文献综述---离子膜烧碱片碱工段概述.doc

专科毕业设计(论文)
文献综述
院(系): 生物与化学工程学院
专业: 应用化工技术
班级: 2009应用化工技术
学生姓名: 学号
2011年 12月 13 日
专科生毕业设计(论文)文献综述评价表
毕业设计(论文)题目
30吨/年离子膜烧碱片碱生产工段工艺设计
综述名称
离子膜烧碱片碱工段概述
评阅教师姓名
范文娟
职称
助教
评价项目
优
良
合格
不合格
综述结构
01
文献综述结构完整、符合格式规范
综述内容
02
能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果
03
文字通顺、精练、可读性和实用性强
04
反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等
参考文献
05
中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求,格式符合规范
06
围绕所选毕业设计(论文)题目搜集文献
成绩
综合评语:
评阅教师(签字):
年月日
文献综述:
离子膜烧碱片碱工段概述
1 烧碱的应用
烧碱即氢氧化钠,亦称苛性钠。烧碱的工业品有液体和固体,其中液体为不同含量的氢氧化钠水溶液;固体白色不透明,常制成片﹑棒﹑粒状,或熔融态以铁桶包装。
氢氧化钠吸湿性很强,易溶于水,溶解时强烈放热。水溶液呈强碱性,手感滑腻;也易溶于乙醇和甘油,不溶于丙酮。烧碱有强烈的腐蚀性,对皮肤、织物、纸张等侵蚀剧烈;易吸收空气中的二氧化碳变为碳酸钠;与酸起中和作用而生成盐[1]。
广泛用于化工﹑轻工﹑纺织﹑冶金及石油化工等部门。电解食盐水溶液生产烧碱的同时,可以联合产氯气和氢气,而氯气又可进一步加工成盐酸﹑聚氯乙烯﹑率溶剂﹑氯烃﹑农药等,这一工业部门通称为氯碱工业,它是现代电化学工业中规模最大的部门之一,在国民经济中占有相当重要的地位。设计内容主要包括生产工艺的确定和比较,物料衡算和能量衡算,设备的选型与设计和管道尺寸设计以及绘制带控制点的工艺流程图、车间设备的平面图[2]。
2工作原理

离子交换膜(IEM或IM)是对溶液中离子有选择性透过的高分子材料膜。氯碱电解槽选用的是阳离子交换膜,它能使阳离子()通过,而排斥带负电的阴离子()。不能透过离子交换膜,阴极室得到的是不含NaCl、高纯度的烧碱溶液。
离子交换膜法制碱的原理如图2-1所示[1]。
饱和精盐水进入阳极室,去离子水加入阴极室。导入直流电时,在阳极表面放电产生逸出,在阴极表面放电生成,通过离子膜由阳极室迁移到阴极室与结合成NaOH。通过调节加入阴极室的去离子水量,可得到一定浓度的烧碱溶液。
淡盐水
离子交换膜
图2-1 离子交换膜制碱原理
目前工业采用的离子交换膜有全氟磺酸型和全氟羧酸型阳离子交换树脂。对离子交换膜的工艺要求是:化学稳定性好,能够耐、和酸碱腐蚀;机械稳定性好,保持尺寸稳定和膜面平整阳离子选择透过性好,能透过和,阻止进入阴极室,对进入阳极室也起一定阻止作用;膜电阻低[3]。

本工序是借助于蒸汽,使电解液中的水部分蒸发,以浓缩氢氧化钠。工业上该过程都是在沸腾状态下进行的。由于电解液中含有NaOH、NaCl、NaClO等多种物质,所以溶液的沸点是随着蒸发过程中溶液浓度的提高而升高,同时也与蒸发的操作压力有关。
实验证明NaCl在NaOH水溶液中的溶解度随NaOH含量的增加而明显减少,随温度的升高而稍有增大的。
应当指出,在电解液蒸发的全过程中,烧碱溶液始终是一种被NaCl所饱和的水溶液。因而随着烧碱浓度的提高,NaCl便不断地从电解液中结晶出来,从而提高了碱液的纯度。
为了减少加热蒸汽的耗量,提高热能利用率,电解液蒸发常在多效蒸发装置中进行。随着效数的增加,单位质量的蒸汽所蒸发的水分也越多,蒸汽利用的经济程度自然越佳;但蒸发效数过多,其经济效益的增加也不明显,故本设计采用三效蒸发工艺。
3隔膜法电解工艺流程

二次精制盐水经盐水预热器升温后送往离子膜电解槽阳极室进行电解;纯水由电解槽底部进入阴极室。通入直流电后,在阳极室产生的氯气和流出的淡盐水经分离器分离后。湿氯气进入氯气总管,经氯气冷却器与精制盐水热交换后,进入氯气洗涤塔洗涤,然后送往氯气处理工序。从阳极室流出来的淡盐水,一部分补充到精制盐水中返回电解槽阳极室,另一部分进入淡盐水储槽,再送往氯酸盐分解槽,用高纯度盐酸进行分解。分解后的盐水回到淡盐水储槽,与未分解的淡盐水充分混合并调节pH值在2以下,送往脱氯塔脱氯,最后送到一次盐水工序重新制成饱和食盐水。

来自电解工序的电解液先进入计量槽,由泵送往碱液预热器,预热器中用来自蒸发器的冷凝水加热,既回收了热量,又降低了蒸汽的消耗。经预热后的电解液依次进入一效、二效、三效蒸