氯碱生产过程
5页1、氯碱生产过程氯碱工业利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱(氢氧化钠)和氯气并副产氢气的生产过程过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序,其中主要工序是电解工业上采用隔膜电解法、水银电解法和离子膜电解法各法所采用的电解槽结构不同,因而其具体工艺流程及产品规格也有所不同当前应用较多的是隔膜电解法盐水精制 海盐、岩盐(或称矿盐)、湖盐等固体原盐(NaCl)都是生产氯气和烧碱的原料为使电解过程顺利进行并保证设备、操作的安全,无论采用哪种电解方法,原料都必须精制固体盐溶于水中所得的饱和盐水,或来自地下盐井的盐水,在60左右加入碳酸钠、氢氧化钠,使其与盐水中的钙、镁杂质反应生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀盐水中硫酸盐过高时,还需加入氯化钡(或碳酸钡)以生成硫酸钡沉淀各种沉淀物经过絮凝、澄清、过滤分离后,清盐水加入盐酸调节pH使之成为中性或微酸性,再通过精制的(或回收的)固体盐层重新饱和,并加热到6080,成为一次精制盐水,可供隔膜法或水银法使用有的盐水中含有铵离子或有机氮化合物,将在隔膜电槽内生成三氯化氮(NCl3),当氯气液化时,三氯化氮积累过多会引起爆炸,故应在饱和盐水中加入少量的次氯酸盐,使转变为可挥发的
2、一氯胺(H2NCl)精制盐水中含有1015ppm的有效氯,会使氨含量降低到1ppm的安全范围之内将一次精制盐水再经过滤和螯合树脂吸附,进行二次精制,控制钙、镁含量在0.05ppm以下,才能用于离子膜电槽电解 隔膜法(图1)、水银法(图2)、离子膜法(图3)的电解原理基本相同,即:食盐水溶液在直流电作用下,阴离子在阳极上发生氧化反应,阳离子在阴极上发生还原反应前者称为阳极过程,后者称为阴极过程阳极过程 在上述各种方法中,阳极过程的主要反应为氯离子被氧化成为氯气:2Cl-Cl2+2e-在25、0.1MPa的中性饱和食盐水溶液中,析氯反应的平衡电极电位为+1.33V它随氯化钠浓度和温度的降低而增大溶液中的水分子也可在阳极上氧化并生成氧气,成为与析氯反应相竞争的主要副反应:2H2OO2+4H+4e-或 4OH-O2+2H2O+4e-在上述条件下,析氧反应的平衡电极电位为+0.82V,所以,阳极上析氧反应比析氯反应容易进行由于电解槽在很大的电流下工作,偏离平衡条件很远,实际电极电位与平衡电极电位并不相等,其差值即为该电极反应在具体放电条件下的过电位有些相互竞争的反应,由于过电位的不同而改变实际的
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