1.所属科学技术领域
本技术成果属化工氯碱制碱电解工艺技术领域。
2.主要科技内容
制碱工业是国家基础化学工业之一。上个世纪70年代之前,电解制碱技术为隔膜法电解制碱和水银法电解制碱,这两种技术均有其缺陷性,隔膜法生产的50%的碱液含盐高达1%,不适用于化学纤维等工业;在离子膜法产生之前,一直依靠水银法制碱来获得高纯度烧碱,碱液含盐量可小于50mg/L。但由于水银法制碱生产环境不好,有汞污染等危害;隔膜法制碱中用到的石棉也是公认的致癌物,加上其生产的碱液产品质量不高,并且能耗较高等制约因素;促使离子膜法制碱技术在上个世纪70年代应运而生。
早期的离子膜电解槽运行电流密度低,因此设备投资大。膜极距电解槽具有吨碱电耗低,节能环保、运行工艺技术先进和设备投资省等优点,本项目的主要研究内容为膜极距电解槽的制碱工艺创新和工程化应用。
用膜极距电解槽制烧碱,电解工艺主要包括盐水二次精制、电解和脱氯。
在本次工艺设计中,二次盐水精制工序增设了精盐水贮槽,精制盐水由精盐水泵输送到盐水高位槽。
电解槽的阳极室内盐水经过电解生成氯气,经过反应的淡盐水一部分回流继续参加电解反应,其余的被送去脱氯;在电解槽的阴极室电解生成烧碱和氢气。本次电解工艺设计中,增设了单槽压差报警连锁、设置了溢流管、设计了泵的自启动设计和降低操作压力等创新设计。
电解淡盐水中的游离氯由真空系统进行脱除。真空法脱氯后,加入Na2SO3溶液,进行化学除氯。
3.技术经济指标
应用膜极距电解槽制烧碱,吨碱电耗比上一代电解槽的吨碱电耗能降低~150 KWh/t,节电效果明显,用户能较大的降低生产成本;同时由于电解工艺技术的改进,如降低操作压力、和增设精盐水中间槽等工艺创新设计,增加了系统运行的平稳性和操作弹性,也增加了装置运行的安全性等。
4. 促进行业科技进步作用及应用推广情况
膜极距电解槽运行电流密度高,降低了设备投资成本;此外,膜极距电解槽本身电耗低,吨碱电耗降低至2075KWh/t,比上一代电解槽吨碱电耗能降低~150 KWh/t.装置的自动化水平也大大提高,工艺设计更加合理。整个系统更具安全性,可靠性和稳定性。
自膜极距电解槽推出以来,已完成膜极距电解槽约630万吨的工业化装置的设计工作,涵盖工艺、仪表和电气等专业的设计,共有40多套装置。膜极距电解槽工业化运行不仅提升了整个氯碱行业的技术水平,降低广大氯碱厂家的投资成本,也实现了节能减排,具有良好的社会效益和经济效益。
康建忠、王伟红、周子健、吴政高、苏克勤、刘秀明、吕秀芬、闻科科、单明月、周子章、曹 义、潘 虎
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