离子膜电解槽技术附件

目 录

附件一 工艺描述和界区范围 附件二 设计基础 附件三 卖方供货范围 附件四 买方供货范围 附件五 设计和技术文件 附件六 性能保证值 附件七 初步工程进度表

附件八 附件九

卖方技术人员的服务范围和待遇 买方技术人员的培训和待遇 湖北宜化项目 离子膜烧碱技术附件

附件一 工艺流程叙述和界区范围

1.1界区范围

离子膜法电解装置包括下述工序

(1)二次盐水精制工序（螯合树脂精制） (2)电解工序(电解和电解液循环) (3)淡盐水脱氯工序

主要工艺流程参考以下附属文件说明：

附录一 带工艺控制点的工艺流程图(PID)

1.2 工艺流程说明

1.2.1二次盐水精制工序

本工序的任务是对一次盐水进行进—步的精制，以达到离子膜法电解工艺的要求。

对于年产50KTNaOH烧碱装置，从界区外送来的NaCl含量为305±5g/l温度为50℃的过滤盐水，以60m3/h的流速送入过滤盐水槽，再以过滤盐水泵送经盐水加热器中升温至60℃后送入离子交换树脂塔。

通过离子交换，使盐水中Ca2+、Mg2+等多价离子的含量小于规定值。从离子交换树脂塔出来的二次精制盐水通过盐水高位槽进入电解工序。

离子交换树脂塔共有3台（树脂塔的处理能力按年产50KT NaOH设计），塔内装填有螯合树脂。三台离子交换树脂塔轮回式运转，两台在线运转，剩下的一台离线进行螯合树脂再生。第一台离子交换树脂塔的作用是除去多价离子，第二台起保护作用。离子交换树脂塔每隔24小时进行—次运转和操作的自动切换。

螯合树脂再生需使用31wt％的HCl、32wt％的NaOH和纯水。

螯合树脂再生过程中，31wt％的HCl与纯水混合后通过程控阀送入离子交换树脂塔。溶液浓度由流量测量系统控制。32wt％的NaOH以同样方式处理。再生过程中所排出的酸性以及碱性废液送到界区外处理。

1.2.2电解工序

电解工序由3台电解槽以及相关设备组成，诸如淡盐水槽、淡盐水泵、烧碱储槽、烧碱泵、阴极液冷却器、管道过滤器等。每台电解槽由122对单元槽、122张离子交换膜以及其附件组成。单元槽由金属阳极、活性阴极、阳极室、阴极室所组成。附件由液压系统、进出料总管、阴阳极液进出料软管、阴阳极垫片、电解槽与固定导电铜排连接用的挠性电缆、防止电气腐蚀保护装置所组成。

由二次盐水精制工序送来的精制盐水通过盐水高位槽送入每台电解槽的阳极液进料总管。其流量由每个电解槽的FICA-231A-C控制，以保持阳极液的浓度达到规定值。FICA值由送入每台电解槽的直流电流进行串极控制。

买方小签 1 卖方小签

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浓度17％的用来中和从阴极室通过离子膜渗透过来的0H离子用的盐酸经过FICA-211A-C与阳极液一起连续不断送入阳极室。

精制盐水在阳极室中进行电解，产生氯气，同时NaCl浓度降低。电解槽进、出口之间的NaCl分解率为约50％。

每个阳极液室都有两个挠性软管，一个连接进料总管，另一个连接出料总管。电解后产生的氯气和淡盐水的混合物通过软管汇排入阳极液总管，并在总管中进行气体和液体分离。

淡盐水在淡盐水储槽中汇集然后送入脱氯工序。

氯气在氯气主管中进行收集后送入淡盐水槽顶部。在此，氯气中的水分被分离并滴落。然后氯气被送出界区。氯气压力由安装在氯气主管线上的PRCZA-216控制。

氯气的纯度约为99vol％(干基)

部分含有氯气的淡盐水送回精制盐水管线，以防止钛管的腐蚀。

阴极液室的结构与阳极液室相似。每个阴极液室都有两个挠性软管，一个连接进料总管，另一个连接出料总管。

稀释后的烧碱经过烧碱高位槽送到每台电解槽的入口总管，然后通过挠性软管送入阴极液室。向阴极室入口总管里添加纯水，以保持阴极液中烧碱的浓度保持在规定值。纯水的流量由FICA—221控制。FICA-221的设定值由直流电流或DICA—274所测量的阴极液密度串级控制。阴极液冷却器安装在烧碱泵和烧碱高位槽之间。阴极液冷却器与TRCA-273一起控制阴极液的温度。加入电解槽的阴极液量由FIA-232A-C监控。

经过电解，阴极室中产生氢气和烧碱。氢气和烧碱的混合物通过软管排出到阴极液出口总管，并在总管中分离成气体和液体。

阴极液溶液在烧碱槽中进行汇集，并以烧碱泵送出。部分烧碱作为成品送入烧碱中间储槽，其余返回烧碱高位槽。

成品送出界区。烧碱流量计FIQ-274计量流量及产品总量。少量的阴极液送入密度仪DICA-274来测量成品烧碱的浓度。

氢气在氢气主管线中进行汇集，并送到烧碱储槽顶部。在此，氢气中的水分被分离并滴落。然后，氢气被送到界区以外。氢气的压力由安装在氢气总管线上的PRCZA—226控制。PRCZA-226由氯气压力串极控制，以便把氢气和氯气之间的压力差保持在设定数值。

氢气的纯度为99.9vol％(干基)

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1.2.3 淡盐水脱氯工序

在本工序中，淡盐水中的游离氯由真空系统进行脱除。此工序包括脱氯塔、真空泵、脱氯盐水泵、亚硫酸钠储槽以及亚硫酸钠泵。

淡盐水被送到脱氯塔的顶部，与浓度为31wt％的HCl混合将PH值调控到约1.5。年产50KT/年NaOH时，淡盐水流量约为45m3／h。

脱氯塔的压力由真空泵控制约为250mmHg ，因此，塔出口处盐水中游离氯的浓度可以降低到50mg／l。脱除后的气体作为成品氯收集。

此时加入在亚硫酸钠罐中配制的浓度约为lOwt％的亚硫酸钠溶液以彻底除去残余的游离氯。在加入亚硫酸钠溶液之前要先加NaOH，把盐水的PH值调整到9~11。脱氯盐水送出界区。这一工序由OIA-314控制。加入的NaOH量由PHICA-314控制。

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附件二 设计基础

2.1设计能力

1) 二次盐水精制工序 50，000吨—100％NaOH／年 2) 电解槽 50，000吨—100% NaOH／年 3) 电解工序 50，000吨—100％NaOH／年 4) 淡盐水脱氯工序 50，000吨—100％NaOH／年 （注：二次盐水精制工序的操作弹性在30%～110%

电解工序的操作弹性在30%～110%

淡盐水脱氯工序的操作弹性在30%～110%

2.2电解槽与离子膜的规格 2.2.1电解槽

名称 高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽

型号 ZMBCH-2.7 制造商 北京化工机械厂 单元槽尺寸 1.289m x 2.401m 单元槽有效面积 2.7 m2 每槽电极对数 122对 电解槽数量 3台 挤压形式 双头挤

电流密度 (运行值) 4.5KA/m2（装置能力达到5万吨/年

100%NaOH）

(设计值) 5.5KA/m2

单元槽电压 (期待) 3.04V(4.5KA/m2时)

2.2.2阳极

材质 钛+涂层

有效面积 2.7m2 期待寿命 ≥8年 2.2.3阴极

材质 镍+活性层 有效面积 2.7m2 期待寿命 ≥8年

2.2.4离子交换膜

商品名 ACIPLEX-F4403D 制造商 旭化成株式会社

有效面积 2.7m2

电流密度 1～8KA/m2 使用寿命 ≥3年 2.2.5电解槽部件的期待寿命

垫片 ≥3年 挠性软管 ≥5年 进出口总管 ≥10年 单元槽 ≥10年

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