10万吨年离子膜烧碱新建项目

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1、10万吨/年离子膜烧碱新建项目盐水精制工艺院系：环化系专业：应用化工技术学号：2013040818姓名：李家祥目录一、设计依据二、设计原则与分工三、方案设计过程四、设计感想与设计讨论五、参考文献六、附图一、设计依据1．XXX集团新建10万吨/年离子膜烧碱一次盐水水量。2．XXX集团对一次盐水精制的要求。1）氯化钠含量要高，一般要求大于90%。2）化学杂质要少。钙镁离子总量要小于1%。硫酸根离子小于0.5%；3）不溶于水的机械杂质要少；二、设计原则与分工1．设计范围化盐池一次盐水至精制盐水槽。2．设计原则1）投资少，运行费用低，一次精制盐水质量高；2）采用手动和自动相结

2、合管理，降低工作强度，使操作方便。3．设计规范和标准1）《钢结构设计规范》GBJ17－882）《室外排水设计规范》GBJ14－87(1997年版)3）《建筑设计防火规范》GBJ16－874）《工业企业照明设计标准》GB50034－925）《低压配电装置及线路设计规范》GB50054－926）《工厂企业厂界噪声标准》GB12348-907）《地基基础设计规范》DBJ－11－89三、方案设计1.项目概述XXX集团新建10万吨/年离子膜烧碱项目，在盐水精制环节需要设计一套全新的盐水精制工艺。我国传统的离子膜烧碱盐水一次过滤一般采用澄清桶－砂滤器－碳素管法。其中，该法预处理器

3、——澄清桶＋砂滤器存在占地面积大、过滤精度不够高、出水水质不稳定、易返浑等缺点；碳素管过滤器设备则需预涂α-纤维素，操作复杂，运行费用太高，严重影响氯碱企业的竞争力。后来出现预处理+膜法的盐水精制工艺，盐水质量较好，但存在处理流程较长，运行费用较高，操作管理比较复杂的缺点。因此需要一种更经济、操作更简单的方法提高一次精制盐水的质量和稳定性。2、设计参数（1）设计水量：130m3/h（2）设计水质：混合反应后悬浮物含量≤5000mg/L（3）设计标准：离子膜电解工艺一次精制盐水要求：出水悬浮物（ss）含量≤1mg/L。（4）生产1吨烧碱需要消耗的一次盐水流量：130m3

4、／h(一次盐水浓度为305±5g/L，生产工作时间按8000h计算。）3、工艺方案的选择原盐是氯碱工业的主要原料，将原盐制成盐水，由于原盐的不纯，使盐水中常含有悬浮物和金属离子（如：Ca2+、Mg2+、Fe3+等）。这些物质进入电解工序，则会损坏电解膜，缩短电解膜的使用寿命，因此必须通过精制将这些离子除去。盐水精制一般采用加入化学药剂生成几乎不溶解的化学沉淀物，然后通过澄清、过滤等手段达到目的。在澄清过滤的同时也达到去除泥沙及机械杂质的目的。目前盐水电解生产烧碱的方法主要有隔膜法和离子膜法,离子膜法具有综合能耗低、液碱浓度高、氯氢纯度高、装置自动化控制程度高、环境污染

5、轻等优势,是当今世界公认的先进制碱技术及发展方向。通过附图1中的几种工艺比较，从对比情况来看,传统方法已经淘汰，凯膜技术虽然应用广泛，但在工艺中还有所欠缺，陶瓷膜及西恩过滤工艺相对凯膜工艺流程更简化,控制更简单,从而在投资及运行费用上也更省。由于陶瓷膜及西恩过滤技术的固液分离技术不同,西恩过滤器出水质量会有波动,而陶瓷膜工艺动力电消耗较高，从实际生产需要考虑选择以西恩过滤器为主的盐水精制工艺，工艺流程框图如下：盐泥加药槽原盐一次盐水贮槽CNII过滤器CNI过滤器混合槽折流槽化盐池加药槽虑盐水回流二次盐水工艺图1、CN过滤器法工艺流程方框图注：工艺流程图如附图24、工艺

6、流程说明将仓库里的原盐通过运输带送入化盐池溶解后经过折流槽后进入混合反应槽，投加NaOH和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成CaCO3和Mg(OH)2，搅拌一段时间后，保证盐水充分混合反应（即浑盐水加药后在混合反应槽中停留2小时以上），然后进入CN过滤器进行固液分离，进过滤器前投加BaCl2。经过CNI型及CNII型过滤器处理后，上清液清澈透明，出水悬浮物稳定在1mg/L以下，可直接进入二次盐水精制工段。过滤器底部排放的盐泥则用泵打入板框压滤机进行脱水，干泥外运处理，盐水则回到混合反应槽。CN过滤器采用连续运行方式，反冲和排放盐泥时可不必停泵。CN过滤器反冲不需要

7、任何介质，不存在化学药剂再生和膜更换费用。过滤器操作简单，方便实现自动化，降低工作强度。CNII过滤器一般每隔2～4小时反冲一次，排放盐泥每次约2～3m3，CNI型过滤器一般每隔12～24小时排泥反冲一次，具体可根据进水悬浮物浓度决定。5、自控系统在本方案中，每套CN过滤器的出水口处都安装一台浊度仪，可对过滤器的工作状况和出水水质实现在线监控。在运行过程中能及时发现并解决问题。过滤器的日常操作中主要是定时排放浓缩液，新型CN过滤器的排浓缩阀采用气动阀，日常的排料操作可通过控制室的DCS系统（或PLC系统）来进行，大大减轻了劳动强度。6、工艺特点（1）