背景及概述^[1-2]

燒堿是工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一種生產(chǎn)原料，因此，長期以來，世界各國均采取著多種多樣的制備工藝進(jìn)行燒堿的制備，以應(yīng)用于多種化學(xué)藥品的制造，鎢、鋁等金屬的煉制，以及塑料等材料的生產(chǎn)之中。在我國，最早使用的燒堿生產(chǎn)方法為隔膜電解法，后來改用具有吸附沉淀作用的隔膜電解槽進(jìn)行電解燒堿制取。

改革開放以后，我國積極從國外引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)改善國內(nèi)的燒堿制備工藝，特別是從日本引入了離子膜燒堿工藝，該工藝生產(chǎn)理念先進(jìn)，生產(chǎn)效率高，但生產(chǎn)過程復(fù)雜，目前已成為國內(nèi)燒堿制備過程中的核心工藝，并得到了不斷呢的完善與改進(jìn)。就燒堿產(chǎn)量而言，相比于世界其他各工業(yè)生產(chǎn)國，我國燒堿生產(chǎn)總量目前居于世界首位，然而在生產(chǎn)工藝水平方面，國內(nèi)的燒堿制備技術(shù)尚處于相對落后的地位。因此，在保證產(chǎn)量滿足生產(chǎn)需求的前提之下，國內(nèi)必須加大該領(lǐng)域的研發(fā)投入，不斷發(fā)掘新的生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)工藝水平，從而確保燒堿生產(chǎn)效率的不斷提升。

目前，國內(nèi)的離子膜燒堿工藝尚存在著一系列的問題，如原材料利用效率低，生產(chǎn)過程中部分安全隱患得不到很好的防控等。這便要求相關(guān)科研及生產(chǎn)技術(shù)人員深入研究生產(chǎn)過程中所暴露出的種種缺陷，同時(shí)不斷提升生產(chǎn)設(shè)備性能，從而保證生產(chǎn)平穩(wěn)、安全開展。同時(shí)，也應(yīng)盡量減少設(shè)備檢修頻率，避免人力、物力浪費(fèi)，合理控制生產(chǎn)原材料的規(guī)劃使用，從而提高燒堿工藝的生產(chǎn)效率。

制備^[2]

目前世界上所采用的絕大部分燒堿制備工藝均需要以電解食鹽水作為整個(gè)生產(chǎn)流程的核心部分，離子膜燒堿生產(chǎn)工藝亦是如此。該工藝概括而言主要由四個(gè)部分組成。首先為溶解水的配制即配水，隨后需進(jìn)行化鹽以及鹽水的精細(xì)配制，此后通過電解進(jìn)行鹽水電解，最后一步為淡鹽水脫氮，完成脫氮處理后即結(jié)束整個(gè)燒堿制備流程。

1)配水

在進(jìn)行電解的過程中，未經(jīng)處理的待電解鹽水并未達(dá)到相關(guān)指標(biāo)要求，特別是其硫酸根含量明顯超標(biāo)，因此需將硫酸根超標(biāo)的部分通過相關(guān)處理進(jìn)行脫除。待處理的淡鹽水通常由兩種主要成分構(gòu)成，其中一部分鹽水已接受自動(dòng)控制裝置的處理，另一部分為硫酸鋇沉淀后的上清液。此外，還有通過其他工序后重新回收所得的水，技術(shù)人員將對這部分水進(jìn)行按比例配置，然后重新進(jìn)行調(diào)和最終制成工業(yè)中所需要的鹽水類型。

2)化鹽及鹽水精制

化鹽水配置好后，將其調(diào)節(jié)到電離適應(yīng)的溫度，并將鹽水從電離池的底部逆流流入，逐步與原鹽接觸。加水過程同時(shí)緩慢加入適量的氫氧化鈉溶液，二者結(jié)合共同生產(chǎn)氫氧化鎂，故有機(jī)質(zhì)被分解，生成更小的分子。在混合器中被加壓后的粗鹽水首先被送入預(yù)處理器接受預(yù)處理，該步驟可以去除掉其中的懸浮物等雜質(zhì)。處理過后的鹽水再進(jìn)行第二輪的精制。二輪精制過程中，經(jīng)過預(yù)處理的鹽水被送入鰲合樹脂塔接受二次處理，該步驟可使鹽水中的各種離子含量達(dá)到相關(guān)電解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，隨后可進(jìn)行下一步的電解處理。

3)鹽水電解

經(jīng)過二次處理后的鹽水已達(dá)到了鹽水電解的指標(biāo)要求，并可被送入陽極室中接受電解，該電解步驟可將淡鹽水與氯氣分離，實(shí)現(xiàn)氯氣的處理。此后，淡鹽水進(jìn)入脫氯泵。電解過程中，需控制設(shè)備保持在較低的溫度之下，因此，需及時(shí)對陰極液進(jìn)行降溫處理，以確保電解過程順利進(jìn)行。

4)淡鹽水脫氯處理

經(jīng)上不電解后的淡鹽水隨已完成了脫氯處理，但其中仍含有較大量的游離氯，這些游離氯具有較強(qiáng)的腐蝕性，可能會對電解過程中的生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕破壞，導(dǎo)致設(shè)備損失。為此，必須進(jìn)行必要的脫氯處理，方能實(shí)現(xiàn)淡鹽水氯含量的控制。這一過程需使用的是還原性的試劑，如亞硫酸鈉。脫氯過程會產(chǎn)生大量的游離氯，若任意排放則會對環(huán)境造成污染，故必須注意氯的回收環(huán)節(jié)。回收后的氯氣可循環(huán)使用到離子膜燒堿工藝之中，為步鹽水處理所用。

主要參考資料

[1] 離子膜燒堿生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

[2] 離子膜燒堿生產(chǎn)工藝淺析