引进4万吨%3d年离子膜烧碱技改工程项目可行性投资论证建议报告doc文档（52页）

第三篇产品方案及生产规模产品方案选择与比较化工厂现有烧碱生产规模万吨年，其中金属阳极隔膜法烧碱万吨年，石墨阳极隔膜法烧碱万吨年。

单就生产能力而言，虽然达到了定生产经济规模，但是由于生产装备落后，企业经济效益仍不够好。

成吨年石墨阳极电解装置电槽等主要设备和生产工艺技术均已非常陈旧，致使生产不仅成本能耗高，废水造成环境污染严重而且产品质量低，使用领域受到很大限制，满足不了用户需求。

为了迅速而彻底地改变生产技术落后状况，提高经济效益和社会效益，适应本地区用户对高纯度烧碱需求，淘汰石墨阳极隔膜法烧碱，改建离子膜法烧碱确属势在必行。

离子膜法烧碱是化工部九五七大工程之，计划在九五期间全面停止水银法烧碱生产，淘汰绝大部分石墨阳极法烧碱生产装置，大力发展离子膜法烧碱，至年离子膜法烧碱比重由占八五末发展到，发展以上液碱及以上固碱。

氯碱行业氯平衡产品，基于含氯耗氯精细化工产品，特别是附加值高有机氯产品，其市场前门广阔，应作主导发展产品。

淘汰万吨年石墨阳极烧碱改建万吨年离子膜法烧碱装置，主要原材料生产装置及公用工程配套能力基本持平，同时氯平衡维持不变，完全符合氯碱安全生产要求。

产品品种及生产规模离子膜烧碱装置能力液碱按计吨年联产氯气按计吨年卖给老厂，现有万吨年能力，实产不到万吨年，能力富余不需增加投资联产氢气按计吨年卖给老厂生产量液碱按计吨年产品规格及质量指标离子膜烧碱质量指标产品级别指标指标名称优级级合格Ⅰ型Ⅱ型Ⅰ型Ⅱ型氢氧化钠碳酸钠氯化钠二氧化铁氯化钙三氧化铝二氧化硅硫酸盐以计隔膜法液体烧碱指标生产方法级别指标指标名称隔膜法测定方法级二级氢氧化钠碳酸钠氯化钠三氧化二铁隔膜法固碱质量指标生产方法级别指标指标名称隔膜法测定方法级二级氢氧化钠碳酸钠氯化钠三氧化二铁离子膜法片碱质量指标配套氯产品品种与规模氯气平衡表序号产品名称产量耗氯量备注烧碱离子膜碱万氯气干耗氯产品合成盐酸液氯氯油次氯酸钠水合肼耗氯合计耗氯装置富余率为，符合化工部设计规范要求。

生产制度主生产装置岗位操作人员班次为四班三运转，成品贮运及包装等岗位可根据需要灵活安排班次，般为常日班。

年操作时间小时。

第四篇工艺技术方案生产工艺技术路线方案选择电解工艺技术路线选择烧碱生产方法分为苛化法电解法二种。

电解法制取烧碱，国内外可供选择生产方法有三种水银法隔膜法离子膜法。

苛化法受原料纯碱限制，国内外生产烧碱均以电解法为主。

水银法电解工艺汞害严重，逐渐被淘汰或更换。

隔膜法电解制烧碱，其产量直占我国总产量大部分。

但该法电解出来烧碱浓度低，并带有大量氯化钠，而值不能直接作产品使用，尚需经过蒸发浓缩除盐后可作为产品销售。

同时，因其含盐量高，只能用于般纺织造纸等工业，不能用于人造纤维等需要高纯碱工业。

离子膜制烧碱是当今世界上氯碱工业最新制碱技术。

离子膜电解槽制出碱液，具有浓度高含盐低质量高能耗少无汞害无石棉绒污染，成本低等特点，因此，离子膜法制烧碱工业已成为世界氯碱工业发展方向。

离子膜法制取烧碱与隔膜法，水银法比较其优点如下质量优生产高纯度烧碱，符合化纤用碱要求，离子膜碱氯化钠及氯酸盐含量远远低于隔膜碱，见表。

能耗低离子膜烧碱能耗比水银法隔膜法都低，可直接生产以上高纯碱，总能耗比隔膜法低左右，比水银法低，见表。

无公害水银法有汞害，隔膜法有石棉绒污染，如果是石墨阳极电解还有铅污染，而离子膜法电解制烧碱则无上述污染。

生产稳定离子膜法制烧碱，生产稳定性比隔膜法水银法都高。

而且可随电力负荷变化而调整其产量亦可适应较大电流负荷波动范围，而隔膜法生产只能在电力均衡条件下进行，否则产量与质量均难以保证。

占地少离子膜法电解装置占约为隔膜法或水银法半左右。

操作管理方便离子膜电解槽使用寿命长，运行安全可靠，生产运行稳定，装置自控水平高。

表隔膜碱与离子膜碱质量比较表指标项目隔膜法离子膜法表离子膜碱与水银碱隔膜碱每吨烧碱能耗比较折能耗生产方法离子膜法水银法隔膜法单位工业电动力电蒸汽折电总能耗综上所述，本着节约能源，降低消耗，减轻环境污染，提高企业竞争能力经济效益和社会效益原则，本工程以建设离子膜法装置为宜。

工艺流程说明本工程是以离子膜烧碱取代石墨阳极制碱，改造工作主要是在盐水精制和电解工序进行。

氯氢处理，蒸发及固碱工序均利用原装置，本报告不再介绍其生产工艺过程。

盐水次精制予处理来自化盐桶碱性饱和粗盐水经加入二氯化钡除去硫酸根后分部分加入次氯酸钠或未经脱氯淡盐水，在反应桶带搅拌中，控制粗盐水中游离氯为，破坏其中有机物。

之后泵送加压溶气罐，将压缩空气溶入其中经文丘里管在盐水中加三氯化铁絮凝剂之后进入予处理槽，将盐水中镁和固形物除去予处理槽浮泥和底流进入盐泥槽由现有盐泥处理装置处理，清液经折流槽，加入纯碱液再经反应桶带搅拌进入中间加料槽由泵送入戈尔膜过滤器。

戈尔膜过滤器其结构与管式过滤器相同。

其核心是薄膜滤芯，它是在支撑笼骨上复以彭体聚四氟乙烯膜复合层。

其滤芯具有极高化学稳定性和极低磨擦系数，滤膜薄而多孔，孔径小于微米，可实现低压过渡及低压反冲洗，滤液质量稳定。

戈尔膜过滤器实行脉冲式运行，过滤与反冲洗交替进行，循环往复，接近于连续运行。

滤渣累积到定量时从底部排入盐泥槽。

戈尔膜过滤装置设计为控制并可与系统通讯，操作方便运行可靠，滤液可直接送螯合树脂塔。

盐水二次精制经戈尔膜过滤器过滤后精盐水流入中间槽，泵送树脂塔加料槽。

在加料槽中加入亚硫酸钠除去盐水中游离氯和氯酸盐。

泵送经盐水加热器升至进入离子交换柱。

离子交换系统由三个也可以两个组成。

每个交换柱都具有交换能力，三个或两个交换柱串连运行。

树脂床充填以苯乙烯和二乙烯苯共聚物为骨架带氨基磷酸功能团螯合树脂。

该功能团能与许多金属离子形成络合物，其亲合力顺序为精盐水经布水器向上向下流经树脂床被螯合树脂纯化，经树脂处理后纯盐水经树脂捕集器后进入纯盐水贮槽。

离子交换树脂其交换能力有定限制，在达到树脂穿透点之间通常达交换容器，就必须再生处理以恢复其交换能力。

离子交换柱运行步骤通常为盐水倒空及置换。

纯水或纯水加空气反洗。

用再生。

纯水漂洗。

用转型。

纯盐水漂洗。

投入再使用。

通常每个交换柱小时再生次，再生之后串入流程后部运行。

再生用盐酸必须是食品级高纯盐酸，用去离子水在再生酸槽中配制为再生盐酸作次性使用，也有配制为浓度再生盐酸供多次使用。

再生用碱也必须是高纯碱。

用去离子水在再生碱槽中配制为再生碱，供次性使用。

再生废液排入地槽送出界区集中处理。

离子交换系统控制可采用式。

纯盐水贮存纯盐水是离子膜电解槽进料盐水。

有泵送电槽方式和高位槽供料两种。

后者供料压力恒定，并有足够贮存体积以应付突发事故，所造成系统停车。

籍重力自流置换电槽阳极室内被氯气饱和阳极液，并将氯气驱赶出电解槽以保护阳极涂层和离子交换膜。

用纯盐水泵将纯盐水由纯盐水槽经纯盐水加热器升到送入盐水进料高位槽从高位槽出来盐水用去离子水稀释至经电槽室盐水管送入电解槽阳极室。

膜电解来自高位槽纯盐水经每台电解槽盐水转子流量计计量后进入电槽阳极室，来自碱循环系统淡碱液经每台电解槽碱流量计计量后进入电槽阴极室。

在阴极同阳极之间用张离子交换膜分隔。

在电流作用下，阳极室氯离子在阳极上失去电子被氧化，生成氯气，从阳极上析出进入氯气总管。

而阴极室氢离子在阴极上获得电子被还原，生成氢气，从阴极上析出，进入氢气总管。

在电场作用丁钠离子以水合离子形式穿过离子交换膜进入阴极室，生成产品氢氧化钠从阴极液管排出。

由于膜选择性，氯离子无法透过膜进入阴极室。

故产品碱品质很高。

同样由于膜选择性氢氧根离子不能透过膜进入阳极室，故氯气纯度很高。

电槽室氯气总管控制压力为氢气总管控制压力为。

氯氢压差为由套压差控制仪自动调节。

电槽室总管氯气进入个氯气液封罐，液封罐液封压力为，当总管氯气压力超过该值时从总管逸出，排入事故氯处理系统。

电槽室总管氢气进入个氢气液封罐，液封罐液封压力为。

当总管氢气压力超过该值时，氢气从总管氯气压力超过该值时，氢气从总管逸出经液封罐上阻火器排入大气。

总管氯气经减压调节阀后减压至微负压送往氯处理工序，而总管氢气经减压调节阀减压至微正压，送往氢处理工序。

电解液循环碱液循环浓度为产品碱液由电槽室总管自流进碱循环槽，从碱液中逸出氢气从循环槽顶部排出，进入氢气总管。

碱液经烧碱循环泵分为两部份部分作为产品碱经产品碱冷却器冷却至送出界区另部分加入去离子水稀释至，经烧碱加热冷却器循环进入电解槽。

产品量同循环量比例为碱循环槽液位由仪表调节回流自动控制。

碱循环槽同电槽室内低压氮气管连通，避免循环槽内内因碱液过量排出形成负压吸入空气造成事故。

淡盐水循环电槽排出淡盐水浓度为溶有氯气并含有游离氯经电槽室内总管自流入淡盐水槽，逸出氯气进入氯气总管，淡盐水经淡盐水泵直接送入隔膜电解槽。

原材料及动力消耗离子膜碱消耗定额表以每吨计序号名称单位消耗量备注吨耗年耗按计高纯按计按计螯合树脂纯水离子膜直流电万动力电万氮气万亚硫酸钠片碱消耗定额表以每吨序号名称单位消耗量备注年吨年耗电量按计化学品包装袋个重油动力电循环水蒸汽主要设备选择盐水过滤目前用于盐水及精制过滤器有烧结碳素管过滤器和戈尔膜过滤器两种，据兄弟厂家介绍此两种过滤器投资相差不大，但烧结碳素管过滤器运行费用较高，因此，本工程拟采用上海戈尔公司戈尔膜过滤器，设备能力按万吨年能力选型，型号为。

螯合树脂塔目前，国内离子膜生产厂家使用国内南通南宝公司生产螯合树脂塔用户较多，效果较好。

按万吨年烧碱能力配备，规格为树脂填充高度。

材质为碳钢内衬钙镁橡胶。

其作用为进步清除盐水中有害杂质，是二级盐水精制关键设备。

运转好坏直接影响电解工序正常操作和离子膜及极板涂层寿命。

离子膜电槽电解槽是电解法制烧碱核心设备。

目前，世界上离子膜电解槽可分为单极式和复极式两种。

制造离子膜单极式电解槽公司有德国伍德公司日本旭硝子公司英国公司美国西方公司意大利迪诺拉公司制造复极式电解槽公司有日本旭化公司日本德山曹达公司德国伍德公司意大利迪诺拉公司美国西方公司等。

这两种槽型最本质区别在于复极槽之电极为复极，即阴阳极结合在起，供电回路是单元槽串联，而后每台槽并联，即所谓先串联后并，因此是高电压低电流电解槽。

单极式电解槽是阴解工序为甲类。

因此有没有定火灾危险性，所以在设计过程中要严格遵守规范规定，建立完善消防系统确保安全生产。

设计依据本工程消防依据下列规范和资料进行设计建筑设计防火规范建筑灭火器配置设计规范参照消防器材生产厂家样本说明书消防体系组成水消防系统水消防系统分为常规水消防系统和水喷雾灭火系统。

常规水消防系统由消防水源水泵室内外消火栓及相应管线阀门组成。

水喷雾灭火系统由高压水管线水雾喷头及相应阀门组成。

负责保护整流变压器。

移动式灭火器根据整个工程各处不同火灾危险类别，配置相应类型移动式灭火器具，用以扑灭小型初始火灾。

本消防体系机动力量依托老厂。

由上述三部分组成本工程消防体系。

水消耗由于本工程配台整流变压器，且单台油量均在吨以上。

按规范规定水喷雾灭