烧碱是一种常见且重要的氯碱类产品, 其本质是氢氧化钠, 具有多种用途, 可以用于造纸、人造丝、棉制品、石油精制及机械工业等方面, 由于其在工业上的广泛应用和潜在的应用前景, 因此在我国的工业体系中占据重要位置。烧碱的产量和生产工艺在一定水平上反映了一个国家的工业生产水平, 随着我国多年的发展和重视, 我国的年烧碱总产量已经成为世界前列, 但是烧碱的生产工艺水平相对落后, 这给我国带来了巨大的资源浪费和环境污染。离子膜烧碱技术是目前先进的生产技术, 这也是我国在烧碱生产产业需要不断进行优化的重要技术。
1 我国的离子膜烧碱发展现状和存在的问题
离子膜烧碱技术是近些年主要的烧碱生产工艺, 到1997年全球的烧碱总量约30%是通过离子膜烧碱生产工艺进行生产的, 我国是从1986年开始从日本首次引进离子膜烧碱生产线, 随着生产的扩大和发展所需, 我国已经具备大规模进行离子膜烧碱生产的水平, 并成为烧碱产量最大和产能最大的国家, 但是我国广泛使用的离子膜烧碱技术具有诸多问题, 主要的是生产原料的浪费较大、生产工艺复杂、生产线具有一定的安全隐患等, 除此之外, 由于我国机械水平限制, 我国生产的离子膜烧碱生产设备多具有故障率高、系统不稳定等原因, 这对于生产效率和安全性等方面造成了较大的影响。因此, 我们需要针对这些问题进行离子膜烧碱生产工艺技术的改进和优化。
2 离子膜烧碱生产的过程
离子膜烧碱技术主要有配水、化盐、盐水静制、电解和淡盐水脱氯这几个过程。
在生产烧碱的电解过程中需要脱掉淡盐水中多余的硫酸根, 送入的淡盐水主要由自动控制装置调节的盐水和经过沉淀处理的储槽中的上清液。通过其他工序回收到的水, 调节所用的水和盐泥中排出的滤液, 经过一定比例的调和就形成了化盐水。
将合适温度的化盐水与原盐进行混合, 并加入氢氧化钠溶液用于沉淀镁离子。, 有机质分解为小分子。将混合器加压后的粗盐水注入预处理器, 盐水中的小分子物质沉淀去除。反应槽中的清盐水进行膜分离。合格的一次盐水用螯合树脂塔进行二次精制, 通过离子交换使得镁离子和钙离子的浓度达到标准后将二次盐水进行电解。
二次盐水进行阳极室进行电解, 得到的淡盐水被送入脱氯泵, 消除淡盐水中混有的游离氯, 脱氯之后合格的淡盐水送回一次盐水处进行配水和化盐过程。
3 离子膜烧碱生产工艺的优化
3.1 淡盐水脱氯系统优化:
由于在整个工艺生产过程中淡盐水脱氯需要使用多种添加剂, 这就会导致生产废液的排放量增多, 会造成能源的浪费和更大的污染, 我们可以针对淡盐水的脱氯系统进行优化。淡盐水脱氯保证了淡盐水的质量且缓解了对生产设备的腐蚀, 但是脱氯过程浪费了大量的原料, 也增加了一次盐水处理的氯化钡的使用。我们可以设计使原料经过脱氯塔后不进行亚硫酸钠处理, 重新设计淡盐水脱氯系统, 保证返回的二次淡盐水中含有规定量范围内的游离氯, 再进行一次盐水处理。但是这需要我们严格控制好游离氯的量, 游离氯偏少会使盐水中有机物无法除去, 偏多会对生产设备造成腐蚀并带来生产的安全隐患, 这就需要我们进行实验设计去验证最佳的游离氯控制标准。
3.2 优化一次盐水精制系统:
对监测、控制一次盐水的设备进行优化, 调整一次盐水精制系统的控制条件, 在压力和温度方面根据生产实际情况进行分析, 无必要就取消无关指标的检测, 但是需要注意虽然与生产效率无关, 但是与生产安全性有关。对于一些指标的检测需要添加, 如一次盐水的p H值的监测。对于盐水中游离氯含量需要进行科学的调整, 保证粗盐水中的游离氯量控制在一定范围。
3.3 温度控制:
温度的升高会在一定程度上降低原料盐水的粘稠度, 温度过高会增大膜的通透性, 也会使膜的衰减速度加快, 因此我们需要摸索出最佳的温度, 保证生产过程的高效运行。
4 结语
随着我国科学技术的不断发展, 以及我国整体工业化水平的提高, 离子膜烧碱行业的技术也得到了很大的提高, 由于我国是世界上最大的离子膜烧碱产量最大的国家, 因此具有丰富的离子膜烧碱生产经验, 在此基础上我国科技工作者不断的对离子膜烧碱生产工艺技术进行优化设计, 极大的提高了我国现有的离子膜烧碱生产工艺。未来我们还需要提高离子膜烧碱的行业占比, 提高自主研发能力, 争取早日掌握核心技术来推动我国离子膜烧碱生产工艺的提高, 进而推动整个工业化水平。
摘要：随着我国科学技术的提高和经济发展的加快, 我国在碱的生产方面已经成为世界上最大的生产国, 烧碱产量的大幅提高并不代表我国的烧碱工艺水平达到了世界先进水平。经过多年的发展, 我国的烧碱技术已经得到了很大的发展, 从初期的隔膜电解方法发展到最新的离子膜烧碱生产工艺, 但是我国现在的离子膜烧碱技术尚存在不少问题, 还需要我们不断的进行生产工艺的优化去提高我国的整体离子膜烧碱生产水平, 以解决资源浪费和提高社会生产力, 进而推动我国的工业水平和经济水平的快速发展。
关键词：离子膜烧碱,生产工艺,优化
参考文献
[1] 王志勇.离子膜烧碱生产工艺的优化, 桂林理工大学学报, 2011.
[2] 宁鹏.如何优化离子膜烧碱生产工艺相关探究, 中国石油和化工标准与质量, 2013.
[3] 张春霞.离子膜烧碱生产工艺的优化探讨, 黑龙江科技信息, 2014.