出版信息
現代氯鹼技術手冊
| 作者：劉國楨 主編 中國氯鹼工業協會 組織編寫 | |||
| 叢書名： | |||
| 出版日期：2018年9月 | 書號：978-7-122-32232-6 | ||
| 開本：16K 787×1092 1/16 | 裝幀：精 | 版次：1版1次 | 頁數：592頁 |
內容簡介
本書在概述食鹽電解制燒鹼、氯氣和氫氣的基本電化學理論、工藝和方法的基礎上，重點介紹了當前離子膜電解工藝的相關技術和裝置操作，涉及工藝過程中的鹽水製備、電解、蒸發和固鹼，氯氫處理，鹽酸合成，純水製備，整流變電，自控儀表和分析方法等內容，並對總圖規劃、環境保護和材料防腐做了有針對性的介紹。本書基本覆蓋了離子膜電解制燒鹼工藝設計生產的相關內容，反映了當代氯鹼工業的基本情況和最新進展。
本書可供化工行業特別是氯鹼領域的科技人員，以及相關院校化工類專業師生閱讀參考。
圖書目錄
1氯鹼工業綜述001
1.1氯鹼工業基本情況001
1.2基本氯鹼產品及性質002
1.2.1燒鹼的性質與套用002
1.2.2氯的性質與套用002
1.2.3氫的性質與套用003
1.3中國氯鹼工業發展現狀004
1.3.1燒鹼產能和產量概況004
1.3.2行業布局概況004
1.3.3行業集中度概況005
1.3.4中國氯鹼工業發展特點005
1.4氯鹼工業的生產技術006
1.4.1氯鹼早期生產方法006
1.4.2氯鹼電解方法發展簡述006
1.4.3中國氯鹼生產方法和技術007
參考文獻008
2鹽水系統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飽和鹽水的製備015
2.2.1鹽水的製備過程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鹽水精製的原理019
2.3.1鹽水精製的目的019
2.3.2鹽水精製分類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固液分離精製分類027
2.3.6固液分離精製的工藝方法028
2.4傳統固液分離精製029
2.4.1傳統固液分離精製工藝流程簡述029
2.4.2一次鹽水控制指標030
2.4.3一次鹽水精製的工藝控制030
2.4.4傳統的鹽水固液分離032
2.5高分子膜鹽水精製工藝047
2.5.1高分子膜鹽水精製工藝概述047
2.5.2幾種典型的膜法鹽水精製工藝049
2.5.3膜法過濾工藝異常情況055
2.6陶瓷膜過濾精製057
2.6.1陶瓷膜精製工藝原理057
2.6.2陶瓷膜工藝流程概述058
2.6.3陶瓷膜鹽水精製工藝的特點058
2.6.4陶瓷膜鹽水精製工藝的注意事項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式062
2.6.9陶瓷膜操作要點064
2.6.10主要故障處理065
2.7HW鹽水精製工藝067
2.7.1HW鹽水精製工藝簡介067
2.7.2HW鹽水精製的流程原理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鹽水的二次精製070
2.9.1鹽水的二次精製的目的070
2.9.2二次精製原理071
2.9.3螯合樹脂071
2.9.4鹽水二次精製工藝074
2.9.5鹽水二次精製的正常操作077
2.9.6鹽水二次精製的正常開車程式081
2.9.7鹽水二次精製的正常停車程式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固液分離精製工藝對比086
2.10.3離子交換精製工藝對比086
參考文獻087
3隔膜法電解及燒鹼蒸發系統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隔膜電解系統工藝流程093
3.2隔膜法燒鹼蒸發095
3.2.1隔膜法燒鹼蒸發概述095
3.2.2燒鹼蒸發原理、操作條件及影響因素095
3.2.3三效順流蒸發工藝流程098
3.2.4三效四體順流蒸發工藝流程100
3.2.5三效逆流蒸發工藝 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離子交換膜發展的歷史105
4.1.3氯鹼離子膜的發展和現狀106
4.2氯鹼離子膜結構、工作原理及性能109
4.2.1氯鹼離子膜的結構109
4.2.2氯鹼離子膜的工作原理112
4.2.3氯鹼離子膜的性能及測試方法114
4.3氯鹼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氯鹼離子膜操作要求123
4.4離子膜實際使用規範132
4.4.1科慕公司離子膜使用規範132
4.4.2旭硝子系列離子膜使用規範133
4.4.3旭化成系列離子膜使用規範134
4.5國產氯鹼離子膜的研發134
4.5.1國產氯鹼離子膜的發展和現狀134
4.5.2國產氯鹼離子膜的結構、組成135
4.6氯鹼離子膜研發發展和未來發展改進空間143
4.6.1提高離子膜抗雜質污染能力144
4.6.2提高安全經濟運行鹼濃度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167
5.9.1概述167
5.9.2膜密封系統167
5.9.3液體供應分配及循環系統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狀176
6.1.1單極槽與復極槽176
6.1.2自然循環與強制循環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現代離子膜電解槽系統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各電解槽參數比較194
6.5離子膜電解槽最新技術發展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脫氯工藝數據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的優勢和特點220
7.5.3脫氯淡鹽水的特徵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幾種淡鹽水處理全滷製鹼工藝經濟性對比225
參考文獻225
8鹽水硫酸根脫除系統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離子膜法鹼蒸發和固鹼237
9.1離子膜法鹼液蒸發原理與特點237
9.1.1離子膜法鹼液蒸發原理237
9.1.2離子膜法電解鹼液蒸發特性239
9.2離子膜法鹼液蒸發工藝245
9.2.1升膜蒸發245
9.2.2降膜蒸發250
9.3蒸發效間換熱和餘熱利用256
9.3.1中間換熱256
9.3.2三效逆流工藝的蒸汽餘熱利用256
9.4離子膜法固鹼生產原理與特點257
9.4.1原理257
9.4.2離子膜固鹼蒸發生產方法257
9.5鍋式蒸發固鹼258
9.5.1鍋式蒸發原理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連續降膜濃縮固鹼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固鹼成型工藝270
9.9.1桶鹼270
9.9.2片鹼270
9.9.3粒鹼271
9.10固鹼主要設備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片鹼機277
9.10.5造粒裝置278
9.11蒸發技術發展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氯氣乾燥289
10.1.5稀硫酸的濃縮和循環利用292
10.1.6氯氣壓縮輸送293
10.1.7氯氣緊急處理系統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氫氣乾燥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307
11.1概述307
11.1.1氯化氫性質、用途及在工業中的地位308
11.1.2工藝原理311
11.1.3氯化氫合成工藝現狀及發展方向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349
11.4.1自動控制方案選擇349
11.4.2安全聯鎖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投運366
11.4.6氯氣、氫氣自動配比套用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溫度和壓力的關係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375
12.3.1概述375
12.3.2釜式蒸發器377
12.3.3盤管式蒸發器377
12.3.4列管式蒸發器378
12.3.5緩衝分離罐操作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純水製備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純水製備工藝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純水製備設備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純水製備工藝評述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418
14.1總述418
14.1.1氯鹼工藝對整流供電的技術要求418
14.1.2氯鹼整流技術的發展和現狀419
14.1.3氯鹼企業的供電電壓等級和系統接線方案421
14.1.4氯鹼生產電負荷用電特點423
14.1.5氯鹼整流技術指標與電解工藝條件參數的關係423
14.2氯鹼整流電路與整流設備425
14.2.1常用整流電路連線形式425
14.2.2整流系統的主要設備426
14.2.3整流變壓器的技術特徵427
14.2.4電化學用矽整流器428
14.2.5電解槽的極化整流器429
14.2.6整流裝置的監控系統430
14.3氯鹼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裝置基本電氣參數設計434
14.3.3整流櫃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控437
14.4.1整流與電解工藝DCS聯鎖保護的聯動調試437
14.4.2整流裝置運行操作程式438
參考文獻438
15儀表、控制和信息化系統439
15.1概述439
15.1.1氯鹼自動化與信息化系統發展綜述439
15.1.2儀表系統439
15.1.3控制系統440
15.1.4信息化系統441
15.2燒鹼裝置控制室設計原則441
15.3燒鹼裝置中安全儀表系統(SIS/ESD)的套用443
15.3.1燒鹼生產主要特點443
15.3.2燒鹼生產安全控制系統現狀及要求444
15.3.3燒鹼過程安全儀表系統（SIS/ESD）的設計方案445
15.3.4燒鹼SIS/ESD相關儀表的選型446
15.3.5離子膜電解主要聯鎖條件和動作447
15.3.6國內氯鹼企業SIS/ESD使用情況及展望448
15.4現代氯鹼先進控制及主要工藝控制系統449
15.4.1電解生產控制系統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458
15.5氯鹼企業安全管控一體化信息集成系統460
參考文獻463
16環保全全節能和總圖464
16.1概述464
16.2環境保護和循環經濟464
16.2.1環境保護的意義和目的464
16.2.2現代氯鹼裝置污染源465
16.2.3污染源的治理措施468
16.2.4現代氯鹼循環經濟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現代氯鹼危害和危險源476
16.3.3危害和危險源的治理措施481
16.3.4職業病危害及其防護487
16.4節能496
16.4.1現代氯鹼能源消耗和能流圖496
16.4.2節能潛力和技術496
16.4.3未來節能技術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現代氯鹼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、建築以及結構防腐蝕方面的特點和要求504
16.5.6典型氯鹼總圖範例507
16.6環境友好和社會責任 509
16.6.1環境友好型氯鹼企業的意義和目的510
16.6.2環境友好型氯鹼企業的標準和原則510
16.6.3建設環境友好型氯鹼企業的方法511
16.6.4現代氯鹼企業的社會責任511
參考文獻512
17設備腐蝕與防護513
17.1概述513
17.1.1氯鹼工業防腐蝕的重要意義513
17.1.2氯鹼工業防腐蝕的特點513
17.1.3腐蝕的定義、本質和分類514
17.2氯鹼腐蝕理論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燒鹼的腐蝕528
17.3主要材料的腐蝕形態和防腐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奧氏體不鏽鋼的應力腐蝕533
17.3.4非金屬的腐蝕535
17.4設備和管道腐蝕540
17.4.1鹽水系統設備與管道腐蝕540
17.4.2電解系統設備與管道腐蝕544
17.4.3鹽水脫氯系統設備和管道腐蝕547
17.5離子膜法燒鹼裝置的防腐蝕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蒸發與固鹼設備腐蝕551
17.6.1蒸發設備552
17.6.2膜式法固鹼設備554
參考文獻554
18氯鹼分析555
18.1概述555
18.2氯鹼生產分析方法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線上分析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大氣環境中氯測定584
18.7.6大氣環境中氯化氫測定585
參考文獻587
附錄588
附錄1主要氯鹼技術供應商名錄588
附錄2燒鹼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
