1氯堿工業(yè)綜述001

1.1氯堿工業(yè)基本情況001

1.2基本氯堿產品及性質002

1.2.1燒堿的性質與應用002

1.2.2氯的性質與應用002

1.2.3氫的性質與應用003

1.3中國氯堿工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀004

1.3.1燒堿產能和產量概況004

1.3.2行業(yè)布局概況004

1.3.3行業(yè)集中度概況005

1.3.4中國氯堿工業(yè)發(fā)展特點005

1.4氯堿工業(yè)的生產技術006

1.4.1氯堿早期生產方法006

1.4.2氯堿電解方法發(fā)展簡述006

1.4.3中國氯堿生產方法和技術007

參考文獻008



2鹽水系統(tǒng)009

2.1氯化鈉及氯化鈉水溶液009

2.1.1固體氯化鈉的性質009

2.1.2氯化鈉水溶液的性質009

2.1.3鹽的種類和生產010

2.1.4原鹽的運輸和儲存013

2.2飽和鹽水的制備015

2.2.1鹽水的制備過程015

2.2.2化鹽工藝015

2.2.3化鹽的工藝控制016

2.2.4化鹽設備017

2.3鹽水精制的原理019

2.3.1鹽水精制的目的019

2.3.2鹽水精制分類019

2.3.3鹽水中的雜質對電解生產的影響019

2.3.4鹽水中各雜質去除原理023

2.3.5固液分離精制分類027

2.3.6固液分離精制的工藝方法028

2.4傳統(tǒng)固液分離精制029

2.4.1傳統(tǒng)固液分離精制工藝流程簡述029

2.4.2一次鹽水控制指標030

2.4.3一次鹽水精制的工藝控制030

2.4.4傳統(tǒng)的鹽水固液分離032

2.5高分子膜鹽水精制工藝047

2.5.1高分子膜鹽水精制工藝概述047

2.5.2幾種典型的膜法鹽水精制工藝049

2.5.3膜法過濾工藝異常情況055

2.6陶瓷膜過濾精制057

2.6.1陶瓷膜精制工藝原理057

2.6.2陶瓷膜工藝流程概述058

2.6.3陶瓷膜鹽水精制工藝的特點058

2.6.4陶瓷膜鹽水精制工藝的注意事項059

2.6.5工藝及操作控制指標060

2.6.6陶瓷膜的結構060

2.6.7陶瓷膜過濾器選型原則062

2.6.8陶瓷膜過濾器開停車程序062

2.6.9陶瓷膜操作要點064

2.6.10主要故障處理065

2.7HW鹽水精制工藝067

2.7.1HW鹽水精制工藝簡介067

2.7.2HW鹽水精制的流程原理067

2.7.3HW工藝特點067

2.7.4HW工藝操作注意事項068

2.8鹽泥的洗滌、過濾和利用069

2.8.1鹽泥的洗滌069

2.8.2鹽泥的過濾069

2.8.3鹽泥的回收利用070

2.9鹽水的二次精制070

2.9.1鹽水的二次精制的目的070

2.9.2二次精制原理071

2.9.3螯合樹脂071

2.9.4鹽水二次精制工藝074

2.9.5鹽水二次精制的正常操作077

2.9.6鹽水二次精制的正常開車程序081

2.9.7鹽水二次精制的正常停車程序081

2.9.8樹脂塔的結構081

2.9.9樹脂塔操作過程中異常情況處理083

2.9.10螯合樹脂的交換能力084

2.10鹽水工藝技術對比085

2.10.1鹽水化鹽工藝技術085

2.10.2固液分離精制工藝對比086

2.10.3離子交換精制工藝對比086

參考文獻087



3隔膜法電解及燒堿蒸發(fā)系統(tǒng)088

3.1隔膜法電解088

3.1.1隔膜法電解概述088

3.1.2改性隔膜技術090

3.1.3活性陰極技術091

3.1.4擴張陽極 改性膜電槽技術092

3.1.5隔膜電解系統(tǒng)工藝流程093

3.2隔膜法燒堿蒸發(fā)095

3.2.1隔膜法燒堿蒸發(fā)概述095

3.2.2燒堿蒸發(fā)原理、操作條件及影響因素095

3.2.3三效順流蒸發(fā)工藝流程098

3.2.4三效四體順流蒸發(fā)工藝流程100

3.2.5三效逆流蒸發(fā)工藝 103

參考文獻104



4離子膜105

4.1離子膜概況105

4.1.1離子交換膜的定義、結構和分類105

4.1.2離子交換膜發(fā)展的歷史105

4.1.3氯堿離子膜的發(fā)展和現(xiàn)狀106

4.2氯堿離子膜結構、工作原理及性能109

4.2.1氯堿離子膜的結構109

4.2.2氯堿離子膜的工作原理112

4.2.3氯堿離子膜的性能及測試方法114

4.3氯堿離子交換膜的設計和操作要求121

4.3.1離子膜設計時考慮的因素121

4.3.2氯堿離子膜操作要求123

4.4離子膜實際使用規(guī)范132

4.4.1科慕公司離子膜使用規(guī)范132

4.4.2旭硝子系列離子膜使用規(guī)范133

4.4.3旭化成系列離子膜使用規(guī)范134

4.5國產氯堿離子膜的研發(fā)134

4.5.1國產氯堿離子膜的發(fā)展和現(xiàn)狀134

4.5.2國產氯堿離子膜的結構、組成135

4.6氯堿離子膜研發(fā)發(fā)展和未來發(fā)展改進空間143

4.6.1提高離子膜抗雜質污染能力144

4.6.2提高安全經濟運行堿濃度144

4.6.3提高離子膜安全經濟壽命144

參考文獻146



5離子膜電解原理148

5.1離子膜電解方法概述148

5.2離子膜電解148

5.2.1離子膜電解原理148

5.2.2食鹽水電解過程反應熱力學149

5.2.3平衡電極電位151

5.2.4離子膜電解槽主要化學反應153

5.2.5氧陰極電解技術154

5.3離子膜電解物料平衡155

5.4離子膜電解電流效率158

5.4.1電流及電流密度158

5.4.2電流效率159

5.5離子膜電解槽電壓161

5.5.1槽電壓的構成161

5.5.2影響槽電壓的主要因素162

5.6離子膜電槽運行特性163

5.7電解電耗164

5.7.1電解電耗的計算164

5.7.2影響電解電耗的主要因素164

5.8復極式離子膜槽的電流泄漏164

5.9離子膜電解槽輔助系統(tǒng)167

5.9.1概述167

5.9.2膜密封系統(tǒng)167

5.9.3液體供應分配及循環(huán)系統(tǒng)168

5.9.4電槽的電流分布169

5.9.5氣相壓力控制169

5.9.6開停車及保護170

5.10離子膜電解槽的電極170

5.10.1電極電位和電極退化170

5.10.2電極種類172

5.10.3彈性陰極與膜極距174

參考文獻175



6離子膜電解槽176

6.1離子膜電解槽歷史與現(xiàn)狀176

6.1.1單極槽與復極槽176

6.1.2自然循環(huán)與強制循環(huán)177

6.1.3單元槽有效電解面積177

6.1.4極間距的不斷減小178

6.2歷史上的幾種離子膜電解槽178

6.2.1單極式離子膜電解槽178

6.2.2復極式離子膜電解槽181

6.3現(xiàn)代離子膜電解槽系統(tǒng)184

6.3.1日本旭化成NCH型離子膜電解槽184

6.3.2藍星北化機復極式自然循環(huán)離子膜電解槽184

6.3.3蒂森克虜伯伍迪氯工程離子膜電解槽188

6.3.4英力士Bichlor復極式電解槽193

6.4各電解槽參數(shù)比較194

6.5離子膜電解槽最新技術發(fā)展194

6.5.1膜極距離子膜電解槽194

6.5.2氧陰極離子膜電解槽195

參考文獻196



7淡鹽水脫氯系統(tǒng)197

7.1概述197

7.1.1游離氯的產生197

7.1.2游離氯的危害性及利用199

7.1.3鹽水脫氯的方法200

7.2鹽水脫氯原理200

7.2.1淡鹽水中相關物質的化學性質200

7.2.2脫氯原理201

7.2.3脫氯工藝數(shù)據(jù)203

7.3鹽水脫氯工藝方法204

7.3.1真空法脫氯204

7.3.2空氣吹除法209

7.3.3化學法脫氯211

7.4氯酸鹽分解213

7.4.1概述213

7.4.2消除氯酸鹽的有效途徑214

7.4.3氯酸鹽分解原理214

7.4.4氯酸鹽濃度控制方法215

7.4.5氯酸鹽分解條件的確定215

7.4.6工藝流程及主要設備217

7.4.7操作要點及工藝控制指標218

7.4.8正常開停車219

7.4.9異常情況的原因及處理方法219

7.5蒸汽機械再壓縮（MVR）淡鹽水濃縮工藝220

7.5.1MVR技術原理220

7.5.2MVR的優(yōu)勢和特點220

7.5.3脫氯淡鹽水的特征221

7.5.4淡鹽水處理方案221

7.5.5MVR淡鹽水濃縮工藝過程221

7.5.6幾種淡鹽水處理全鹵制堿工藝經濟性對比225

參考文獻225



8鹽水硫酸根脫除系統(tǒng)226

8.1硫酸根的危害和脫除原理226

8.1.1硫酸根的性質與危害226

8.1.2硫酸根脫除原理和方法226

8.2氯化鋇法脫除硫酸根227

8.3碳酸鋇法脫除硫酸根227

8.4氯化鈣法脫除硫酸根228

8.5冷凍法脫除硫酸根229

8.6膜法脫除硫酸根229

8.6.1膜法除硫酸根工藝230

8.6.2操作要點及注意事項230

8.6.3膜法與冷凍法結合工藝技術231

8.6.4膜法除硫酸根設計實例232

8.6.5膜法除硫酸根的工藝流程232

8.7各種硫酸根去除方法綜合對比和能耗分析235

8.7.1各種除硫酸根方法綜合對比235

8.7.2能耗分析235

參考文獻236



9離子膜法堿蒸發(fā)和固堿237

9.1離子膜法堿液蒸發(fā)原理與特點237

9.1.1離子膜法堿液蒸發(fā)原理237

9.1.2離子膜法電解堿液蒸發(fā)特性239

9.2離子膜法堿液蒸發(fā)工藝245

9.2.1升膜蒸發(fā)245

9.2.2降膜蒸發(fā)250

9.3蒸發(fā)效間換熱和余熱利用256

9.3.1中間換熱256

9.3.2三效逆流工藝的蒸汽余熱利用256

9.4離子膜法固堿生產原理與特點257

9.4.1原理257

9.4.2離子膜固堿蒸發(fā)生產方法257

9.5鍋式蒸發(fā)固堿258

9.5.1鍋式蒸發(fā)原理258

9.5.2工藝流程259

9.5.3工藝操作條件259

9.5.4主要消耗定額260

9.5.5正常操作及故障處理260

9.6連續(xù)降膜濃縮固堿261

9.6.1生產原理261

9.6.2工藝流程262

9.6.3主要工藝控制指標263

9.6.4常見故障處理263

9.7閃蒸濃縮264

9.7.1生產原理264

9.7.2工藝流程264

9.8載熱熔鹽和燃料265

9.8.1載熱熔鹽265

9.8.2燃料267

9.8.3載熱鹽工作原理268

9.8.4載熱鹽性能曲線269

9.9固堿成型工藝270

9.9.1桶堿270

9.9.2片堿270

9.9.3粒堿271

9.10固堿主要設備273

9.10.1最終濃縮器273

9.10.2閃蒸濃縮器276

9.10.3熔鹽爐276

9.10.4片堿機277

9.10.5造粒裝置278

9.11蒸發(fā)技術發(fā)展279

9.11.1低能耗279

9.11.2高可靠性281

參考文獻283



10氯氫處理系統(tǒng)284

10.1氯氣處理284

10.1.1概述284

10.1.2工藝原理284

10.1.3濕氯氣的冷卻287

10.1.4氯氣干燥289

10.1.5稀硫酸的濃縮和循環(huán)利用292

10.1.6氯氣壓縮輸送293

10.1.7氯氣緊急處理系統(tǒng)298

10.2氫氣處理300

10.2.1概述300

10.2.2物料性質300

10.2.3氫氣的冷卻301

10.2.4氫氣壓縮輸送303

10.2.5氫氣干燥304

10.2.6各工藝比較305

10.2.7氫氣輸送安全305

參考文獻306



11氯化氫合成和純酸系統(tǒng)307

11.1概述307

11.1.1氯化氫性質、用途及在工業(yè)中的地位308

11.1.2工藝原理311

11.1.3氯化氫合成工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向313

11.2生產工藝方法314

11.2.1三合一爐法315

11.2.2二合一爐法321

11.2.3鐵合成爐及膜式吸收法332

11.2.4四合一合成爐法338

11.2.5鹽酸脫吸法342

11.2.6副產蒸汽式合成爐346

11.3高純酸348

11.3.1高純酸的質量要求348

11.3.2高純酸的生產工藝348

11.3.3高純酸的儲藏和輸送348

11.4三合一合成爐的自動控制與儀表系統(tǒng)349

11.4.1自動控制方案選擇349

11.4.2安全聯(lián)鎖352

11.4.3儀表選型和自動技術選擇353

11.4.4合成氯化氫比值控制和比值計算358

11.4.5儀表安裝和控制系統(tǒng)投運366

11.4.6氯氣、氫氣自動配比應用366

參考文獻369



12液氯和三氯化氮處理370

12.1概述370

12.1.1液氯生產的基本原理370

12.1.2溫度和壓力的關系370

12.1.3液化效率和傳熱370

12.2液氯生產工藝372

12.2.1低壓法工藝372

12.2.2中壓法工藝373

12.2.3高壓法工藝374

12.2.4工藝評述375

12.3液氯蒸發(fā)375

12.3.1概述375

12.3.2釜式蒸發(fā)器377

12.3.3盤管式蒸發(fā)器377

12.3.4列管式蒸發(fā)器378

12.3.5緩沖分離罐操作378

12.4液氯尾氣和三氯化氮的處理379

12.4.1三氯化氮的產生和危害379

12.4.2防止三氯化氮的累積380

12.4.3三氯化氮的處理382

12.4.4液氯尾氣的處理和次氯酸鈉382

12.5液氯的輸送、包裝和儲存382

12.5.1液氯的運輸382

12.5.2液氯的包裝384

12.5.3液氯的計量387

12.5.4液氯的儲運388

12.6液氯生產的安全389

12.6.1生產控制方法389

12.6.2液氯充裝390

12.6.3液氯鋼瓶的儲運391

12.6.4液氯槽車的儲運392

參考文獻393



13純水制備395

13.1概述395

13.2純水標準396

13.3原料水預處理396

13.3.1概述396

13.3.2機械雜質去除397

13.3.3結垢控制397

13.4純水制備工藝401

13.4.1離子交換工藝401

13.4.2電滲析工藝403

13.4.3反滲透工藝405

13.5純水制備設備406

13.5.1陰陽離子交換塔406

13.5.2電滲析器414

13.5.3反滲透器415

13.6純水制備工藝評述415

13.6.1離子交換工藝415

13.6.2電滲析工藝416

13.6.3反滲透工藝416

13.6.4組合工藝416

參考文獻417



14整流變電系統(tǒng)418

14.1總述418

14.1.1氯堿工藝對整流供電的技術要求418

14.1.2氯堿整流技術的發(fā)展和現(xiàn)狀419

14.1.3氯堿企業(yè)的供電電壓等級和系統(tǒng)接線方案421

14.1.4氯堿生產電負荷用電特點423

14.1.5氯堿整流技術指標與電解工藝條件參數(shù)的關系423

14.2氯堿整流電路與整流設備425

14.2.1常用整流電路連接形式425

14.2.2整流系統(tǒng)的主要設備426

14.2.3整流變壓器的技術特征427

14.2.4電化學用硅整流器428

14.2.5電解槽的極化整流器429

14.2.6整流裝置的監(jiān)控系統(tǒng)430

14.3氯堿整流裝置的設計選型433

14.3.1裝置的類別和結構形式433

14.3.2裝置基本電氣參數(shù)設計434

14.3.3整流柜與離子膜電解槽的接線及配置方式435

14.4整流裝置調試及運行監(jiān)控437

14.4.1整流與電解工藝DCS聯(lián)鎖保護的聯(lián)動調試437

14.4.2整流裝置運行操作程序438

參考文獻438



15儀表、控制和信息化系統(tǒng)439

15.1概述439

15.1.1氯堿自動化與信息化系統(tǒng)發(fā)展綜述439

15.1.2儀表系統(tǒng)439

15.1.3控制系統(tǒng)440

15.1.4信息化系統(tǒng)441

15.2燒堿裝置控制室設計原則441

15.3燒堿裝置中安全儀表系統(tǒng)(SIS/ESD)的應用443

15.3.1燒堿生產主要特點443

15.3.2燒堿生產安全控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及要求444

15.3.3燒堿過程安全儀表系統(tǒng)（SIS/ESD）的設計方案445

15.3.4燒堿SIS/ESD相關儀表的選型446

15.3.5離子膜電解主要聯(lián)鎖條件和動作447

15.3.6國內氯堿企業(yè)SIS/ESD使用情況及展望448

15.4現(xiàn)代氯堿先進控制及主要工藝控制系統(tǒng)449

15.4.1電解生產控制系統(tǒng)449

15.4.2氯氣壓縮機的喘振預報及最小能耗防喘振方案455

15.4.3鹽酸生產控制系統(tǒng)458

15.5氯堿企業(yè)安全管控一體化信息集成系統(tǒng)460

參考文獻463



16環(huán)保安全節(jié)能和總圖464

16.1概述464

16.2環(huán)境保護和循環(huán)經濟464

16.2.1環(huán)境保護的意義和目的464

16.2.2現(xiàn)代氯堿裝置污染源465

16.2.3污染源的治理措施468

16.2.4現(xiàn)代氯堿循環(huán)經濟472

16.3安全防護475

16.3.1安全防護的意義和目的475

16.3.2現(xiàn)代氯堿危害和危險源476

16.3.3危害和危險源的治理措施481

16.3.4職業(yè)病危害及其防護487

16.4節(jié)能496

16.4.1現(xiàn)代氯堿能源消耗和能流圖496

16.4.2節(jié)能潛力和技術496

16.4.3未來節(jié)能技術499

16.5總圖設計499

16.5.1總圖設計的意義和目的499

16.5.2總圖設計的基本原則和方法500

16.5.3現(xiàn)代氯堿總圖設計的特點和要求500

16.5.4影響總圖設計的因素以及解決對策502

16.5.5總圖設計在配電、建筑以及結構防腐蝕方面的特點和要求504

16.5.6典型氯堿總圖范例507

16.6環(huán)境友好和社會責任 509

16.6.1環(huán)境友好型氯堿企業(yè)的意義和目的510

16.6.2環(huán)境友好型氯堿企業(yè)的標準和原則510

16.6.3建設環(huán)境友好型氯堿企業(yè)的方法511

16.6.4現(xiàn)代氯堿企業(yè)的社會責任511

參考文獻512



17設備腐蝕與防護513

17.1概述513

17.1.1氯堿工業(yè)防腐蝕的重要意義513

17.1.2氯堿工業(yè)防腐蝕的特點513

17.1.3腐蝕的定義、本質和分類514

17.2氯堿腐蝕理論517

17.2.1食鹽水溶液對金屬的腐蝕517

17.2.2雜散電流的腐蝕521

17.2.3氯、次氯酸鹽對金屬的腐蝕523

17.2.4酸的腐蝕526

17.2.5燒堿的腐蝕528

17.3主要材料的腐蝕形態(tài)和防腐532

17.3.1鈦的縫隙腐蝕532

17.3.2提高鈦耐腐蝕能力的主要方法533

17.3.3奧氏體不銹鋼的應力腐蝕533

17.3.4非金屬的腐蝕535

17.4設備和管道腐蝕540

17.4.1鹽水系統(tǒng)設備與管道腐蝕540

17.4.2電解系統(tǒng)設備與管道腐蝕544

17.4.3鹽水脫氯系統(tǒng)設備和管道腐蝕547

17.5離子膜法燒堿裝置的防腐蝕547

17.5.1對防腐蝕的要求548

17.5.2材料的要求和選擇548

17.6蒸發(fā)與固堿設備腐蝕551

17.6.1蒸發(fā)設備552

17.6.2膜式法固堿設備554

參考文獻554



18氯堿分析555

18.1概述555

18.2氯堿生產分析方法555

18.2.1容量分析555

18.2.2質量分析555

18.2.3儀器分析556

18.2.4在線分析556

18.3原輔材料分析556

18.4中間控制分析556

18.4.1鹽水中氯化鈉測定556

18.4.2鹽水中次氯酸鈉測定557

18.4.3鹽水中硫酸根測定558

18.4.4鹽水中游離氯測定558

18.4.5鹽水中亞硫酸鈉測定559

18.4.6鹽水中鈣、鎂總量測定560

18.4.7鹽水中鈣測定560

18.4.8鹽水中氫氧化鈉和碳酸鈉測定561

18.4.9鹽水中懸浮固體物（SS）測定562

18.4.10鹽水中微量金屬離子測定562

18.4.11鹽水中無機銨測定563

18.4.12鹽水中總銨測定564

18.4.13鹽水中碘測定565

18.4.14鹽水中溴測定566

18.4.15鹽水中碘、溴測定（ICP法）567

18.4.16鹽水中有機物（總有機碳）測定（TOC法）567

18.4.17氯氣純度、氯內含氧、氯內含氫、氯化氫純度和氫氣純度測定（氣體分析法）568

18.4.18氯中含水量測定（電量法）568

18.4.19氯中三氯化氮測定（比色分析法）568

18.4.20氯內含氧、氫、氮、二氧化碳等雜質測定（氣相色譜法）570

18.4.21高純鹽酸總酸度測定570

18.4.22高純鹽酸中游離氯測定571

18.5產品分析571

18.6安全分析571

18.6.1概述571

18.6.2動火分析572

18.6.3氧含量分析574

18.6.4有毒氣體分析575

18.7環(huán)保分析576

18.7.1水和廢水懸浮物測定576

18.7.2水和廢水余氯測定577

18.7.3水和廢水氯化物測定579

18.7.4水和廢水化學需氧量測定581

18.7.5大氣環(huán)境中氯測定584

18.7.6大氣環(huán)境中氯化氫測定585

參考文獻587



附錄588

附錄1主要氯堿技術供應商名錄588

附錄2燒堿化學和最終產品的樹狀圖590

附錄3氯產品樹狀圖591

附錄4氫化學和最終產品樹狀圖592