离子膜烧碱项目（氯碱）

产出：32% 液碱、氯气、氢气；配套可做液氯、盐酸、次氯酸钠、片碱 / 粒碱；工艺分为：盐水精制、电解、淡盐水脱氯、氯氢处理、碱液蒸发浓缩、三废处理、整流供电七大单元。

一、各单元工艺简述

1、盐水精制（决定离子膜寿命，最关键）

1）一次盐水：原盐化盐，加 NaOH、Na₂CO₃除去 Mg²⁺、Ca²⁺，经过预处理 + 膜过滤器（凯膜）除去悬浮物，得到一次精制盐水。

2）二次盐水：螯合树脂塔深度除二价阳离子，Ca+Mg≤20ppb，SS≤1ppm；铁、镍、碘等痕量杂质严格控制；树脂塔双塔切换运行、定期酸碱再生。

杂质超标直接造成离子膜污染、槽电压飙升、电流效率下降、膜提前报废。

2、电解单元（装置心脏）

设备：复极式 / 单极式离子膜电解槽；阳极钛基材钌铱涂层，阴极镍基材；全氟离子交换膜隔开阴阳极室。

操作条件：温度 85‑90℃，电流密度 3.0‑6.0kA/m²，槽电压 3.0‑3.3V；阳极进二次精盐水产出氯气 + 淡盐水；阴极进纯水产出 32% NaOH + 氢气。

配套：大功率整流装置，交流电转直流电；电解槽绝缘、接地严格要求，防止漏电腐蚀设备。

3、淡盐水脱氯

电解后淡盐水含游离氯，分化学脱氯（亚硫酸钠）+ 真空脱氯，脱氯合格后返回化盐循环；含氯废水去尾气吸收。

4、氯氢处理

1）氯气系统：湿氯气→钛冷却器冷却→水雾捕集→浓硫酸干燥→氯气压缩机→液氯工序 / 盐酸合成；湿氯气强腐蚀，几乎腐蚀普通金属，湿段大量使用钛材、FRP/PVC‑FRP；干燥后干氯气可用碳钢设备。

2）氢气系统：氢气冷却、洗涤、除雾，压缩后外送；氢气属于爆炸高危介质，系统微正压，严防负压进空气。

5、碱液蒸发（片碱 / 高浓度碱）

电解产出 32% 液碱；三效 / 四效逆流蒸发浓缩至 50%，再升膜蒸发制片碱、粒碱；高温浓碱工况，镍材、镍基合金为主，警惕碱脆（应力腐蚀开裂）。

6、三废处理

树脂塔再生酸碱废水、含氯废水、次氯酸钠废液；尾气用烧碱吸收制取次氯酸钠；盐泥固废处置。

二、关键设备清单

盐水工段：化盐池、预处理器、凯膜过滤器、螯合树脂塔、盐水换热器

电解工段：离子膜电解槽、整流器、阴阳极循环罐、氯氢分离器

脱氯工段：真空脱氯塔、脱氯换热器

氯氢处理：钛氯气冷却器、干燥塔（PVC‑FRP）、氯气压缩机、氢气压缩机、液氯储罐

蒸发固碱：降膜蒸发器、升膜蒸发装置、片碱机

公用：DCS、SIS 安全联锁、循环水、消防、尾气吸收塔

三、重点选材与腐蚀问题（工程重点，防腐保温）

氯碱介质腐蚀复杂：湿氯气、高温盐水、高温浓烧碱、盐酸、次氯酸钠，不同工段材质不能混用。

防腐保温注意点

湿氯气、含氯盐水设备管道严禁普通碳钢、304/316L；换热器优先钛换热器、碳化硅换热器；

高温浓碱管线设备，焊接后做消应力热处理，降低碱脆开裂风险；

氯氢管道法兰垫片选用 EPDM、PTFE 复合垫片；

氢气、氯气管道静电跨接接地；

碱罐、蒸发设备保温：碱液遇保温吸水会加速外部腐蚀，保护层必须密封防水，避免雨水渗入保温层。

四、常见故障与生产问题

1、电解系统

1）槽电压上涨、电流效率下降：盐水杂质超标（钙镁、铁、碘）离子膜污染；膜出现针孔、破损；单元槽密封泄漏。

2）单元槽泄漏：垫片老化；电解槽压紧力不均；热循环波动；膜起鼓破损。

3）氯中含氢超标（爆炸风险）：离子膜破损穿孔；操作负压，氢气窜入氯气系统，SIS 联锁要可靠。

2、盐水系统

1）螯合树脂中毒：盐水悬浮物高，树脂板结；树脂再生不到位，盐水指标超标连锁损坏电解膜。

2）过滤器堵塞压差升高，膜过滤元件损坏漏料，杂质进入二次盐水。

3、氯氢处理

1）湿氯气冷却器（钛）腐蚀泄漏：介质含溴碘杂质；钛材不适用含氟介质；

2）浓硫酸干燥塔腐蚀、填料损坏；

3）氢气系统负压，空气吸入，形成爆炸性混合气体，必须设置负压联锁。

4、蒸发固碱工段

1）蒸发器碱脆开裂；焊缝应力集中；

2）碱液结晶堵塞换热管，换热效率下降；清洗不能用硬机械刮管。

五、安全风险（氯碱高危）

爆炸风险：氯气‑氢气混合爆炸；氢气泄漏遇火源；液氯超压爆炸；装置必须 SIS 联锁：氯氢压差、氢气负压、氯中含氢超标联锁。

中毒腐蚀灼伤：氯气剧毒；烧碱强腐蚀；盐酸、次氯酸钠；现场洗眼器、喷淋、氯气检测报警。

电解槽直流触电风险，电解区域严格绝缘隔离。

液氯罐区重大危险源，围堰、事故氯吸收系统必须完好。

六、开车、运维要点

开车前：盐水系统冲洗干净，杜绝焊渣颗粒进入树脂塔、电解槽；电解槽严格做气密性试验。

升降负荷平稳，禁止大起大落，防止离子膜机械损伤；严格控制氯氢压差。

螯合树脂塔定期再生，严格监控二次盐水在线指标。

钛设备严禁接触氢氟酸；浓碱高温设备定期检测焊缝探伤，排查碱脆裂纹。

检修：电解槽置换、氮气吹扫，氯氢系统氧含量分析合格方可作业。