淺議離子膜燒堿生產工藝的優化

王琦 陳斌 黃曉賓(浙江工程設計有限公司 310002)

前言

離子膜燒堿生產工藝是當今世界氯堿生產工藝中不斷發展起來的新技術，相對于傳統的離子膜燒堿生產工藝來說，一方面質量好，另一方面能耗比較低，氯堿離子膜生產工藝能夠從根本上解決對水質的污染以及對工藝人員的健康損害。離子膜燒堿生產工藝是目前世界范圍內最先進的制作工藝，文章通過對離子膜燒堿生產工藝設備的優化和改造的描述，進一步的闡述了新技術工藝的主要優點。

一、離子膜燒堿生產工藝

下圖是離子膜燒堿生產工藝的流程圖：

離子膜燒堿是上個世紀80年代發展起來的一項全新的技術，相對于傳統的生產工藝來說，能耗低質量高，沒有有害物質的污染，和金屬陽極的生產工藝相比，離子膜燒堿生產工藝的具體優點如下：

1.工藝流程相對簡單，因為離子膜燒堿電解液的濃度相對比較高，所以不需要進行蒸發就能夠得到濃度30%以上的液堿。

2.生產工藝能耗比較低，由于不需要進行蒸發，所以能耗就得到了很大的降低，再加上點解電耗以及水耗的降低，所以總的能耗有很大程度的降低。

3.污染相對較低，離子膜燒堿生產工藝使用的生產設備排除的廢物都能夠得到很好地回收再利用，所以對于環境的污染程度相對較低。

4.離子膜燒堿生產工藝生產的液堿的純度一般都比較高，一般都能夠滿足紡織行業的需求。

5.離子膜燒堿生產工藝設備的占地面積相對較小。

二、離子膜燒堿生產工藝的優化方案

1.離子膜燒堿生產工藝的優化理論依據

在原有的制作工藝中，從鹽水中出來的粗鹽水含有有機物以及菌藻類，所以需要加入相應的溶液將雜物分解除去，如果返回的一次鹽水系統中的游離氯的含量控制在了一定的規定范圍內，就能夠將管粗鹽水中存在有機物以及菌藻類等分解除去。在整個生產運行過程中能夠發現淡鹽水脫氯、鹽水精制等系統中存在有工藝復雜、動力消耗大等相應的問題，這些問題對于整個系統的穩定性都有很大的影響，尤其是淡鹽水的脫氯以及鹽水精制工序，如果質量指標的波動過于大必然會對整個系統造成一定的影響。通過對生產過程進行反復的觀察測量之后，能夠看出引進的生產工藝和我們國家的鹽水品質不能完全匹配，所以沒有辦法使生產工藝整個過程實現重復和穩定。針對上述情況，本文對現在離子膜燒堿生產工藝的相關運行情況提出了以下兩點具體的優化改良方案。

2.淡鹽水脫氯系統優化

淡鹽水是從離子膜電解槽中流出來的，經過脫氯能夠保證經過處理之后返回的淡鹽水指標保持相對穩定，同時還能夠減輕對于一次鹽水工序相關設備的腐蝕，但是需要消耗純水量以及人工等，一方面增大了生產設備的投資，另一方面，一次鹽水的工序可能會因為系統硫酸根含量的增加而增加。所以需要做的是取消脫硫塔后亞硫酸鈉的處理設備，同時還需要對離子膜電解以及淡鹽水脫氯等設備進行進一步的改造，調整相關工藝的操作流程，變更工藝控制的指標以及自動控制系統的控制參數，使得返回的淡鹽水中能夠保留一定量的游離氯，之后再將保留一定量游離氯的返回淡鹽水直接進入一次性鹽水工序。

具體改造包括了取消亞硫酸鈉的儲存罐，配制槽、自動調節閥以及物料進出管道等，同時物料進出管道包括了相關的供排水管道，還需要對離子膜電解以及脫氯系統的管道進行相應的配套改良，進一步的調整脫氯系統的操作流程以及控制指標。取消脫氯塔后亞硫酸鈉的相關處理裝置之后，必須把返回的淡鹽水中仍然殘留的游離氯含量保持在規定的范圍之內，還要對多余的游離氯進行回收再利用，還需要將離子膜電解以及脫氯系統等其他相關工藝指標嚴格控制在合適的范圍之內，這樣能夠保證生產工藝系統的正常穩定運行。需要注意的是如果對離子膜燒堿生產工藝進行本節所述的優化，需要對系統中各項關鍵參數實施自動控制及連鎖，必須保證整個工藝指標的范圍能夠維持系統的正常運行。

3.一次鹽水精制系統的優化

在一次鹽水工序中，對于返回的淡鹽水來說，如果其中的的游離氯的含量在規定的范圍內，就能夠將粗鹽水和次氯酸鈉的處理設備取消，然后增加一次鹽水在線PH值的檢測以及液體物料氧化還原電位的自動檢測裝置以及自動調節設備，之后對于相應的工藝設備進行同步的優化改造，不斷地調整相應的工藝的操作方法以及變更工藝控制指標和自動化控制系統的控制參數。對于一次性鹽水精制系統的優化改造內容主要有氯酸鈉配制槽的取消設置、物料進出管道的取消設置，輸送泵閥門改造、在線監測設置以及計量裝置的改造優化。增加一次性鹽水的在線PH值以及ORP監控裝置等，同時還需要對依稀鹽水的相應設備以及管道等進行同步的改造優化。在對一次鹽水的生產過程中，對于加次氯酸鈉的機械設備裝置要保證一次鹽水的生產系統能夠穩定安全的運行，之后對鹽水中的游離氯含量進行合理化的調整設置，然后保持粗鹽水中游離氯的含量，將含量保持在固定的范圍內，目的是為了能夠除去其中含有的有機物以及菌藻類等，如果一次鹽水的質量指標出現大幅度的波動，那么二次鹽水系統也會出現大幅度的波動，嚴重的還會影響進入槽中的鹽水的質量。

結論

離子膜燒堿生產工藝的優化為的就是提高整個系統的穩定性和安全性，相信文章提出的建議能夠為這一領域相應的貢獻。

[1]劉自珍.我國離子膜法燒堿現狀分析與發展對策[J]氯堿工業,2007(11)：1-6.

[2]李樹霞,張莉,夏紅.離子膜燒堿控制系統國產化改造[J].中國氯堿,2009.

[3]高鎖成.鹽水二次精制工藝控制[J].中國氯堿,2008.

[4]蘇裕.離子膜法燒堿工藝各工序生產經驗 [J].氯堿工業2008,(10)：8-10.

[5]王剛,徐巖.離子膜和電解槽性能的主要影響因素[J].氯堿工業,2008,44(7)：17-18.