第５期 中国氯碱 Ｎｏ．５ ２０１６年５月 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｌｏｒ—Ａｌｋａｌｉ Ｍａｙ．，２０１６ ７ 烧碱装置工艺设计的建议 权耀宁．石亿红 （内蒙古中谷矿业有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯０１６０６４） 摘 要：从节能、环保、工艺等方面对现在离子膜电解装置的工艺设计提出了优化方案并分析了方案 的可行性。 关键词：工艺设计；建议；氯碱工业 中图分类号：ＴＱ１１４．２６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—１７８５（２０１６）０５—０００７—０２ ｒ■。ｌ。１’ １１ｅ ｒｅｃＯｍｍｅｎＩ１ａＵＯｎｓ Ｉ－１ · ｎ Ｏｒ ｃａｕｓｕｃ ＳＯｄａ Ｐｌａｎｔ Ｄｒｏｃｅｓｓ Ｉ·‘ １ ’ · １ｅｓｉｇｎ １ ‘ ＱＵＡ Ｎ Ｙａｏ－ｎｉｎｇ，ＳＨＩ Ｙｉ－ｈｏｎｇ （Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｚｈｏｎｇｇｕ Ｍｉｎｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｏｒｄｏｓ ０１６０６４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｎｏｗ ｍｅａｎｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ，ｗｈｉｌｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｐｒｏｇｒａｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ；ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ；ｃｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉ ｉｎｄｕｓｔｒｙ 根据不同的离子膜电解装置和生产运行经验， 置在电解槽附近。对于取样的物料一盐水和烧碱可 提出在设计中可以进行的工艺优化的建议或方案． 以设置管道分别回收到Ｄ一２８０（阳极液排放槽）、Ｄ一 供新建、扩建或改建项目借鉴。 ２９０（阴极液排放槽）。需要注意，在每台电解槽的取 １ Ｖ一４０９（精盐水储槽）代替Ｄ一１５０（过滤盐 样回收管上要安装阀门。当不取样时关闭。 水储槽）的更改 （２）ｐＨ一１５０（过滤盐水ｐＨ在线分析仪）、ＯＩＡ一 对于设置Ｄ一１７５（二次盐水储槽）的企业，Ｖ一４０９ １５０（过滤盐水氧化还原电位在线分析仪）在线分析 设备布置尽可能靠近螯合树脂塔。Ｐ一４０９（精盐水 的物料可以就近回收至Ｄ一２８０、Ｄ一２６０、Ｄ一１５０或者 泵）的扬程４０ ｍ以上，可以用Ｖ一４０９代替Ｄ一１５０。 Ｄ一１６５。有的企业根据ＰＩＤ（管道及仪表流程图）回收 即直接用Ｐ一４０９泵送盐水至盐水换热器，经过螯合 至Ｄ一２８０．但由于Ｄ一２８０设置较远。管道太长。 树脂塔进入Ｄ一１７５，可以节省Ｄ一１５０及其Ｐ一１５４ ３取样点物料回收的更改 （过滤盐水泵）。目前已经生产的企业有的只设置了 ＤＴ一２６４（淡盐水密度检测仪）、ＤＴ一２７４（烧碱密 Ｄ一１５０，缺点是Ｐ一１５４之后的管道泄漏时，就要面临 度检测仪）在线分析的物料分别回收至Ｐ一２６４（阳极 全厂停车的危险：有的企业既设置Ｄ一１５０，还设置 液泵）、Ｐ一２７４（阴极液泵）的进口管道上。有的企业 Ｄ一１７５，这样Ｄ一１５０的作用就不明显了，实际上有点 根据ＰＩＤ设计回收至Ｄ一２６０（阳极液槽）、Ｄ一２７０（阴 浪费。 极液槽）的进料管线上，导致管线太长，该管线从二 ２取样点的物料回收的建议 次盐水厂房至电解厂房，管线长达七十多米，而且 （１）电解槽进料和出料管上的取样点，一般设 冬天需要做保温和伴热。如果分别回收至Ｐ一２６４、 ８ 中国氯碱 ２０１６年第５期 Ｐ一２７４的进料管上，在二次盐水厂房就可以完成，只 需要１０多米管线。 ４氯水和在线分析仪的物料回收 原设计氯水和二次盐水各在线分析仪的物料汇 总回收至Ｄ一２８０。然后用Ｐ一２８４（阳极液放净泵）送 至Ｔ一３ｌ０（脱氯塔）。如果将这些物料汇总至Ｄ一２６０ （Ｄ一２８０只作为电解槽停车时使用），则可以将 Ｐ一２８４设置为单泵，且为不连续运行。节省了投资费 用和运行、检修费用。表１为界区内收集至Ｄ一２８０ 的物料的流量。 表１界区内收集的氯水和取样点的物料流量如下 ４．１可行性分析 ４．１．１脱氯塔的要求 当电解装置满负荷运行时，生产的淡盐水的流 量为２９２．４ ｍＶｈ（装置生产能力为２５万ｔ／ａｌＯ０％ ＮａＯＨ），温度约８５℃，与上表中的物料混合，温度降 至８３℃，完全可以满足脱氯塔对盐水温度（＞１７５℃） 的需求。 ４．１．２真空系统的要求 真空系统真空度为７０ ｋＰａ，阳极液循环槽的压 力为３０ ｋＰａ（表压），合计压力差为１００ ｋＰａ，而脱氯 塔换热器Ｅ一３ｌ０（脱氯塔冷却器）底部标高为１６ ｍ， 只需要在Ｄ一２６０里设计插入管。就可以满足工艺 要求。真空泵的标高为１２ ｍ，所以产生的氯水可以 自流进入Ｄ一２６０，但是要在Ｄ一２６０设计插入管，防 止氯气倒流回真空泵。 ４．１．３ 淡盐水密度检测仪的设置 通过以上更改，由于氯水回收至Ｄ一２６０．如果 ＤＴ一２６４设置在阳极液循环泵Ｐ一２６４出口管线上． 则检测到的盐水的密度准确。需将ＤＴ一２６４设置在 Ｄ一２６０的进料管线上，盐水排放至Ｄ一２８０。经过淡 盐水密度检测仪的盐水流量大约Ｏ．３ ｍ３／ｈ，每天大约 有７．２ ｍ 的淡盐水排放至Ｄ一２８０，生产正常时Ｄ一２８０ 每ｌＯ～１５天往外送１次。 ５ Ｐ一２７４（阴极液泵）直接送界区外 Ｐ一２７４直接送烧碱至界区外，含各工序自用。旭 化成电解工艺里，是用Ｐ一２７４送烧碱至Ｄ一３３０（烧 碱中间槽），然后用Ｐ一３３４（烧碱中间泵）送至界区外 和各工序自用。经对比Ｐ一２７４与Ｐ一３３４的参数，完 全可以用Ｐ一２７４代替Ｐ一３３４。需要注意的是，除送蒸 发工序和电解装置内自用外，其余的送出烧碱需要 冷却至５０℃以下。 ６管道材质 （１）Ｐ一１７４之后的管道材质才更改为钛材。这一 部分管道常设计为２０／低钙镁硬橡胶材质，存在的问 题是法兰连接点多，泄漏就会造成装置停车。所以， 建议从Ｄ一１７５之后的管道材质就用钛材。这样，即 使Ｄ一１７５之前的管道发生泄漏，Ｄ一１７５至少可以使 用ｌ小时，方便检修，而又保证了Ｄ一１７５之后的管 道很少发生泄漏，减少可能发生的停车事故。 （２）氯酸盐反应槽前后的管道材质建议用钛材 或者２０／ＰＴＦＥ。这一部分管道常设计成ＦＲＰ／ＰＶＣ材 质，经过长时间运行，漏点不好处理，而且管道变形 严重，导致氯酸盐反应槽不能连续使用，影响盐水 质量。 （３）盐酸管道建议用ＰＰ～Ｈ材质或者２０／ＦＩ＇ＦＥ 材质。这部分管道常设计成ＦＲＰ／ＰＶＣ材质，常造成 盐酸金属离子含量不达标，影响正常生产。但是，如 果采用ＰＰ—Ｈ材质，需要合理设计管道膨胀节和支 撑．防止管道严重变形。 ７ Ｐ一３１４回流管接管位置 建议将Ｐ一３１４回流管设计在脱氯塔Ｔ一３１０底 部的管道上。有的企业将Ｐ一３１４（脱氯淡盐水泵）的 回流管接口设计在Ｔ一３１０的中部位置，特别在低负 荷时．由于盐水量少，回流进Ｔ一３ｌ０的ｐＨ值为９～ １１的盐水与Ｐ一２６４送过来的ｐＨ值为１．５盐水混 合，导致盐水的ｐＨ值偏高，影响了脱氯塔的运行， 在化学脱氯时，需要加入更多的亚硫酸钠。而且游离 氯很难控制。 如果Ｐ一３１４的回流管接口已经设计在Ｔ一３ｌ０ 中部位置．则将回流阀关闭即可，游离氯就很容易控 制了 新的问题就是泵的压力可能会偏高，所以最好 还是更改回流管接口位置。 ８去除盐酸中的游离氯 增加亚硫酸钠管道至Ｄ一３５０（盐酸储槽）。一般 旭化成离子膜电解工艺盐酸储槽Ｄ一３５０没有专设 除游离氯的管道，但是树脂塔对盐酸中的游离氯的 指标为≤５￣１０ ，而生产的盐酸不是全部都能达到 这个指标的。因此，常在Ｄ一３５０里加入固体的亚硫 酸钠来去除游离氯，这样操作很不方便，增设亚硫酸 钠管道至Ｄ一３５０，便于操作。 收稿日期：２０１５—１１－２３