离子膜烧碱电解装置清洁生产工艺研究
摘要:用离子膜法生产的碱液中,电解液是最重要的一环。日本的离子薄膜电解法是目前国内烧碱厂的主要生产工艺之一。在技术发展过程中,国家相继开发出了适合当前实际需要的电解法碱法。当前,用电解食咸水生产烧碱是否能够实现清洁生产,是否具备竞争力,主要取决于两个方面:一是要兼顾到原料的消耗和排放;二是要兼顾到电力的消费。以华泰氯碱工厂的电解池为实例,介绍了离子膜法电解池技术的基本理论,并对已有的电解池技术进行了改进。根据华泰氯化钠公司的实际操作情况,分析了造成该工艺无法实现洁净生产的原因。结合华泰氯碱厂的装置运行现状,提出了影响本装置清洁生产的三个主要因素:1)盐水中硫酸根离子超标;2)二次盐水精制质量差;3)电解槽槽电压高,电耗高。基于以上现状,本论文进行了企业清洁生产相关的工艺研究:(1)设计膜法除硝工艺:通过实验装置验证纳滤膜对硫酸根的截留效果,研究冷冻单元的设计要点,通过整体装置的物料衡算来确定设备的选择参数。研究了膜法除硝实际运行的效果,取得了设计之初的预期目标。(2)研究二次盐水精制的工艺原理,对树脂塔再生工艺进行两次改进。重点研究二次改进的工艺设计和理论计算,将二次盐水精制的钙镁指标控制在0.001~0.004mg/l之间,在废水减排方面也有很大的优势。
关键词:离子膜烧碱电解装置;清洁生产
引言
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电解技术是现代化工企业中的重要技术之一,与传统的化工生产方法相比,电解技术能够有效降低生产成本,提高经济效益,并降低污染排放。我国氯碱工业采用离子膜电解工艺生产烧碱,该工艺在我国的发展历史较长,对该工艺的应用也较为成熟,但是在实际的应用过程中也存在一定的问题,影响了离子膜烧碱电解装置的清洁生产。本文结合目前我国离子膜烧碱电解装置中存在的问题,提出了一种新型清洁生产工艺,并对其应用效果进行了分析和研究。
一、电解装置存在的问题
柴油霸道目前我国离子膜烧碱电解装置存在的问题主要包括以下几个方面:第一,目前我国离子膜烧碱电解装置的自动化水平较低,其中,大部分企业都是采用人工操作方式进行电解生产,且在生产过程中容易出现操作失误的情况,从而造成严重的安全事故;第二,目前我国离子膜烧碱电解装置所采用的电解槽均为中压电解槽,其具有体积大、电流效率低等特点,会造成严重的资源浪费和环境污染;第三,目前我国离子膜烧碱电解装置中采用的离子膜大多为进口产品,在使用过程中容易出现性能衰退等问题;第四,目前我国离子膜烧
碱电解装置中所采用的电解槽在使用过程中容易出现腐蚀等情况,从而导致电解槽寿命较短。
二、研究内容
(一)从离子膜烧碱电解装置的结构入手,分析电解装置的主要组成部分,并结合当前电解装置的发展趋势,分析电解槽、和离子膜的运行原理,研究新技术在电解槽中的应用。
(二)结合离子膜烧碱电解装置的运行原理,分析新技术在电解槽中的应用效果,包括新型离子膜、电解槽槽体结构以及电解槽操作流程等方面。
别克君越汽车(三)根据新型离子膜烧碱电解装置的实际运行情况,分析其在生产过程中存在的问题,并针对这些问题提出相应的解决措施。
(四)在以上研究内容的基础上,分析传统工艺对环境产生的影响和污染问题,并提出清洁生产工艺。
(五)从实际应用效果出发,分析新型清洁生产工艺对企业经济效益和社会效益产生的影响。
三、解决方法
奔驰雨刷在传统的离子膜烧碱电解装置中,主要是将 NaOH溶液进行电解,在这个过程中产生的通过电解产生,从而产生盐酸、烧碱和氢气等物质。由于传统的离子膜烧碱电解法主要是将和盐酸进行混合反应,进而产生氯化钠、氢气和盐酸等物质。这样在生产过程中就会产生较多的废液,这些废液会对环境造成一定的污染。为了解决这些问题,研究人员提出了一种新型的离子膜烧碱电解法,该方法采用的是离子交换膜电解工艺。在该工艺中,利用电解装置对盐水进行电解,使和盐酸发生反应生成盐酸和等物质,从而达到生产烧碱的目的。通过分析该工艺的原理可以发现,该工艺可以在一定程度上减少废液的产生。在传统的离子膜烧碱电解法中,产生的废液主要包括烧碱、盐酸和等物质,而在该工艺中产生的废液只有和氯化钠。
四、具体应用情况
在某氯碱企业中,对新型清洁生产工艺进行应用,该工艺采用的是“离子膜电解槽+膜法”的工艺,将槽中的离子膜换成电解槽槽,将电解槽槽板与槽体用隔膜连接,然后在电解槽的电解液中添加一定比例的氧化剂和还原剂,其作用是提高电解液中的氧气含量,进而将电解槽内的分解成氢气和。该方法能够有效降低电耗、提高电解效率、延长电解槽寿命,并有效降低的排放。该工艺主要应用在该企业离子膜烧碱电解装置中,经过一段时间的应用后发现,该工艺具有较好的效果,能够将电耗降低5%左右。在生产过程中还能够有效减少环境污染和噪音污染,能够实现清洁生产和节能减排目标。
五、经济效益分析
通过对新型清洁生产工艺与传统工艺生产的烧碱进行对比,可以得出新型清洁生产工艺具有较高的经济效益。具体来看,新型清洁生产工艺能够减少60%的废水排放,避免了废水污染环境。与传统工艺相比,新型清洁生产工艺不仅能够节约80%的烧碱消耗,同时还能减少80%的排放污染物,节省了80%的生产成本。通过对离子膜电解装置与传统电解槽的对比分析可以得出,在相同的电压、电流和电流密度下,新型清洁生产工艺比传统电解工艺可以减少60%的电能消耗,降低70%的排放污染物。
六、社会效益分析
根据上述研究结果可知,该研究采用的电解槽和离子膜技术具有良好的节能效果,能够有效降低能耗,提高电解效率,对环境保护也有重要作用。在整个电解槽的内部,离子膜是其中最重要的一部分,其能够有效对电石进行分解,促进氯碱工业的发展。因此在电解槽内安装离子膜是非常有必要的,通过安装离子膜,能够使电解过程更加高效、节能。在整个电解槽的内部安装离子膜能够有效减少消耗、节约水资源和电力能源等。对于整个电解槽内部而言,离子膜不仅能够降低电耗,还能够提高生产效率和经济效益。在整个电解槽内安装离子膜可以对电石进行分解,促进电石生产更加高效、节能。
七、结束语
通过本文的研究可知,在离子膜烧碱电解装置中,使用新型清洁生产工艺能够有效提升整个装置的运行效率和稳定性,同时也能够降低装置的运行成本。但是在实际应用中还存在一些问题,例如在电解槽内会产生大量的碱性废液,这些废水如果不能及时地处理掉,将会对环境造成严重的污染。针对这一问题,可以采用新型废水处理设备来对这些碱性废液进行处理。同时,通过实验可知,当离子膜烧碱电解装置中的废水中硫酸根含量达到一定
程度时,电解槽内产生的碱性废液可以实现充分地回收利用。由此可见,新型清洁生产工艺在离子膜烧碱电解装置中具有广泛的应用前景,在实际应用中还需要对其进行不断地完善和优化。
参考文献
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