Tehniskā dizaina apsvērumi, materiālu bilances loģika, pakārtotā integrācija un drošības prasības mazām -mēroga hlora-sārmu iekārtām.
5 TPD NaOH rūpnīcai ir nepieciešama integrēta procesa projektēšana
5 TPD NaOH-ekvivalenta membrānas hlor-sārmu rūpnīca ir neliela-apjoma ķīmiskās ražošanas sistēma, taču tās inženiertehniskā konstrukcija ietver vairāk nekā vienkāršu elektrolizatora izvēli, kas spēj saražot 5 tonnas kaustiskās sodas dienā. Membrānas elektrolīze rada trīs primārās plūsmas vienlaikus: nātrija hidroksīdu, hloru un ūdeņradi. Tāpēc rūpnīca jāprojektē, ievērojot pilnīgu šo produktu materiālu līdzsvaru. Patēriņa iekārtai-NaOH var piegādāt tieši pakārtotajam procesam, savukārt radīto hloru un ūdeņradi var pārvērst sālsskābē un nātrija hipohlorītā atbilstoši vietnes faktiskajām patēriņa prasībām.
Pamata elektroķīmiskā reakcija:2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂
Materiālu līdzsvars nosaka hlora un ūdeņraža ietilpību
Izmantojot teorētisko stehiometrisko attiecību, 5 tonnu 100% NaOH ekvivalenta saražošana dienā atbilst aptuveni 4,43 tonnām hlora un 0,126 tonnām ūdeņraža dienā. Faktiskie ražošanas rādītāji mainīsies atkarībā no strāvas efektivitātes, elementa sprieguma, darbības apstākļiem, membrānas veiktspējas un procesa zudumiem. Šī attiecība ir kritiska, nosakot HCl sintēzes un nātrija hipohlorīta sekciju izmērus, jo pakārtotajam aprīkojumam jāspēj nepārtraukti patērēt elektrolizatoru radīto hloru.
Pirms aprīkojuma izvēles pircējam ir skaidri jādefinē, vai norādītā 5 TPD jauda attiecas uz 100% NaOH ekvivalentu, konkrētu NaOH šķīduma koncentrāciju vai citu ražošanas pamatu.
Membrānas elektrolīze ir galvenā ražošanas vienība
Membrānas elektrolīzes sekcija pārvērš attīrītu sālījumu kaustiskajā sodā, hlorā un ūdeņradi. Tipiska sistēma ietver sālījuma sagatavošanu un attīrīšanu, attīrīta sālījuma cirkulāciju, membrānas elektrolizatorus, līdzstrāvas taisngriežus, gāzu -šķidruma atdalīšanas iekārtas, kodīgu cirkulāciju un procesa instrumentus. Jonu -apmaiņas membrāna atdala anoda un katoda nodalījumus, vienlaikus ļaujot atlasītajiem joniem iziet cauri membrānai.
Kritiskās kvalitātes piezīme:Piemērotas sālījuma kvalitātes uzturēšana ir īpaši svarīga, jo kalcijs, magnijs un citi piemaisījumi var ietekmēt membrānas darbību un palielināt apkopes prasības. Līdz ar to sālījuma attīrīšanas sadaļa ir jāuzskata par hlora-sārmu rūpnīcas neatņemamu sastāvdaļu, nevis par palīgsistēmu.
Tuvumā{0}}nulles hlora uzglabāšana maina rūpnīcas konfigurāciju
Prasība pēc būtības nulles hlora uzglabāšanas būtiski ietekmē kopējo procesa izkārtojumu. Tā vietā, lai ražotu hloru ilgstošai-uzglabāšanai un vēlākai transportēšanai, elektrolizatora radītais hlors ir nepārtraukti jāvirza uz pakārtotajiem patēriņa punktiem. Šajā konfigurācijā iekārta var izmantot hloru HCl sintēzei un nātrija hipohlorīta ražošanai, vienlaikus samazinot hlora daudzumu.
Praktiskajam inženiertehniskajam projektam joprojām var būt nepieciešams ierobežots procesa aizturēšanas-apjoms, spiediena kontroles aprīkojums un ārkārtas palīdzības jauda, taču sistēma nav atkarīga no liela mēroga-hlora krātuves. Šī pieeja prasa ciešu koordināciju starp elektrolizatora jaudu un pakārtoto vienību tūlītējo hlora pieprasījumu.
HCl sintēze izmanto gan hloru, gan ūdeņradi
Sālsskābes sintēze nodrošina svarīgu ceļu membrānas elektrolīzes blakusproduktu-patērēšanai. Elektrolizatora radīto ūdeņradi un hloru var apvienot atbilstoši reakcijaiCl₂ + H₂ → 2HCl, kam seko absorbcija ūdenī, lai iegūtu sālsskābi vajadzīgajā koncentrācijā.
No integrētās rūpnīcas viedokļa šī kārtība ir pievilcīga, jo var izmantot gan hloru, gan ūdeņradi, nevis apstrādāt kā atsevišķas atkritumu plūsmas. Tomēr pirms HCl sintēzes, absorbcijas, dzesēšanas un cirkulācijas aprīkojuma izvēles ir jādefinē HCl ražošanas jauda, mērķa skābes koncentrācija, darbības apstākļi un pakārtotā patēriņa ātrums.
Nātrija hipohlorīts nodrošina otru hlora patēriņa ceļu
Nātrija hipohlorīta ražošana piedāvā vēl vienu metodi hlora patērēšanai tieši ražošanas vietā. Hlors reaģē ar atšķaidītu nātrija hidroksīdu, veidojot nātrija hipohlorītu, nātrija hlorīdu un ūdeni. Tā kā hlora -sārmu procesā jau rodas NaOH, daļu kaustiskās plūsmas var iedalīt NaOCl sadaļā saskaņā ar nepieciešamo produkta specifikāciju.
Šīs ierīces konstrukcija ir atkarīga no nepieciešamās NaOCl jaudas, pieejamās-hlora koncentrācijas, NaOH koncentrācijas, reakcijas temperatūras, dzesēšanas prasībām un produkta uzglabāšanas laika. Šie parametri ir jānorāda atsevišķi, nevis jāpieņem, ka NaOCl kapacitāti automātiski nosaka 5 TPD NaOH skaitlis.
Integrēts materiālu līdzsvars savieno visu iekārtu
Piemērotu procesa konfigurāciju var organizēt ap nepārtrauktu materiāla plūsmu: attīrīts sālījums nonāk membrānas elektrolizatoros, NaOH tiek nosūtīts patēriņam vai tālākai koncentrācijai, ūdeņradis tiek novirzīts uz HCl sintēzi, un hlors tiek sadalīts starp HCl sintēzi un nātrija hipohlorīta ražošanu.
Hlora piešķiršanai jābalstās uz faktisko pieprasījumu pēc HCl un NaOCl, nevis vienkārši palielinot jebkura produkta izlaidi. Procesa vadības sistēmai ir arī jākoordinē elektrolizators un pakārtotās vienības, lai HCl vai NaOCl pieprasījuma svārstības neradītu nekontrolētu hlora uzkrāšanos.
Hlora drošība ir jāiekļauj pamatkonstrukcijā
Gandrīz -nulles hlora-uzglabāšanas koncepcija nenozīmē, ka var likvidēt hlora drošības aprīkojumu. Normālas darbības laikā procesa cauruļvados, separatoros un pakārtotajās iekārtās joprojām būs hlora gāze. Tāpēc iekārtai būtu jāapsver hlora noteikšana, kontrolēta gāzes maršrutēšana, spiediena regulēšana, avārijas izslēgšana, ventilācija un ārkārtas hlora absorbcija vai tīrīšana.
Avārijas sistēma jāveido, pamatojoties uz ticamiem darbības un izslēgšanas scenārijiem, tostarp pakārtoto iekārtu atslēgšanos un parastā hlora patēriņa zudumu. Mērķis ir novērst, ka pārtraukums vienā pakārtotajā blokā nerada nedrošu stāvokli elektrolīzes sekcijā.
Iepirkuma specifikācijās ir jādefinē visa iekārta
Pirms tehniskā piedāvājuma sagatavošanas pircējam ir jānorāda nepieciešamā NaOH koncentrācija, HCl ražošanas jauda un koncentrācija, nātrija hipohlorīta jauda un pieejamā -hlora koncentrācija, darba stundas, gada darbības grafiks, sāls kvalitāte, ūdens kvalitāte, elektroapgāde, vietas apstākļi un pakārtotā patēriņa modelis.
Šie parametri ietekmē elektrolizatoru, sālsūdens attīrīšanas sistēmas, līdzstrāvas taisngrieža, gāzu atdalīšanas iekārtu, HCl sintēzes bloka, NaOCl reaktora, dzesēšanas sistēmas, produktu tvertņu un drošības sistēmu izmērus.
