离子交换膜法电解制碱的主要生产流程 精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH 溶液）加入 阴极室，通电后H2O在阴极表面放电生成H2，Na+则穿过离子膜由阳极室进 入阴极室，此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH ；Cl 则在阳极表面放电 生成 Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环 利用。 阴极室注入纯水而非NaCl 溶液的原因是阴极室发生反应为2H+2e =H2 ；而 Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液 ， 但在电解开始时， 为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质，阴极室水中往往加入一定量NaOH 溶液。 编辑本段 主要原料 氯碱工业 的主要原料：饱和食盐水，但由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、 Mg2+ 、Fe3+、 SO等杂质，远不能达到电解要求，因此必须经过提纯精制。 编辑本段 离子膜烧碱装置的工艺设计 一、一次盐水 一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段，精制效果的好 坏直接影响产品的质量和产量。传统性的一次盐水精制工艺，采用配水、 化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤，然后再经炭素烧结管过滤器过滤。近 几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水，该工 艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。经生产实践证明，经膜过滤分 离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。所以一 次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。 二、二次盐水精制 离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁 离子含量低于20wtppb ，普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量 降到 10wtppb 左右。若使钙、镁离子含量降到20wtppb 的水平，必须用螯 合树脂处理。 二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔，分二塔式和三塔式流程。 塔的运行与再生处理及其周期性切换程序控制，可由程序控制器PLC实现， PLC与集散控制系统DCS可以实现数据通讯；也可以直接由DCS实现控制。 伍迪公司采用的就是二塔式，其他公司采用三塔式流程。建议采用三塔式 流程。 三、电解工艺 现在能够提供离子膜电解槽的专利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化 机等厂家，这几家公司的技术都是成熟的。槽型为复极式自然循环离子膜 电解槽。 四、淡盐水脱氯 淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠 佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低，无法汇入湿氯气总管送氯气处 理工序，只能由烧碱液循环吸收，制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱 氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含 氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水 脱氯工艺技术。 五、氯氢处理 1、氯气处理 由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较 强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。 氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。 冷却选用填料式洗涤塔，能够较好地除去湿氯气带出的盐雾，填料采 用 CPVC花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。 对于干燥部分，在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方 式，比较典型的有： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔； b、一段填料塔、二段泡沫塔； c、一段填料塔、二段泡罩塔。 国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合，这是两种典型的塔。 泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多；缺点是操作弹性小、 不便于增加硫酸循环量，操作弹性仅为15% ，塔板阻力降大，一般为 100-200mmH2O ，而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定 性。 填料塔操作弹性大，易操作，压降小，但投资大，有效塔板数少。 泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔制碱，塔板数多，压降与泡沫塔相 当，操作弹性比较大。 经过对以往经验的总结、比较，应选择二段干燥；一段为填料干燥塔， 二段采用泡罩干燥塔。 目前氯气输送设备有两种形式，一种是液环泵，另一种是离心式压缩 机。液环泵对氯气含水量要求不苛刻，但动力消耗大，输送量小，出口氯 气压力低，适用于生产规模在5 万吨 / 年烧碱能力以下的氯气输送。离心式 压缩机具有输送量大、排气压力较高、运转平衡、得以改善工作环境等优 点。该设备能量消耗与同气量液环泵相比节电50% ，但要求氯气中含水量 99% ，是很好的有机氯生产原料。 ( 6)氢气纯度高通常氢气纯度99% ， 可直接用于要求高纯氢的场合。随着科学技术的迅猛发展，大量的新材料、 新工艺、新方法在离子膜结构、电解槽设计和电解工艺等方面应用，给离 子膜法氯碱生产注入了新的活力。