍是Na型。中层有一部分Ca型，其它仍为Na 型，称为交界层。当盐水不断的进入树脂塔，Ca型越来越厚，交界层逐渐下移,直到塔的底部，这时从塔底流出的盐水中的Ca2+、Mg2+含量升高，这时树脂应该再生，原先串联的起保护作用的另一个塔开始工作。在交界层到达塔的底部时，Ca2+、Mg2+开始泄漏，浓度超过允许值的那个点称为贯穿点

2、。,2.脱吸： 在实际生产中加入5%盐酸溶液“洗”树脂，随着酸度的增加，下述平衡向右移动。原先络合的金属离子全部“洗”脱，这时的树脂叫做“H”型。 3.再生： 在已“洗脱”金属离子的“H”型树脂中加入4%NaOH溶液，调节PH=1011，由于溶液中H+大量减少，使下列平衡向右移动。树脂又回到吸附前的状态，称为Na型。,二.树 脂 塔 的 工 艺 流 程,过滤流程： 在自一次盐水工序来的盐水总管上先加入高纯盐酸，以中和过量的碱，然后进入过滤盐水槽，出槽后先加少量碱微调将PH值调到螯合树脂要求的范围，再加少量亚硫酸钠以进一步脱除游离氯。然后进入螯合树脂塔，开车初期或原始开车，为防止不合格盐水进入螯

3、合树脂塔，过滤盐水也可以走开车管线，先进入淡盐水受槽，送回一次盐水工序，反复循环，反复精制，直至合格后再将盐水切换至进精盐水的管线。,再生流程：再生时，先加纯水将塔内盐水置换干净。加盐酸时，盐酸从盐酸计量槽出来，经盐酸喷射器，加压进纯水管道，加纯水稀释到5%，进螯合树脂塔，出塔废液进废水坑，加碱时碱液从烧碱计量槽出来，经烧碱喷射器，加压进纯水管道稀释至4%，进螯合树脂塔，出塔废碱液进废水坑，废水泵送至中和池，再生结束后，返洗及冲洗盐水进入废水坑，用泵送回一次盐水工序。,正常操作流程：盐水温度达到进塔要求(6065)之后进入螯合树脂塔，进一步除去盐水中的Ca2+、Mg2+等重金属离子，出塔盐水经

4、塔后过滤器，进入二次精盐水贮槽，然后用二次精盐水泵，送入盐水加热器，用蒸汽加热到电槽需要的温度 7075度，送入阳极室。,三.二次盐水精制各控制点运行说明,二次盐水精制我厂为三塔流程，运行说明如下：在进入螯合树脂塔前，有一流量控制阀，其信号来自精盐水储槽，通过对流量的控制，以保持精盐水储槽的液位。,再生操作： 步骤变换 用这一步骤将程序从工作步骤切换至再生步骤，30秒后再生步骤开始 时间30秒,1.排净（1）本步骤用工业风将塔中残留的盐水排出，已准备好用纯水反洗树脂。XV1503应调整好，以保证15分钟内能完全排净塔内盐水。盐酸和烧碱的计量步骤与此步骤同时进行。,2.盐酸和烧碱贮槽计量在排净步

5、骤开始时，盐酸和烧碱的计量也分别在各自的贮槽开始了，液位在“H”时限位开关终止计量。,3反洗（1）本步骤用纯水对树脂塔中的盐水进行置换，并使压紧的树脂层散开，反洗用的纯水是从树脂塔底部进入，废水由中部排出。,4鼓泡（1）此步骤用工业风来蓬松树脂层，工业风从塔下部进入,5沉降（1）本步骤借助鼓泡（1）调整树脂，使之蓬松,6冲洗上步完成后，树脂层仍有少量盐水溢流，本步骤用纯水冲洗树脂层中剩余盐水，纯水从中部进入树脂塔，废水由下部排出。,7反洗（2）此步骤用纯水洗去树脂中的悬浮物和碎树脂，纯水由塔下部进入树脂，废水由塔下部排出，反洗步骤中的流量必须调整好，使得在反洗结束时，树脂层高度能够达到上部视镜

6、，反洗出口阀必须调整以保证树脂塔内部压力在0.050.09MPa，以防止树脂外溢。,8沉降（2）本步骤用来沉降在反洗步骤蓬松的树脂。,9酸洗本步骤用盐酸来置换被树脂塔吸附的金属离子，20%盐酸被贮存在盐酸计量罐中，被纯水稀释成大约5%的盐酸，此步骤发生在喷射器中，被稀释的盐酸从塔中部进入，废水由塔下部排出，盐酸的流量调整如下：第一步：盐酸槽出口阀：调整至关闭状态喷射器进口阀：调整到7.0 m3/h第二步：酸槽出口阀：调整到盐酸槽液位下降速度在17.3厘米/分钟,10排酸酸洗步骤后，树脂层中仍然有遗酸，此步用纯水将塔中的盐酸彻底排净，纯水由塔中部进入，废水由塔底排出。,11.排净（2）此步用工业

7、风将树脂塔中含有微量盐酸的水排净，为碱洗做好准备。,12碱洗被酸变为“H”型的树脂会被烧碱变为钠型，使树脂活化，为交换反应做好准备。碱槽中32%的碱液将在喷射器处被纯水稀释为大约4%的碱液，稀碱从下部进入树脂塔，废水由中部排出。碱液流量调整如下：第一步：碱槽出口阀：调整至关闭状态喷射器进口阀：调整到6 m3/h（同水洗）第二步：碱槽出口阀：调整到盐酸槽液位下降速度在23.0厘米/分钟,13水洗碱洗完成后，塔底残留有碱液，本步骤用纯水将碱液由塔底带入树脂层，以期有效利用。纯水由树脂塔底部进入，废水由中部排出。,14鼓泡（2）水洗完成后，本步骤用工业风使剩余碱液和树脂增加接触，工业风由塔底部进入。

8、,15沉降（3）本步骤用以整理被鼓泡过的树脂,16排碱本步骤用纯水排净塔内碱液，以精制盐水由塔的中部进入,17鼓泡（3）排碱完成后，树脂已经缩水而且表面凹凸不平。此步骤用工业风平整树脂。工业风由塔下部进入,18.沉降（4）本步骤用以整理鼓泡后的树脂。,19.充液本步骤将精制盐水送入树脂塔，为树脂塔投运做准备，精制盐水由塔上部进入，由反洗出口排出。,课 后 练 习,1.二次盐水精制的目的？2.二次盐水精制的主要控制指标？3.二次盐水精制的主要步骤？,第三章.电 解,培训内容 一.电解生产任务 二.电解产品介绍 三.电解原辅材料 四.离子膜电解原理 五.电解的工艺流程,电解生产任务,一生产任务 1

9、将合格的一次精制盐水通过螯合树脂塔制成符合入槽条件的二次精制盐水，送入离子膜电解槽阳极室电解，同时将纯水送电解槽阴极室（原始开车加28%烧碱溶液）电解。未电解的淡盐水脱氯后仍送回一次盐水工序，生成的碱液送往蒸发固碱工序或送出界区；氯、氢气送至氯、氢处理工序。 2生产合格的碱液和氯、氢气，完成公司下达的产量计划。 3将电解工序事故氯气、液氯尾气和其它工序排放的氯气，用32%碱液吸收，生产次氯酸钠溶液，然后用NaCIO泵送出界区，可供一次盐水工序做精制剂或聚氯乙烯分厂乙炔工序做精制剂。,二产品介绍 电解工序生产的湿氯气、湿氢气、次氯酸钠溶液均为半成品，送出界区外处理或使用；32%离子膜碱约二分之一

10、作为成品冷却后出售，二分之一作为半成品，送蒸发固碱工序制成50%液碱或98%片碱出售。其规格及理化特性见表1：,三 .原辅材料 本工序所用原料为通过戈尔过滤精制的一次盐水，辅助材料有烧碱、亚硫酸钠、螯合树脂、高纯盐酸、纯水、氮气等。见表2,电解工序原辅材料技术规格,四.离子膜电解原理1电解：当电解质溶解在水中时，便离解成带电的质子，这个过程叫电离。例如食盐溶解在水中时（同样有少量水分子电离）。NCI N + CI HO H + OH当直流电通过电解质水溶液时，这些离子按同性相斥，异性相吸的原理来运动，即带正电荷的阳离子向阴极迁移，带负电荷的阴离子向阳极迁移。根据这个原理，当电解食盐水溶液时，氯

11、离子在阳极上放电变成氯原子，随后变成氯分子而逸出。氢离子在阴极上放电变成氢原子，随后变成氢分子而逸出。即： 2CI- 2e 2CI 2CI CI2 2H+ + 2e 2H 2H H2 不放电的钠离子和氢氧根离子在阴极附近生成氢氧化钠。,2离子膜电解食盐水溶液制NaOH的原理： 离子膜又叫阳离子交换膜，它的特点就是电解时对阳离子具有选择透过的特性。食盐溶液电解时，Na+透过离子膜迁移到阴极室，而阴离子OH-却不能透过离子膜到达阳极室，因而产出的NaOH纯度极高。（开车时为加快OH-产生速度，需在阴极室加入少量NaOH溶液）。如图所示：,五.电 解 槽 流 程,1. 阳极室进出物料盐水加热到进槽温

12、度7075度，进入电解槽的各单槽，盐酸从盐酸高位槽中流出进入电槽的各单槽。阳极上产生的Cl2 ，进入氯气冷却器冷却后，进入氯气处理工序的氯气洗涤塔；出氯气冷却器的氯气总管上有一支管路经氯气负压水封、正压水封将平衡压力多余的氯气排至废气处理系统。阳极室未电解的淡盐水进入淡盐水受槽，部分经过氯酸盐分解槽，用淡盐水泵送入脱氯塔。,2 .阴极室进出物料,纯水通过纯水泵加入电槽阴极室；原始开车时，碱从开车碱槽通过开车碱泵加入阴极室，而生产正常后从烧碱受槽用碱泵加入电槽阴极室。阴极上产生的氢气进入氯氢处理工序的氢气喷淋冷却器；氢气总管上有一支管经过氢气正压水封，将超压氢气放空。,阴极室出来的32液碱经过碱

13、液断电器，进入烧碱受槽，根据市场需求，需出售的碱液用烧碱泵，打入碱液冷却器冷却后，送至成品罐区直接出售；剩余碱液直接送至蒸发固碱工序，生产50液碱或片碱。,课 后 练 习,1.离子膜电解槽的生产原理？ 2.离子膜电解的化学反应方程式？ 3.离子膜电解的方块图？ 4.离子膜电解的主要控制指标？,第三章.废 气,培训内容一.氯气吸收原理二.废 气 处 理 流 程三.电解原辅材料四.废气的工艺流程图,一.氯气吸收原理 烧碱（NaOH）溶液吸收氯气，会生成次氯酸钠，同时放出热量，反应方程式如下：2NaOH + CI2 = NaCIO + NaCI + H2O在反应过程中，由于氯气中含有氧气（O2），而

14、且，NaCIO不稳定，分解产生氯酸钠（NaCIO3） 所以，为了保证次氯酸钠的纯度，生产系统应密闭，避免与空气或其它氧化物接触，同时控制反应温度不要太高，避免NaCIO的分解。,二.废 气 处 理 流 程 1电解工序、氯氢处理工序事故氯气，液氯尾气及其它事故氯气，都进入氯气吸收塔底部，用烧碱液吸收掉大量氯气；未反应完的氯气从吸收塔顶部出来，再进入尾气吸收塔底部，氯气在尾气吸收塔内几乎全部被吸收，极少量未被吸收的氯气及氯气中夹带的杂质气体（符合环保排放规定），从尾气吸收塔顶部出来，然后通过风机抽吸放空。,2碱液及次氯酸钠溶液流程：碱液和氯气逆流接触。自电解工序来的32%碱液先进入 1#、2#循环

15、槽。2#循环槽碱液用尾气吸收塔循环泵，送入尾气吸收塔冷却器（用10冷水冷却），冷却后从上部进入尾气吸收塔，吸收液从底部流出仍回到2#循环槽继续循环使用，其中一部分进入1#循环槽；1#循环槽内碱液用吸收塔循环泵，送入吸收塔循环液冷却器（用10冷水冷却）冷却后碱液从上部进入吸收塔，吸收完液体仍回到1#循环槽继续循环使用，其中一部分合格的NaCIO溶液，从循环液旁路管道送出界区。,课 后 练 习,1.废气处理的目的什么？ 2.废气处理的化学方程式？ 3.简述废气处理的工艺流程？ 4.废气处理的方块工艺流程图？,第三章.脱 氯,培训内容一.脱氯原理二.淡盐水脱氯流程三.淡盐水脱氯流程图,一.脱氯原理

16、在离子膜电解过程中，由于氯气溶于水、氯气和水反应、氢氧根离子反渗过离子膜等原因发生下列反应：CI2 + H2O HCIO + HCINaOH + CI2 NaCIO + NaCI + H2O 导致出槽淡盐水中含有CI2、次氯酸（氯酸）、次氯酸盐（氯酸盐），以氯气计称为游离氯。游离氯存在于盐水中，会腐蚀设备、管道，阻碍一次盐水精制沉淀物的形成，损坏二次盐水树脂塔中的树脂，危害极大，所以游离氯必须除去。,我们所用的方法是真空脱氯与化学脱氯相结合的方法。就是先加盐酸使平衡向生成氯气的方向移动，然后在真空下使较高温度的淡盐水处于沸腾状态，产生蒸汽，利用生成的气泡带走氯气，极少量的溶解氯气采用滴加Na2

17、SO3的方法除去。游离氯与亚硫酸钠反应如下： Na2SO3 + CI2 + H2O Na2SO4 + HCI,二.淡盐水脱氯流程 未脱氯淡盐水从电解槽阳极室出来，进入淡盐水受槽,氯气在冷却过程中聚积在管道和设备的氯水均进入淡盐水受槽，然后用淡盐水泵,送至脱氯塔，在泵出口管道上加盐酸，有一部分进氯酸盐分解槽，使淡盐水内氯酸盐分解为氯气或游离氯；脱氯塔塔内用蒸汽喷射器抽成真空，淡盐水中溶解的氯气被抽出，进段脱氯冷却器，经段冷凝液分离器，再进段脱氯冷却器，经段冷凝液分离器，脱出的氯气去氯气洗涤塔，进入氯气处理工序；分离出的淡盐水再返回脱氯塔与脱氯塔分离出的淡盐水一起进入脱氯盐水中间槽，然后用脱氯盐水泵送至一次盐水工序配水罐。,