離子膜燒堿設(shè)備運行的故障與處理措施

摘 要:離子膜法制取燒堿以其節(jié)能，高效的特點，被看做是制堿行業(yè)的一次技術(shù)革命，快速取代了其他制堿方法，如水銀法和隔膜法。本文將通過闡述離子膜法的工業(yè)流程，著重分析設(shè)備運行中可能出現(xiàn)的故障和危害，并提出防止和改進措施。

關(guān)鍵詞:離子膜制堿法

中圖分類號:TQ114文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0068-01

離子膜制堿法是一個復(fù)雜的工藝過程，涉及很多的制作階段和大型的工業(yè)設(shè)備，也涉及一些危險地化學(xué)品，為保證工業(yè)過程的安全，以及提高經(jīng)濟效益，首先需要對整個工業(yè)流程有清晰的了解，找出關(guān)鍵過程和高危階段。

1 離子膜制堿水工藝的主要流程

1.1 制鹽水階段

高純凈度的鹽水是主要的原材料之一。為提高鹽水的純度，大致分為化鹽和提純兩個過程。化鹽過程主要是澄清粗飽和鹽水，用到的工具為拆流槽和澄清桶。提純過程首先是用板框過濾器過濾鹽水中的懸浮物和助濾劑;接著將通過離子交換樹脂塔除去鹽水中的雜質(zhì)離子，如鈣離子，鎂離子等。

1.2 電解制堿階段

將高處度鹽水導(dǎo)入電解槽電解。這個過程將產(chǎn)生堿液以及其它幾種氣體，包括氯氣和氫氣。同時，由于不會將所有鹽全部電解，將產(chǎn)生淡鹽水。所以電解制堿階段實際上可以分為電解階段，處理淡鹽水階段，氯氣處理階段，氫氣處理階段和尾氣處理。淡鹽水處理主要指通過脫氯塔和輔助藥劑除去鹽水中的氯氣，并將淡鹽水返回化鹽階段化鹽;氯氣處理主要指將濕氯氣干燥后，以氣體或液體的形式送往下游用戶，這其中用到的工業(yè)設(shè)備主要包括水洗冷卻塔，鈦冷卻器，填料器和泡罩器;用到的其它工業(yè)原料主要有濃硫酸。氫氣處理主要指通過水洗冷卻塔將氫氣冷卻后送往下游用戶或者高點排空。尾氣處理指處理在此過程中產(chǎn)生的有害氣體，保證排空氣體不含有氯氣。

1.3 制堿階段

制堿階段主要指將堿液提純以及制造干堿。這個過程中主要用到的設(shè)備為預(yù)熱器，蒸發(fā)器，分離器和成品冷卻器。

2 設(shè)備的運行故障與處理措施

在整個制堿流程中，用到很多大型的工業(yè)設(shè)備，每個階段中都涉及到不同的工業(yè)原料和操作流程，產(chǎn)生的故障和處理措施都不盡相同，主要包括如下內(nèi)容。

2.1 電解槽故障

電解槽是整個流程的主體裝備之一，其最多發(fā)的故障是電解槽泄漏。如果在早期發(fā)現(xiàn)，電解槽泄漏造成的危害較小;但是如果發(fā)現(xiàn)較晚，達到液體連地的時候，經(jīng)濟損失和危害程度都比較大。通過實踐研究發(fā)現(xiàn)，最容易發(fā)生此類故障的是電解槽后部的陽極墊片部位，由于被化學(xué)腐蝕，這一部位經(jīng)常有針孔漏點，如果不及時清除，很容易擊穿網(wǎng)片和造成網(wǎng)片涂層脫落。這其中的主要成因是陰陽極氣體壓力操作頻繁，極片不平整或者有網(wǎng)刺，也包括產(chǎn)品質(zhì)量問題，如墊片材質(zhì)差，軟硬度不均勻。對于這類故障的處置方法主要依靠仔細檢查產(chǎn)品質(zhì)量和做好維護工作，如要嚴格檢查 墊片的材質(zhì)，要求能夠達到在彈性范圍內(nèi)拉伸而不變形的程度;加涂柔性粘合劑;經(jīng)常檢查網(wǎng)片，注意平整;在操作時，嚴格控制氯氣，氫氣的壓力范圍。

電解槽容易發(fā)生的另外的一種泄漏故障是單槽入槽鹽水支管與主管連接法蘭處由于電腐蝕導(dǎo)致的泄漏。由于電解槽的鹽水輸入采用的是并聯(lián)輸入方式，從主管上的支管輸入，所以當(dāng)這種泄漏發(fā)生時，將使對地的正負極產(chǎn)生偏差，造成系統(tǒng)停車。這種情況的發(fā)生是由于主管法蘭的主要材料是鋼和聚四氟乙烯，用橡膠墊片來做管路支撐部位的絕緣材料，在高溫的長時間作用下絕緣作用失效，或管路有裂紋等缺陷導(dǎo)致漏電，使主管與支管的連接處發(fā)生電化學(xué)腐蝕。對于這種情況，應(yīng)該定期更換容易發(fā)生故障的絕緣橡膠墊片;在生產(chǎn)時，要經(jīng)常觀察電解槽對地的正負極偏差，及時處理異常情況。

2.2 鹽水二次精制設(shè)備

碳素管過濾器是鹽水二次精制過程中的一個主要設(shè)備，其主要作用是通過在碳素管表面涂一層纖維素，使鹽水在通過過濾器時，其中的懸浮物雜質(zhì)被過濾掉。由于在電解后的鹽水中存在大量的游離氯，這種游離氯具有強氧化性，會腐蝕碳顆粒，造成碳素過孔徑加大和強度降低;另一方面，如果使用時間過長，由于壓力和溫度變化，會使碳素管之間產(chǎn)生縫隙，大大降低原有的過濾作用。處理這種問題要從兩方面入手，首先要除去淡鹽水中的游離氯，具體的為改變脫氯方式，由通常的將氯氣洗滌塔循環(huán)的增量氯水直接送到淡鹽水貯藏罐改為用循環(huán)泵輸送到其他脫氯設(shè)施再次脫氯，防止碳素管被高氧化性的游離氯氧化。另一方面，要經(jīng)常檢查過濾器內(nèi)部，包括碳素管活動情況，以及固定螺母的松緊情況，保證碳素管的正常使用。

2.3 氯氣處理設(shè)備

液體循環(huán)式氯氣壓縮機是處理氯氣階段輸送干燥氯氣的主要設(shè)備。由于該設(shè)備采用濃硫酸做主要循環(huán)介質(zhì)，最常見的故障為機械密封泄漏和葉輪腐蝕損壞。這種故障的主要成因是由于干燥后的氯氣還含有一定水分，經(jīng)過長時間循環(huán)，這些水分會降低作為循環(huán)介質(zhì)的硫酸的濃度，隨著濃度降低，硫酸對金屬的腐蝕性增強，腐蝕葉輪結(jié)構(gòu);同時，由于氯水中的雜質(zhì)和系統(tǒng)中的雜質(zhì)不停的進入到氯壓機中，這些固體顆粒會使機械密封面的摩擦精度降低，導(dǎo)致泄漏。針對這種情況，首先要保持系統(tǒng)清潔，定期清除雜質(zhì);另外，要加強對循環(huán)介質(zhì)硫酸濃度的檢測頻率，提高檢測準確度，在達到濃度臨界值時，立即更換循環(huán)介質(zhì)硫酸。

2.4 冷水機組設(shè)備

生產(chǎn)中提供冷水的成套設(shè)備被成為冷水機組設(shè)備，主要包括壓縮機，冷凝機和蒸發(fā)器。冷凝機容易出現(xiàn)的故障有冷凝壓力超標，冷凝器列管堵塞和循環(huán)水量少。第一種故障的成因主要是機組充氟時帶入了空氣，其防治措施為添加氟利昂之前，檢測系統(tǒng)是否有泄漏，并且保證真空狀態(tài);后兩種問題的解決方法是增加例行檢查，主要檢查對象是冷凝器的列管和循環(huán)水路截止閥門。壓縮機容易發(fā)生的故障是排氣溫度高，這很可能是排氣閥門磨損或破裂導(dǎo)致的。解決辦法是組織人員維修，更換相應(yīng)的閥門。

3 結(jié)語

由于整個生產(chǎn)過程中，用到很多大型的生產(chǎn)設(shè)備，其運行故障表現(xiàn)通常比較簡單，但是原因非常復(fù)雜，受到生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量，使用年限和損壞程度的影響;同時，由于生產(chǎn)過程中有眾多的化學(xué)反應(yīng)，加之生產(chǎn)環(huán)境的綜合作用，很難簡單找出故障原因并及時解決。不僅如此，由于涉及到濃硫酸，氯氣等一些列的高腐蝕性化學(xué)品，使保障作業(yè)人員安全和生產(chǎn)安全，保證環(huán)境安全不受破壞都成為生產(chǎn)過程中不可忽視的挑戰(zhàn)，所以必須長期深入實踐，掌握常見的設(shè)備故障及其處理方法，才能保證生產(chǎn)的安全運行和經(jīng)濟效益的不斷提高。

參考文獻

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