本文關(guān)鍵詞：離子膜燒堿電解裝置清潔生產(chǎn)工藝研究

  更多相關(guān)文章： 離子膜電解 鹽水精制 膜極距 清潔生產(chǎn) 能耗

【摘要】：離子膜法制燒堿的關(guān)鍵是電解技術(shù)。最初,我國燒堿企業(yè)普遍采用日本離子膜電解技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,我國先后自主研發(fā)針對現(xiàn)有生產(chǎn)需求的電解槽制堿工藝。目前,電解食鹽水制造燒堿能否實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、是否具有競爭力的關(guān)鍵因素在于：一是要考慮原材料的消耗與減排,二是考慮電能的消耗。本文以華泰氯堿廠電解裝置為例,基于離子膜電解裝置的工藝原理,對現(xiàn)有工藝裝置進(jìn)行研究。結(jié)合華泰氯堿廠的裝置運(yùn)行現(xiàn)狀,提出了影響本裝置清潔生產(chǎn)的三個(gè)主要因素：1)鹽水中硫酸根離子超標(biāo)；2)二次鹽水精制質(zhì)量差；3)電解槽槽電壓高,電耗高。基于以上現(xiàn)狀,本論文進(jìn)行了企業(yè)清潔生產(chǎn)相關(guān)的工藝研究：(1)設(shè)計(jì)膜法除硝工藝：通過實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證納濾膜對硫酸根的截留效果,研究冷凍單元的設(shè)計(jì)要點(diǎn),通過整體裝置的物料衡算來確定設(shè)備的選擇參數(shù)。研究了膜法除硝實(shí)際運(yùn)行的效果,取得了設(shè)計(jì)之初的預(yù)期目標(biāo)。(2)研究二次鹽水精制的工藝原理,對樹脂塔再生工藝進(jìn)行兩次改進(jìn)。重點(diǎn)研究二次改進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)和理論計(jì)算,將二次鹽水精制的鈣鎂指標(biāo)控制在0.001～0.004mg/l之間,在廢水減排方面也有很大的優(yōu)勢。(3)研究電解槽本身結(jié)構(gòu)對電能消耗的影響,主要研究離子膜本身電壓降和陰陽兩極極間距。重點(diǎn)進(jìn)行了電解槽膜極距改造實(shí)驗(yàn)工作。通過單片電解槽實(shí)驗(yàn)和整臺電槽實(shí)驗(yàn),槽電壓下降160mV,效果顯著。膜極距項(xiàng)目完成后,我們對相應(yīng)的工藝控制進(jìn)行了改善研究,有效降低了槽電壓,提高了電流效率,提升了燒堿產(chǎn)品的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：離子膜電解 鹽水精制 膜極距 清潔生產(chǎn) 能耗
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ114.262;X38
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-7
• abstract7-9
• 符號說明9-18
• 第一章 離子膜燒堿綜述18-32
• 1.1 燒堿行業(yè)概述18-19
• 1.1.1 燒堿行業(yè)的發(fā)展18-19
• 1.2 離子膜燒堿清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展19-21
• 1.2.1 石墨陽極水銀電解法制燒堿19
• 1.2.2 金屬陽極隔膜電解法制燒堿19-20
• 1.2.3 陽離子交換膜電解法制燒堿20-21
• 1.3 中國離子膜燒堿技術(shù)的研究與發(fā)展21-23
• 1.3.1 引進(jìn)陽離子交換膜電解法制燒堿技術(shù)21
• 1.3.2 復(fù)極式強(qiáng)制循環(huán)電解槽制堿技術(shù)21-22
• 1.3.3 單極式自然循環(huán)離子膜電解槽制堿技術(shù)22
• 1.3.4 高電密復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽制堿技術(shù)22-23
• 1.3.5 復(fù)極式自然循環(huán)膜極距離子膜電解槽制堿技術(shù)23
• 1.4 離子膜燒堿生產(chǎn)工藝及評價(jià)指標(biāo)23-26
• 1.4.1 離子膜電解制燒堿的基本原理23-24
• 1.4.2 離子膜電解槽的結(jié)構(gòu)24-25
• 1.4.3 陽離子交換膜的結(jié)構(gòu)25
• 1.4.4 電流效率指標(biāo)分析25-26
• 1.4.5 槽電壓指標(biāo)分析26
• 1.4.6 電解電耗指標(biāo)分析26
• 1.5 影響電解裝置清潔生產(chǎn)的因素26-30
• 1.5.1 二次鹽水中雜質(zhì)的影響27-28
• 1.5.2 陽極PH值的影響28
• 1.5.3 陽極液濃度的影響28-29
• 1.5.4 陰極液濃度的影響29
• 1.5.5 操作溫度的影響29-30
• 1.5.6 壓力壓差的影響30
• 1.5.7 副產(chǎn)物ClO_3~-的影響30
• 1.6 研究的目的和意義30-31
• 1.7 本章小結(jié)31-32
• 第二章 華泰氯堿廠離子膜電解系統(tǒng)32-40
• 2.1 華泰氯堿廠離子膜電解裝置概況32-34
• 2.1.1 一次鹽水精制32
• 2.1.2 淡鹽水除硝32-33
• 2.1.3 二次鹽水精制33
• 2.1.4 電解槽循環(huán)過程33-34
• 2.1.5 淡鹽水脫氯34
• 2.2 目前裝置存在的問題34-39
• 2.2.1 鹽水中SO_4~(2-)含量高34-36
• 2.2.2 樹脂塔再生程序設(shè)計(jì)不合理,鹽水Ca~(2+)、Mg~(2+)超標(biāo)36-37
• 2.2.3 直流電耗高,槽電壓偏高37-39
• 2.3 本課題的提出及研究內(nèi)容39-40
• 第三章 除去鹽水中硫酸根離子工藝設(shè)計(jì)40-50
• 3.1 膜法除硝裝置設(shè)計(jì)40-44
• 3.1.1 膜分離技術(shù)原理及膜元件選擇40-41
• 3.1.2 納濾膜元件脫除SO_4~(2-)實(shí)驗(yàn)41-42
• 3.1.3 冷凍單元設(shè)計(jì)42-43
• 3.1.4 膜法除硝設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析43-44
• 3.2 膜法除硝工藝流程44-45
• 3.3 膜法除硝產(chǎn)能與設(shè)備設(shè)計(jì)45-47
• 3.3.1 產(chǎn)能計(jì)算46
• 3.3.2 設(shè)配套設(shè)備與物料平衡46-47
• 3.4 裝置運(yùn)行分析研究47-49
• 3.4.1 經(jīng)濟(jì)性分析47-48
• 3.4.2 運(yùn)行性分析48-49
• 3.4.3 工藝先進(jìn)性分析49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 二次精制鹽水質(zhì)量提升工藝改進(jìn)措施50-64
• 4.1 螯合樹脂的工作及再生原理50
• 4.2 改進(jìn)的目的50-52
• 4.2.1 原樹脂塔精制工藝操作敘述50-51
• 4.2.2 原設(shè)計(jì)步驟中存在的問題51-52
• 4.3 一次改進(jìn)的方案52-54
• 4.4 一次改進(jìn)后的問題54-55
• 4.5 改進(jìn)工藝的設(shè)計(jì)55-59
• 4.5.1 設(shè)計(jì)樹脂塔流程和再生工藝55-56
• 4.5.2 物料計(jì)算56-58
• 4.5.3 最佳再生周期計(jì)算58
• 4.5.4 設(shè)置樹脂塔清洗方案58-59
• 4.6 改進(jìn)的效果59-63
• 4.6.1 二次鹽水質(zhì)量提升60
• 4.6.2 減少消耗對比60-62
• 4.6.3 經(jīng)濟(jì)成本對比62-63
• 4.7 本章小結(jié)63-64
• 第五章 電解槽膜極距改造工藝研究64-84
• 5.1 電解槽存在問題分析64-66
• 5.1.1 離子膜電壓降分析64-65
• 5.1.2 極間距分析65-66
• 5.2 電解槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案66-71
• 5.2.1 單片實(shí)驗(yàn)對比66-69
• 5.2.2 整槽實(shí)驗(yàn)對比69-70
• 5.2.3 整體極距電解槽數(shù)據(jù)分析70-71
• 5.3 膜極距技術(shù)工藝改善控制71-79
• 5.3.1 陰極補(bǔ)水對槽電壓的影響71-73
• 5.3.2 反向壓差對槽電壓的影響73-76
• 5.3.3 反向電流對槽電壓的影響76-77
• 5.3.4 陽極提前加酸77-78
• 5.3.5 溫度對槽電壓的影響78
• 5.3.6 陰極洗槽液對槽電壓的影響78-79
• 5.4 膜極距電解槽運(yùn)行效果分析79-82
• 5.4.1 降低單元槽槽電壓79
• 5.4.2 降低出槽游離氯和氯中含氧79-81
• 5.4.3 降低電耗,提高電流效率81
• 5.4.4 提高堿產(chǎn)品質(zhì)量81-82
• 5.5 綜合節(jié)能效益計(jì)算82
• 5.6 本章小結(jié)82-84
• 第六章 結(jié)論84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 致謝88-89
• 作者與導(dǎo)師簡介89-90
• 附件90-91

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本文編號：644130