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燒堿行業節能方案

點擊次數:  更新時間:2011-09-08 10:21:55  【打印此頁】  【關閉
燒堿行業節能方案
燒堿行業節能方案 展示圖片2

1.生產方法

按照電解方法分為隔膜法和離子膜法兩種燒堿生產方法。

1.1隔膜法的生產工藝原理

氯化鈉製成飽和粗鹽水,經除去鈣、鎂、硫酸根及機械雜質,製成飽和精鹽水; 製成的飽和精鹽水進入隔膜電解槽,通入直流電,在陽極室得到氯氣,在陰極室得到燒堿和氫氣。

流出電解槽的電解液是燒堿和鹽水的混合液(含氫氧化鈉10%左右),需提濃和除鹽,即蒸發。

氫氣和氯氣經冷卻、幹燥和加壓送到用戶。

總反應式為:

   2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2 +H2

1.2離子膜法的生產工藝原理

氯化鈉製成飽和粗鹽水,經除去鈣、鎂、硫酸根及機械雜質,製成飽和精鹽水; 製成的飽和精鹽水需二次精製後進入離子膜電解槽進行電解,在陽極室得到氯氣和淡鹽水,在陰極室得到燒堿和氫氣;

在陰極和陽極之間用離子交換膜隔開,隻允許鈉離子通過離子交換膜進入陰極室。

總反應式

   2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2 +H2

 

2.離子膜法燒堿生產工藝

離子膜法生產燒堿由一次鹽水處理工序、二次鹽水精製工序、電解工序、氯氣和氫氣處理工序、淡鹽水脫氯和淡鹽水氯酸鹽分解工序、液氯工序、鹽酸合成工序和蒸發工序組成,各工序工藝介紹如下:

2.1離子膜鹽水一次精製工藝

氯化鈉經化鹽製成粗鹽水,在前反應器折流槽中分別加入NaOHNa2CO3與鹽水中的Mg2+Ca2+反應生成不溶性的Mg(OH)2CaCO3沉澱;在預處理器中加FeCl3吸附和共沉澱將Mg(OH)2先除去;在後反應器中將碳酸鈉溶液加入鹽水中,與鹽水中的Ca2+反應,生成不溶性的CaCO3沉澱,經膜分離器分離得到精製鹽水去二次鹽水精製工序。

電解後的淡鹽水經脫氯和氯酸鹽分解後,經膜法脫除SO42-後去化鹽工序。

2.2鹽水二次精製工藝

45℃約含305±5g/lNaCl的過濾後一次精製鹽水送到鹽水加熱器與淡鹽水換熱升溫至60℃後送入過濾鹽水罐,經過濾鹽水泵送入離子交換樹脂塔

從鹽水在離子交換樹脂塔經過吸附、脫吸、再生3個過程使鹽水中Ca2+Mg2+等多價離子的含量小於規定值,送入精鹽水槽通過精鹽水泵送入鹽水高位槽。

2.3離子膜電解工藝

精製鹽水通過鹽水高位槽送入每台電解槽的陽極液進料總管。

精製鹽水在陽極室中進行電解,產生氯氣和淡鹽水。匯集到總管分離氯氣,氯氣送氯氣處理工序,淡鹽水一部分經脫氯送化鹽,一部分經氯酸鹽分解脫氯後送化鹽。

水在陰極電解生產氫氣和氫氧根離子,陽極電解後的鈉離子透過離子膜到陰極與電解誰的子反應形成燒堿;匯集到總管分離燒堿送蒸發或成品工序,氫氣到氫氣處理工序。

2.4淡鹽水脫氯工藝

淡鹽水中的遊離氯由真空係統進行脫除。此工序包括脫氯塔、脫氯真空泵、脫氯鹽水泵、亞硫酸鈉儲槽以及亞硫酸鈉泵等設備。

淡鹽水加入濃度為31wt%HClPH值調控到約為1.5,從淡鹽水儲槽經淡鹽水泵送到脫氯塔的頂部。

脫氯塔的內部壓力由真空泵保持在約為250mmHg

通過脫氯塔脫氯的淡鹽水中遊離氯的含量大約約50mg/l;向脫氯鹽水中加入NaOHPH值調整到9-11,通過亞硫酸鈉泵向淡鹽水中加入在亞硫酸鈉罐中用純水配製的濃度約為10wt%的亞硫酸鈉溶液,用儀表OIA-314來檢測遊離氯是否被完全脫除。

脫氯後的淡鹽水送化鹽。

2.5淡鹽水氯酸鹽分解工藝

由淡鹽水泵送來的淡鹽水經過氯酸鹽分解反應器加熱器加熱到90oC以後送到氯酸鹽分解反應器。加入31 wt% HCl把鹽水的 CH+ (鹽水的酸度)值調整到0.5(PH1以下)

氯酸鹽後的鹽水送入脫氯塔頂部。

2.6氯氣處理工藝

電解生產70-85℃的濕氯氣,經氯氣洗滌塔用工業水洗滌後,進入Ⅰ段鈦冷卻器用工業水冷卻,再進入Ⅱ段鈦冷卻器用+5℃鹽水進一步冷卻到12-15℃,然後進入泡沫幹燥塔、泡罩塔用硫酸幹燥,幹燥後的氯氣經過酸霧捕集器後用氯氣壓縮機壓縮輸送到各用氯崗位。

2.7氫氣處理工藝

電解生產80℃的濕氫氣經Ⅰ段、Ⅱ段氫氣洗滌塔用工業水洗滌後,送氫氣壓縮機加壓後經過Ⅰ段氫氣冷卻器用工業水對其進行冷卻,再進入Ⅱ段氫氣冷卻器用+5℃鹽水進行冷卻到12℃,經過水捕霧器進入氫氣分配台至各用氫單位。

2.8液氯處理工藝

由氯氫工序送來的幹燥氯氣經氯氣除沫器進入列管式氯氣液化器與-35℃的冷凍鹽水逆流換熱進行液化,液氯進入液氯貯槽,計量後送液氯充裝崗位,液氯尾氣送鹽酸合成崗位。

2.9鹽酸合成工藝

由氯氫處理送來的氫氣、氯氣以及液氯工段送來尾氯分別經緩衝罐,阻火器進入二合一爐的燈頭燃燒生成氯化氫氣體,經過雨淋管冷卻後由塊孔石墨冷卻器進一步冷卻,再進入降漠吸收塔用稀酸吸收成>31%的濃鹽酸進入中轉槽。未被吸收的氣體進入尾氣吸收塔工業水吸收得到6%左右的稀酸由快孔石墨冷卻器冷卻後進入降漠吸收塔,仍未被吸收塔吸收的氣體用噴射泵抽至排空槽放入地溝,不凝氣體經阻火器放空。

2.10蒸法工藝

自電解槽來的32﹪堿液經過蒸發器蒸發濃縮得到市場需求的成品堿。

 

3.生產的工藝流程圖

離子膜燒堿和隔膜法燒堿流程的區別在於鹽水精製、淡鹽水處理和電解工序,其它工序流程完全雷同。

3.1隔膜法燒堿裝置流程圖

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3.2離子膜法工藝流程圖

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4我國燒堿裝置能耗現狀

我國離子膜法燒堿產能已經接近燒堿產能的85%,離子膜法燒堿綜合能耗限額為1400kg標煤/t.堿(折100%),綜合電耗為2400KWh/t.堿(折100%);隔膜法燒堿綜合能耗限額為1500kg標煤/t.堿(折100%),綜合電耗為2650KWh/t.堿(折100%)。

2008年前投產的離子膜電解槽均采用有極距電解槽,現離子膜燒堿電解工序平均電耗為2250KWh/t.堿(折100%;隔膜法燒堿電解工序平均電耗為2450KWh/t.堿(折100%)。

國家發改委要求燒堿企業在十二五期間采用新技術,降低燒堿的能耗水平。

 

5.能技術

我公司擁有鹽酸合成餘熱利用、電解槽節能等燒堿裝置專用的成套成熟的綜合節能技術,按EPC模式為用戶提供優質的節能服務。

 

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