离子膜总作业指导书.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流离子膜总作业指导书.精品文档.01 本分厂主要原辅材料及产品的物化性质1. 主要原辅材料及产品的物化性质1.1 工业原盐 特性 分子式:NaCl,分子量:58.44,纯净的NaCl为无色晶体。但是,原盐是由许多小晶体集合成的。另外晶体之间的缝隙中往往含有母液或空气因而变成白色且不透明,并因含泥沙而呈灰褐色。比重:2.164。无吸湿性,但是由于原盐不纯,特别是因含氯化镁而极易吸湿,另外常因温度变化而固结,熔点:800,沸点:1413。溶解度:在水中溶解度随温度变化不大,但随着温度的提高其溶解速度加快很多。 规格序号12345项目NaCl含量Ca
2、2+含量Mg2+含量SO42-Ca2+/Mg2+指标%940.200.100.5021.2 辅助材料1.2.1 纯碱 特性 分子式:Na2C03,分子量:106,白色粉末,密度:2.532,熔点:851,俗称苏打,易溶于水,在水中的溶解度随温度的变化而有较大的变化,水溶液呈碱性,能因吸湿结成硬块。 规格 Na2C0398.0%生产中将纯碱溶解成浓度10%Wt左右温度60的水溶液供生产使用。1.2.2 烧碱 特性 分子式:NaOH,分子量40,有涩味和滑腻感,具有很强的腐蚀性,使用时谨防溅到人的皮肤上、眼睛内,以免灼伤。 规格 NaOH32% 本工序使用的烧碱是由电解用泵送至氢氧化钠高位槽,然后
3、用水稀释至约8-12%浓度使用。1.2.3 三氯化铁 特性 分子式:FeCl3 ,分子量163,黑色粉末,具有很强的氧化性,对铁、铜等金属腐蚀性特强,水溶液呈酸性。 规格 FeCl396.0%生产中将固体三氯化铁用自来水溶解成1%Wt的水溶液供生产使用。1.2.4 亚硫酸钠 特性分子式:Na2S03,分子量:126,白色粉末,易溶于水,溶液呈碱性。 规格Na2S0396.0%在生产过程中,将亚硫酸钠溶解成浓度约5%Wt,温度60的水溶液供生产使用。1.2.5 氯化钡 特性 分子式:BaCl2,分子量208,白色粉末,易溶于水,高毒,使用时避免误食或与皮肤直接接触。 规格 氯化钡98.0%在生产
4、过程中,将氯化钡配成浓度为20%Wt的溶液使用,其浓度据生产情况确定。1.2.6 次氯酸钠 特性分子式:NaCl0,分子量:74.5,溶液具有强氧化性,常用于氧化消毒。 规格 本岗位使用的次氯酸钠溶液由氯氢岗位用泵送至次氯酸钠高位槽,然后配成有效氯1%的次氯酸钠溶液使用。2. 产品的物化性质2.1 氯气的物化性质2.1.1 氯气(Cl2)的物理性质氯气为黄绿色气体,有毒,在常温常压下占的体积很大,如在标准状态下1m3体积氯气的重量仅有3.214公斤。氯气对人的呼吸器官有强烈的刺激作用,吸入大量氯气会中毒致死,生产中应特别注意避免漏气。氯气是一种易液化的气体,含水的氯气在1atm和9.6时能与水
5、生成Cl28H2O黄绿色晶体,所以含水氯气管道冬季必须保温,以防止结晶物阻塞管道而影响生产。2.1.2 氯气的化学性质氯是一种典型的非金属元素,化学性质比较活泼,可与多种物质起反应。a.氯与金属反应:3Cl2 + 2Fe 2FeCl3完全干燥的氯气在常温下几乎不与金属作用,故干燥后的氯气可用铁质管道输送。但金属钛例外,它与湿氯气不起反应,而与干燥的氯生成钛的氯化物。b.氯与水作用:氯气可与水作用生成次氯酸和氯化氢。Cl2 + H2O HClO + HCl生成的次氯酸易分解为HCl,并放出新生态的氧,新生态的氧具有更强的氧化性,所以含水氯气具有强烈的氧化性。c.氯气与氢气作用:氯气与氢气起反应生
6、成氯化氢。Cl2 + H2 2HCl氯气与氢气在一定范围内混合,在光照射下会发生爆炸,爆炸极限(以含氢计)为5%87.5%。d.氯气与碱作用:氯气易溶于碱性溶液,并生成次氯酸盐氯化物。Cl2 + 2NaOH NaClO + NaCl + H2O次氯酸根(ClO-)具有漂白作用。e.氯气与氨的作用:氯气可与氨起反应。在氨过量时:8NH3 + 3Cl2 6NH4Cl + N2氯化铵为白色烟雾,易挥发。利用这一特性,可以检查氯气是否泄漏。在氯过量时,则生成爆炸性物质三氯化氮:4NH3 + 3Cl2 3NH4Cl + NCl3因此,液氯贮槽要定期对三氯化氮含量进行检测,同时必须定时排污。f.氯与有机物
7、的作用氯气与绝大多数有机物发生剧烈反应,特别是液氯与有机物接触,反应更剧烈,所以,绝不允许液氯与有机物直接接触。为防止出现爆炸事故,在钢瓶充装前的检验过程中,一定要细心、认真,不能有半点马虎(拉液氯客户以生产氯化石蜡的居多)。另外,有氯场所在检修时注意乙炔瓶的放置,防止乙炔瓶的漏气。2.2 氢气(H2)的物化性质2.2.1 物理性质氢气由饱和食盐水溶液经过直流电电解而得,分子式:H2,分子量:2.016。在通常情况下,氢气是一种无色无味无毒的气体,它是所有气体中最轻的,在标准状态下,每升重0.0899克。氢气在水中的溶解度很小,在标准状态下,100体积的水中仅能溶解2体积氢气,在常压下,氢气的
8、沸点为-252.7,凝固点为-259.2。2.2.2 化学性质a.氢气极易自燃,也易助燃,在常温下与氧化合极缓和,但在800以上或点火时,则放出蓝色的火焰,并发生爆炸生成水,同时放出大量的热。 2H2 + O2 2H2O氢气在氯气中燃烧放出大量热生成氯化氢 H2 + Cl2 2HClb.氢气与空气混合极易发生爆炸,其爆炸极限为含氢气5-73.5%,有的资料为4.1-74.2%。c.氢气不但能和游离态的氧起反应,而且能和某些氧化物理的氧起反应,例如:在电解槽阴极室,次氯酸钠与阴极上产生的氢原子作用,被还原为氯化钠。NaClO+2H NaCl + 3H2ONaClO3+6H NaCl + 3H2O
9、2.3 烧碱(NaOH)的物化性质烧碱学名氢氧化钠,易溶于水,水溶液有涩味和滑腻感,具有强烈的腐蚀性。它能跟酸起中和反应,生成盐和水。NaOH + HCl NaCl + H2O另外,它还能和一些盐以及酸性氧化物起反应。2.4 食盐的物化性质 食盐的化学名称叫氯化钠,化学分子式为NaCl,分子量为59.5,为无色透明的正六面体结晶。相对密度2.161(25),假比重0.7-1.5。散重为0.9kg/l(确定原盐仓库容积时,堆放重度按1kg/l计算)。熔点800.8,沸点1465,比热容为0.853J/(g.),熔解热517.1J/g,汽化热为40.81千卡/摩尔。纯的氯化钠很少潮解,普通工业食盐
10、除含有NaCl外,还含有CaCl2、MgCl2等杂质。这些杂质吸收空气中的水分而使食盐潮解结块,结块给食盐的运输及使用带来一定的困难。 温度对氯化钠在水中的溶解度影响并不大,但升高温度可加快食盐的溶解速度。 食盐水在直流电的作用下,在阳极上产生氯气,在阴极上产生氢气和氢氧化钠,化学方程式如下:2NaCl + H2O Cl2 + 2NaOH + H202 一次盐水岗位作业指导书1 目的 保证供给电解岗位(新离子膜电解)所需要的饱和精制盐水。2 范围 该作业指导书适用于离子膜分厂新离子膜一次盐水岗位。3 程序3.1 工艺概述来自离子膜电解工序的淡盐水,一部分流入1折流槽R0103中与盐酸和氯化钡溶
11、液混合反应,由澄清桶V0101澄清去除硫酸钡后流入配水槽V0102;另一部分淡盐水直接进入配水槽V0102,与盐泥压滤回收的滤液、返回的废水以及补充的一次水配水后,在进盐水给料泵P0101A/B前加入亚硫酸钠调节ORP30-100mv,通过板式换热器E0101加热至温度5565,送入化盐桶V0103A/B底部,经分布管均匀上行与皮带输送机L0101送入的原盐逆流接触获得粗盐水。 从化盐桶V0103A/B出来的粗盐水在流入前反应槽R0101之前于2折流槽R0104内,根据原盐质量,分别加入精制剂氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液,在前反应槽内粗盐水中的镁离子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁,菌藻类、腐殖酸等有
12、机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物;根据仪表LIC103显示调节盐水给料泵,将泵调节到合适转速,当前反应槽R0101内的液位LIC103约50%时,开启加压泵P0102A/B向加压溶气罐送粗盐水,在文丘里混合器M0102中加入三氯化铁溶液后进入预处理器V0105,经过预处理的盐水自流进入后反应槽R0102,同时将碳酸钠加入后反应槽R0102上部,盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀,充分反应后的盐水自流进入进液高位槽V0106,打开HVM膜过滤器进口阀门、打开去前反应器的阀门,同时启动HVM膜过滤器F0101A-D,观察过滤器花板上部的少许杂质充分置换干净后,关闭去前反应器的阀门,精
13、制盐水自凯膜过滤器流入3#折流槽R0105,在3#折流槽中加入亚硫酸钠,调节游离氯为零后,自流入过滤精盐水槽V0108中,过滤器截留的滤渣排入盐泥池V0109,待过滤精盐水槽V0108液位达到50%以上后,根据电解岗位需要,开启过滤精盐水泵P0103A/B向离子膜界区输送一次盐水。膜运行一定时间后,为了保持较高的过滤能力和较低的过滤压力,须用15%盐酸进行化学再生,具体操作见HVM膜过滤器用户手册。 由澄清桶、预处理器、HVM膜过滤器排出的盐泥用盐泥泵P0105A/B打入板框压滤机F0102A/B,滤饼排弃用车运出界区,滤后清液流入滤液池V0110,再用泵P0106A/B打入配水槽V0102。
14、3.1.1 工艺流程简图(见附图)3.1.2 工艺控制指标序号项 目指标控制分析或记录次数取样或测控点1配水化盐水温度55-601次/每小时板式换热器后SO42-5g/l1次/每班1#折流槽配水罐液位20-90%1次/每小时配水罐2化盐粗盐水NaCL300-310g/l4次/每班化盐桶出口粗盐水NaOH0.1-0.5g/l4次/每班前反应槽出口粗盐水SO42-5g/l1次/每班化盐桶出口粗盐水PH10.5-121次/每小时2#折流槽出口游离氯5-15PPm4次/每班前反应槽出口加压溶气罐液位中间视镜(65%)1次/每小时加压溶气罐3预处理加压溶气罐压力0.18-0.3MPa1次/每小时加压溶气
15、罐Mg2+20mg/l4次/每班预处理器出口预处理器进出口温差51次/每小时预处理器进出口预处理器出口温度55-601次/每小时预处理器出口盐水Ca2+Mg2+2mg/l4次/每班后反应槽出口盐水Na2CO30.3-0.6g/l4次/每班HVM过滤器出口游离氯04次/每班3#折流槽槽出口ss1mg/l4次/每班后反应槽出口4HVM膜过滤压力0.2MPaHVM膜过滤器5板框压滤机过滤压力0.6MPa板框压滤机板框压滤机洗滤压力0.4MPa板框压滤机6板式换热器出口温度55-601次/每小时板式换热器7空气压力0.6MPa空气总管8蒸汽压力0.35MPa蒸汽总管9加压泵出口压力0.55-0.60M
16、Pa加压泵10过滤精盐水泵出口压力0.2-0.55MPa过滤精盐水泵11盐泥泵出口压力0.4-0.65MPa盐泥泵12FeCL3加药泵0.35-0.45MPaFeCL3加药泵13BaCL2加药泵0.15-0.20MPaBaCL23加药泵14一次盐水给料泵0.2-0.30MPa一次盐水给料泵15NaOH高位槽液位25%1次/每小时NaOH高位槽16Na2SO3高位槽液位25%1次/每小时Na2SO3高位槽17NaCLO高位槽液位25%1次/每小时NaCLO高位槽18盐酸高位槽液位25%1次/每小时盐酸高位槽19中间槽液位25%中间槽20Na2CO3高位槽液位25%1次/每小时Na2CO3高位槽2
17、1前反应器液位50%1次/每小时前反应器22精制盐水储罐液位50%1次/每小时精制盐水储罐24进液高位槽液位50%1次/每小时进液高位槽25BaCL2储罐液位25%1次/每小时BaCL2储罐26FeCL3储罐液位25%1次/每小时FeCL3储罐27Na2SO33-5%一次/槽Na2SO3配制槽28FeCL31%1次/每槽FeCL3配制槽29Na2CO39-12.5%一次/槽Na2CO3配制槽30BaCL28-10%1次/每槽BaCL2配制槽31NaOH32%NaOH高位槽32HCL31%HCL高位槽3.1.3 生产目的及原理a 精制目的对于离子膜电解,过多的钙、镁杂质将会加大二次盐水螯合树脂塔
18、的生产负荷,缩短再生周期,严重时会使螯合树脂出现穿透现象,因此要求钙镁不超过某一值,同时盐水中的游离氯会破坏螯合树脂的结构,使之失去作用;有机物附着在螯合树脂上面,会影响螯合树脂的吸附作用,盐水中常存在有机物,会使树脂溶胀,将严重影响二次精制盐水的质量,对离子膜电解槽的运行造成不可恢复性的损坏;对离子膜的使用寿命、电流效率、电耗以及安全生产等都会产生不良影响,所以必须对盐水进行精制。b 工艺原理 本精制工艺核心设备是过滤精度很高的HVM膜过滤器,由于HVM膜易受有机物、氢氧化镁的污染而大大降低过滤速度,因此采用了预处理器与HVM膜过滤器搭配,实行先经过预处理器除镁、有机物后再经HVM膜除钙的工
19、艺,使精盐水达到较高的质量,满足直接进螯合树脂塔的要求。c 精制原理 除镁镁离子常以氯化物的形式存在于原盐中,精制时向粗盐水中加入烧碱溶液生成不溶性的氢氧化镁沉淀。反应方程式: MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl离子反应方程式: Mg2+2OH-=Mg(OH)2为使反应完全,控制氢氧化钠过量,本反应速度快几乎瞬间完成,是本工艺中的前反应。 除钙钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在于原盐中,精制时向粗盐水中加入碳酸钠溶液使生成不溶性的碳酸钙沉淀,反应方程式: CaCl2+Na2C03=CaC03+2NaCl CaS04+Na2C03=CaC03+Na2S04离子反应方程式: Ca
20、2+CO32-=CaC03 为使反应完全,碳酸钠一般控制过量,本反应速度较慢,反应速度受温度影响较大,一般在50左右,在碳酸钠过量情况下需半小时方能反应完全3.1.4 主要设备工作原理 预处理器的工作原理 化盐后的粗盐水中含有大量的氢氧化镁沉淀,沉淀为胶状絮片,极难沉降,同时也不利于过滤器正常操作,故采用浮上澄清的方法将氢氧化镁先行除去。 首先,将粗盐水通过加压融气罐,罐内保持0.18-0.3MPa压力,在压力的作用下使粗盐水溶解一定量空气(一般5l/m3粗盐水),当粗盐水进入预处理器后压力突然下降,粗盐水中的空气析出,产生大量细微的气泡,细微的气泡附着在絮凝剂与Mg(OH)2凝聚的颗粒上使盐
21、水中的机械杂质假比重低于盐水而上浮,在预处理器上表面形成浮泥,通过上排泥口排出,部分较重颗粒下沉形成沉泥,通过下排泥口排放,清液自出口流出。 HVM膜过滤器工作原理 预处理后的粗盐水中仍含少量的机械杂质,大量的钙离子及微量的氢氧化镁,因此需加入一定量的碳酸钠溶液充分反应后,粗盐水在一定压力下通过孔径极微小的HVM膜,使杂质被隔阻,从而得到纯净的清盐水。为了便于叙述将过滤器各阀门编号如下:挠性阀门编号:1#进液,2#进酸,4#反冲,5#放酸,6#排渣,7#排气,手动阀门编号;d进液阀,O进纯水阀,g排液至中间槽阀门,c反冲阀,y酸溢阀,a排渣阀,E纯水溢流阀,p滤后液至前反应阀,b酸再生用总阀,
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