1.所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域
本技術(shù)成果屬化工氯堿制堿電解工藝技術(shù)領(lǐng)域。
2.主要科技內(nèi)容
制堿工業(yè)是國(guó)家基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一。上個(gè)世紀(jì)70年代之前,電解制堿技術(shù)為隔膜法電解制堿和水銀法電解制堿,這兩種技術(shù)均有其缺陷性,隔膜法生產(chǎn)的50%的堿液含鹽高達(dá)1%,不適用于化學(xué)纖維等工業(yè);在離子膜法產(chǎn)生之前,一直依靠水銀法制堿來(lái)獲得高純度燒堿,堿液含鹽量可小于50mg/L。但由于水銀法制堿生產(chǎn)環(huán)境不好,有汞污染等危害;隔膜法制堿中用到的石棉也是公認(rèn)的致癌物,加上其生產(chǎn)的堿液產(chǎn)品質(zhì)量不高,并且能耗較高等制約因素;促使離子膜法制堿技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)70年代應(yīng)運(yùn)而生。
早期的離子膜電解槽運(yùn)行電流密度低,因此設(shè)備投資大。膜極距電解槽具有噸堿電耗低,節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行工藝技術(shù)先進(jìn)和設(shè)備投資省等優(yōu)點(diǎn),本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容為膜極距電解槽的制堿工藝創(chuàng)新和工程化應(yīng)用。
用膜極距電解槽制燒堿,電解工藝主要包括鹽水二次精制、電解和脫氯。
在本次工藝設(shè)計(jì)中,二次鹽水精制工序增設(shè)了精鹽水貯槽,精制鹽水由精鹽水泵輸送到鹽水高位槽。
電解槽的陽(yáng)極室內(nèi)鹽水經(jīng)過(guò)電解生成氯氣,經(jīng)過(guò)反應(yīng)的淡鹽水一部分回流繼續(xù)參加電解反應(yīng),其余的被送去脫氯;在電解槽的陰極室電解生成燒堿和氫氣。本次電解工藝設(shè)計(jì)中,增設(shè)了單槽壓差報(bào)警連鎖、設(shè)置了溢流管、設(shè)計(jì)了泵的自啟動(dòng)設(shè)計(jì)和降低操作壓力等創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
電解淡鹽水中的游離氯由真空系統(tǒng)進(jìn)行脫除。真空法脫氯后,加入Na2SO3溶液,進(jìn)行化學(xué)除氯。
3.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
應(yīng)用膜極距電解槽制燒堿,噸堿電耗比上一代電解槽的噸堿電耗能降低~150 KWh/t,節(jié)電效果明顯,用戶(hù)能較大的降低生產(chǎn)成本;同時(shí)由于電解工藝技術(shù)的改進(jìn),如降低操作壓力、和增設(shè)精鹽水中間槽等工藝創(chuàng)新設(shè)計(jì),增加了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和操作彈性,也增加了裝置運(yùn)行的安全性等。
4. 促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步作用及應(yīng)用推廣情況
膜極距電解槽運(yùn)行電流密度高,降低了設(shè)備投資成本;此外,膜極距電解槽本身電耗低,噸堿電耗降低至2075KWh/t,比上一代電解槽噸堿電耗能降低~150 KWh/t.裝置的自動(dòng)化水平也大大提高,工藝設(shè)計(jì)更加合理。整個(gè)系統(tǒng)更具安全性,可靠性和穩(wěn)定性。
自膜極距電解槽推出以來(lái),已完成膜極距電解槽約630萬(wàn)噸的工業(yè)化裝置的設(shè)計(jì)工作,涵蓋工藝、儀表和電氣等專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì),共有40多套裝置。膜極距電解槽工業(yè)化運(yùn)行不僅提升了整個(gè)氯堿行業(yè)的技術(shù)水平,降低廣大氯堿廠家的投資成本,也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
康建忠、王偉紅、周子健、吳政高、蘇克勤、劉秀明、呂秀芬、聞科科、單明月、周子章、曹 義、潘 虎
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