为什么扫CV的扫描过程中跳过的项目会有一段电流下降的过程

电池充电电源噪声的分析和解决思路 - EDN电子技术设计
设计电池供电的产品时,工程师需要保证电池在实际应用环境中的适用性。相关测试常采用专用电池测试设备,但有时工程师会转而采用标准的通用程控电源对电池充电,并用电子负载对电池放电。
设计电池供电的产品时,工程师需要保证电池在实际应用环境中的适用性。相关测试常采用专用电池测试设备,但有时工程师会转而采用标准的通用程控电源对电池充电,并用电子负载对电池放电。
这类在研发实验室中常见的标准电源构成的测试方案比专用电池测试设备更加灵活。这是因为可以对标准电源和电子负载进行编程控制,使其能够提供多种充放电配置,从而满足特定的不同应用需求。
首先来看将标准程控电源用于锂离子电池充、放电循环过程的充电阶段典型步骤(图 1 )。电源按照电池的规格设定充电电流大小,以恒定电流(CC)的工作方式开始充电。电池开始充电后,其内部电压会升高。随着充电过程持续,电池电压逐渐达到其开路电压。
图1:锂离子电池的典型充放电循环。
图中文字中英对照
在该点,电源将达到其程序设定的电压上限(可通过编程将上限值设为电池开路电压),然后其将进入恒定电压(CV)工作模式。进入 CV 模式后,电源对电池的输出电流开始下降,对电池的电压则保持恒定。
一般会希望充电电流低于设定的截止值时终止充电。比如说,在对汽车电池等大型电池充电时,可设最大充电电流为 20 A,截止电流为 50 mA。达到截止电流值后,电池可视为已充满,应停止充电,电池充放电循环进入下一阶段,通常会静置一段时间。
首先,要考虑使用何种设备测量电池充电电流。由于讨论的是大电流充电,使用电流计测量并不现实,因为最大电流值可能超过常见数字万用表(DMM)的电流量程。因此假设使用电源内置的电流测量功能来测量充电电流。稍后再来谈这个问题。
如上所述,要终止充电,需要测量电流值并将测量值与截止值进行对比。如果电流测量时有噪声干扰,将很难确定何时终止充电。与最大充电电流相比,截止电流阈值很低,这意味着需要在较大的动态范围内测量电流。因此,在较低电流环境下,噪声是个大问题。
回想一下刚才提到的大型电池充电的例子,该电池的充电电流值为 20 A,截止电流值为 50 mA。如果充电电流为 20 A 时噪声为 100 mA,则噪声会导致 0.5% 的测量误差,这也许可以容忍。但是,100 mA 的噪声会导致 50 mA 的截止电流难以测量,使得测试人员难以确定何时终止充电。
电流测量噪声源的分析
来看看测试环境(图 2)。这是一个很简单的测试环境,电源与需要充电的电池相连。常将电池视作含有串联内阻的理想电池。可使用专用电池测试设备或LCR 表通过交流电阻(ACR)测量获得内部电阻值。
图2: 充电电源对低内阻电池充电。
图中文字中英对照
大型电池的内阻多为数十毫欧姆,小型电池的内阻多为数百毫欧姆,而像纽扣电池这样更小的电池,内阻可能达到几个欧姆。但在本例中讨论的对象为大电流电池,因此设电池内阻为数十毫欧姆。
电池充电电源输出端存在电压噪声。量程10 V的电源输出噪声为10 mV峰峰值是很普遍的。图 3 描绘了电池和电源的简单模型,标明了阻抗和噪声源。频率低于 100 Hz 时,RPS_OUT 趋近 0 Ω。电源的输出电压噪声表现为与直流输出串联的交流电压源。该交流电压(即噪声)又表现为通过电池内部较低阻值的串联电阻的交流电流,根据欧姆定律:INOISE = VNOISE / (RPS_OUT + RCELL)。
图3: 连接好这个更复杂的充电电源模型,对低内阻电池进行充电。
电流测量结果中的噪声并非测量噪声。这种噪声实际上是真正的电流噪声,这是由电源输出电压噪声转换为电池内阻电流造成的。因为电池内阻很低,使用低噪声电源也会在电池中造成电流噪声。
改善截止电流的方法
如上述分析,电源测量充电截止电流的噪声来源于电源电压输出噪声,最简单的方法就是对测量结果求平均。通过几秒甚至一分钟的长积分时间电流测量,可以将交流分量过滤,通过这种方法可以获得稳定的直流电流值,然后再与截止阈值对比。
但如果电源本身不可设定电流测量积分时间怎么办?在这种情况下,可以进行多次测量,将测量值输入电脑求其平均值,并用平均值与截止电流对比。
图4: 电源对低内阻电池充电时,可添加电感器来降低噪声。
图中文字中英对照
另一种方法是将电感器与电池串联(图 4)。电感在低频下阻抗较低,高频下阻抗较高。根据欧姆定律,得到 INOISE = VNOISE/(ZPS_OUT + ZINDUCTOR + ZCELL),随着频率提高,ZINDUCTOR 逐渐增大,成为分母中的最大值。因此,随着频率升高,电流噪声(INOISE)逐渐降低。
因此,在高频下,电感将成为噪声的低通滤波器和衰减器。这种方法可以清除噪声,可以更好地确定是否达到直流截止电流。理想情况下,电感滤波器的截至频率可以做到10 Hz左右,大幅降低近直流电流的感应噪声电流。设充电电流为 20 A,电池串联电阻 10 mΩ,需要使用数百微亨的电感。
需要注意的是,这个电感需要能承受 20 A 的充电电流,因此不能采用小型表面贴装元件,可利用环形铁芯上缠绕线圈来制作合适的电感。
《电子技术设计》2016年7月刊版权所有,谢绝转载。21ic官方微信-->
怎么理解电容电压与电流相位相差90度?
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电容电压与电流相位相差90度?怎么理解这句话,比如RC串联电路中,电流处处相同,与电流相位相差90度的电容电压是指电容哪一端的电压,电容两端电压会同相吗?相频响应图为什么到一定频率相位差就发生了变化?
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电容建立电场需要时间,先要有电容内电荷移动。
不是指哪端电压,电压是个差分量,电流电压都是指电容两端的差值。
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看仿真结果,原理图(第一张图)
从频域看,电压幅度在Vin处是一条1V的直线,在Vout处是一条逐渐上升的曲线,这是由于电容阻抗造成的。电流则处处相等。
再看电压相位,Vin处电压相位始终为0,Vout处电压相位是一条57.8o逐渐下降的曲线(第二张图),
IC1的相位是从-122o下降曲线,IC1的相位是从57.8o下降曲线,这些数值是怎么来的?
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电容断电后两端电压不能突变但电流没有了,所有可以认为电流先于电压!
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不错 在线等
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建议lz去看看自动控制理论经典部分,一阶系统的频域响应。。没学过这个没法说。
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i=c*(d(Vin-Vout)/dt)
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昨天书上刚看到,2L、7L都是正确的,谢谢你们的答复。90度的原因就是cos和sin导数之间存在的数值关系。58度、122度还在研究中
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阻抗&&最直观
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电路原理都有的,求导就可以了
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电容电感的这种相位差
最直接的想法就是
电感&&是电流瞬间达到最大值 而电压在过一段时间后才能到达峰值
电容&&则相反
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有谁能用数学推导一下,似乎少不了那个虚数j吧
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楼主用的什么仿真软件?我还只会用最原始的EWB
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I=C*(d(Vint-Vout)/dt)
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假设有电容电极板上的电荷为Q,则有Q=CV
要t秒里,有△Q的电荷流入电容电极。这时的电流是,I=△Q/△t
在电容的电极板中,有△Q的电荷积蓄,因此。电极板间的电位差也就增加△V。所以△Q=C△V
根据以上所以有I=C△Q/△t
又因为△V/△t=V。ΨconsΨt&&注意V。=BSΨ
所以有I=V。ΨconsΨt=V。Ψsin(Ψt+П/2)/////与电压V=V。sinΨt相比。电流的相位就比电压的快了П/2
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示波器观察电压和电流随频率变化的波形,先弄明白到底什么是相位,再从微观的角度去理解相位产生的过程,最后,建模分析。
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学这种基本概念应该往祖坟里刨。
首先楼主的表述就不严谨,准备的说应该是:对电容而言,电压的正弦变化值与电流的正弦变化值之间的相位差是90度。
交流电路,你不要理解成电荷在回路流动。实际上电容极板左边到电源正极是一半边电路,电容右极板到电源负极是另一半电路。左边的电路中的电荷往返运动,右边的也往返运动。电容电压对应的是两极板电荷累积数目的差。
还记得电流的形成原理吗?为什么开关接通的瞬间1公里外那端就有了电流?并不是因为此处的电荷瞬间流动到一公里外,而是电磁波以光速的速度传播,所以瞬间1公里外就建立了电场。所以电流对应的是电场。所以在忽略电感阻碍的作用下,电流的相位正比于电磁场建立的速度,所以是0。
只有在正弦输入的情况下,两者相位差才正好为90度。
学习用公式扔给别人,总会让人觉得难以理解,就是因为没有重视机理分析。数学家克莱因说过,搞数学要重视直觉分析,就是把复杂的现象用生活中能直观感受的现象来解释。这样才学的透彻,一个公式推导出结果,然后“你看,结果就是这样!”是很不负责的。
“就是把复杂的现象用生活中能直观感受的现.
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&求教CV扫速和电流大小的问题
求教CV扫速和电流大小的问题
作者 yangyl571
我用纳米材料修饰电极测汞离子,在做扫速的时候发现,在不搅拌的情况下,峰电流随扫速的增大而减小了,请问这是怎么回事?在搅拌一段时间后,峰电流随扫速增大增大,但是线性不是很好,请问该怎么完善呢?
会不会是浓差极化存在的问题?一般来说扫速大了电流应该随着增长的,在没有搅拌的时候增加扫速电流下降会不会是你的体系里反应离子浓度低?
引用回帖:: Originally posted by yanbo1986 at
会不会是浓差极化存在的问题?一般来说扫速大了电流应该随着增长的,在没有搅拌的时候增加扫速电流下降会不会是你的体系里反应离子浓度低? 10微摩的汞离子,浓度应该不低了
LZ 确定每次做CV的时候溶液和电极状态都一样么
有可能在你扫了一次CV后 电极附近离子浓度有变化 导致第二次扫的时候电流降低
建议没次扫完都 搅拌溶液 并且把电极取出清洗。。。
引用回帖:: Originally posted by inkul at
LZ 确定每次做CV的时候溶液和电极状态都一样么
有可能在你扫了一次CV后 电极附近离子浓度有变化 导致第二次扫的时候电流降低
建议没次扫完都 搅拌溶液 并且把电极取出清洗。。。 我也尝试过的,但是线性不是很好。而且,做扫速没听过谁还搅拌的,
引用回帖:: Originally posted by yangyl571 at
我也尝试过的,但是线性不是很好。而且,做扫速没听过谁还搅拌的啊。 你在扫的时候又不搅拌
一般做完一个CV都会等下做下一个 让溶液离子扩散均匀
你搅拌只不过是加速这个过程啦
而且别人搅拌了也很少会在paper里写出来
引用回帖:: Originally posted by inkul at
你在扫的时候又不搅拌
一般做完一个CV都会等下做下一个 让溶液离子扩散均匀
你搅拌只不过是加速这个过程啦
而且别人搅拌了也很少会在paper里写出来 那好,我再试试,谢谢啊
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与700万科研达人随时交流共享单车进入检修现场,是进步还是落后?
你会有深深的不安感!
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过去一年,没有为企业作出应
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谁有离子膜烧碱工艺的工艺流程??
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本帖最后由 sunjl1981 于
20:57 编辑
谁有离子膜烧碱工艺的工艺流程??大概的就成,包括用那些设备,什么数据采样点,不用太技术的那种
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由二次盐水精制工序送来的精制盐水,通过盐水高位槽,进入电解槽的阳极液进料总管。其流量由每个电解槽的自调阀来控制,以保证阳极液的浓度达到规定值。进槽值由送入每台电解槽的直流电流进行串级控制。
浓度31%的高纯盐酸用来中和从阴极室通过离子膜渗透到阳极室的OH-离子,盐酸经过自动调节与阳极液一起送入阳极室。
精制盐水在阳极室中进行电解,产生氯气,同时NaCL浓度降低。电解槽进、出口之间的NaCL分解率为约50%。
每个阳极室都有两个挠性软管,一个连接进料总管,另一个连接出料总管。电解后产生的氯气和淡盐水混合物通过软管汇集排入阳极液总管,并在总管中进行气体和液体分离。
氯气在氯气总管中进行汇集后送入淡盐水储槽顶部。在此,氯气中的水分被分离并滴落,然后氯气被送往界外。氯气压力由自调阀控制。
淡盐水送入淡盐水储槽底部,然后用淡盐水循环泵一部分经液位自调控制送往脱氯工序;另一部分送往电解槽,进槽淡盐水流量由自动控制。
阴极液在阴极室电解产生氢气和烧碱,碱液进入阴极液循环槽,通过阴极液循环泵一部分经阴极液冷却器进入碱高位槽后,进入电槽,这部分电解液进槽前加纯水稀释,纯水量自调由直流电和碱串级控制;另一部分电解液经液位自调控制送入碱冷却器冷却至约45℃后送往碱储槽,然后送往罐区。
氢气在阴极液出口总管中分离,并在氢气主管线中进行汇集后,送到碱液循环槽顶部。氢气中的水分被分离并滴落,然后氢气送往界外。氢气压力由自调阀控制,与氯气压力串级控制,使氢气和氯气之间压差保持在设定范围内(5KPa)。
4.淡盐水脱氯工序
电解槽出来的淡盐水和氯氢处理来的氯水混合后,用31%的高纯盐酸将PH值调节到约1.5,送入脱氯塔的顶部。脱氯塔的压力为-70~75Kpa,由真空泵进行控制。脱氯塔出口处游离氯降低到50mg/L,脱出的氯气汇入氯气总管,也可送入废气吸收塔。
脱氯后的淡盐水先用NaOH把PH调到9~11,再将亚硫酸钠储槽中配制的浓度为10wt%的亚硫酸钠溶液用亚硫酸钠泵加入到淡盐水管道中,以彻底除去残余的游离氯。游离氯含量为0的脱氯盐水送回一次盐水工序化盐。
呵呵,楼主可能是外行,他需要的可能只是原理层面的东西。
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你可以给他提供几个链接
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第一章 主题内容与适用范围
1.本操作法规定了复极式自然循环电解槽生产液碱的原料和产品以及生产的基本原理、工艺流程、相关设备的操作方法及工艺控制指标等。
2.本操作法适用于离子膜电解工段的操作人员及有关的技术管理人员。
第二章 物料说明
一 产品说明& & & &
离子膜法制碱共生产三种产品:离子膜(液)碱、氯气和氢气。
1.离子膜(液)碱
离子膜(液)碱,即氢氧化钠水溶液,NaOH(分子量为39.997)含量为32±0.5%,比重1.307~1.317(85℃),无色透明,有滑腻感的液体,沸点:116℃,凝固点:1.2℃。属于低毒类物质,对皮肤、粘膜有强烈的刺激性和腐蚀性。浓的碱液会灼伤皮肤和肌肉,若吸入HaOH雾沫或较浓的蒸气,可使气管和肺部遭受严重的伤害,甚至发生肺炎,若溅入眼中,则可能会引起失明。
烧碱溶液能与多种物质反应,对动植物组织有强烈的腐蚀作用。
a. NaOH的强碱性,能使蓝紫色的石蕊变成蓝色,使无色的酚酞呈红色。
b.能与酸反应& && && && && &NaOH+HCL → NaCL+H2O
c.能与酸性氧化物反应& && & 2NaOH+CO2& &→&&Na2CO3+H2O
d.能与锡、锌等反应& && && &2AL+6NaOH → 2Na3ALO3+3H2↑
e.与硅化物的作用& && && &&&2NaOH+SiO2 → NaSiO3+H2O
烧碱主要用于轻工、纺织、医药、冶金、建材等工业部门。
离子交换膜法液碱质量标准
项目& & & & 优级& & & & 一级& & & & 合格& & & & 试验方法
& & & & & & & & Ⅰ型& & & & Ⅱ型& & & & Ⅰ型& & & & Ⅱ型& & & &
氢氧化钠& && &≥& & & & 32.0& & & & 32.0& & & & 29.0& & & & 32.0& & & & 29.0& & & & GB11213.1(甲法)
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & GB 4348.1(乙法)
碳酸钠& && &&&≤& & & & 0.04& & & & 0.06& & & & 0.06& & & & 0.06& & & & 0.06& & & & GB 7698(甲法)
氯化钠& && &&&≤& & & & 0.004& & & & 0.007& & & & 0.007& & & & 0.01& & & & 0.01& & & & GB 11213.2
三氧化二铁& & ≤& & & & 0.0003& & & & 0.0005& & & & 0.0005& & & & 0.0005& & & & 0.0005& & & & GB 4348.3
氯酸钠& && &&&≤& & & & 0.001& & & & 0.002& & & & 0.002& & & & 0.002& & & & 0.002& & & & GB 11200.1
氧化钙& && &&&≤& & & & 0.0001& & & & 0.0005& & & & 0.0005& & & & 0.001& & & & 0.001& & & & GB 11200.3
为黄绿色气体,有强烈的刺激性和窒息性,分子量70.91,比重3.214kg/m3(0℃,0.1MPa), 凝固点:-102℃(0.1MPa),沸点:-34.6℃(0.1MPa),常温时压缩至0.8~1.2MPa或常压下冷却到-35℃~-40℃即成黄绿色的液体。干燥的氯气在低温下不活波,但遇水时首先生成次氯酸和盐酸,能强烈腐蚀金属。氯气与氢气、乙炔、氨气、轻金属粉末等反应可着火、爆炸。吸入人体对呼吸道危害较大,严重时会出现呼吸困难,心律减缓,甚至死亡。
a.氯气与水反应& && &&&CL2+H2O → HCLO+HCL&&
& && && && && & HCLO → HCL+(O)↑
b.氯与氢反应& && && & CL2+H2O → 2HCL+184.45千焦
c.与金属的反应& && &&&3CL2+2Fe& &500-600℃&&2FeCL3
d.与有机物的反应& && &C6H6+3CL2& && && &光照& && && &&&C6H6CL6
氯气主要用于制造盐酸、漂白粉、漂粉精、液氯、次氯酸钠等工业产品。
无色、无味、无毒、无臭的轻质气体,标准状态下0.089克/升,难溶于水,沸点:-252.7℃(0.101MPa) ,凝固点:-259.2℃ (0.101 Pa),自燃点:510℃。常温下氢气化学性质稳定,点燃或加热情况下能与多种气体混合发生爆炸,与氧气混合的爆炸范围为4.65-93.3%,与空气混合的爆炸范围为4-80%,与氯气混合的爆炸范围为5-87.5%。
a.与氧气反应& && && & 2H2+O2& && &&&2H2O
b.与氯气反应& && && & H2+CL2& && &&&2HCL
c.与次钠反应& && && & HaCLO+2[H] →NaCL+H2O
氢气主要用于合成盐酸、合成氨,某些有机物中间体的加氢、硬化油脂、金属冶炼、切割、焊接金属及电子工业中半导体材料高纯硅的提纯等。
二 原料说明
离子膜液碱生产所需原料及主要辅助材料有饱和精盐水、盐酸、NaOH、纯水、亚硫酸钠等。
1.饱和盐水
透明、澄清液体。溶解的氯化钠浓度处于饱和或近饱和状态(NaCL浓度300~310g/L),相对密度:1.20~1.21(20℃),冰点:-17.7℃,沸点:107.27℃。不同温度下氯化钠在水中的溶解度见下表:
温度℃& & & & 溶解度& & & & 温度℃& & & & 溶解度
& & & & %& & & & g/l& & & & & & & & %& & & & g/l
-6& & & & 25.48& & & & 315.4& & & & 50& & & & 26.89& & & & 319.2
0& & & & 26.34& & & & 316.2& & & & 60& & & & 27.09& & & & 320.5
10& & & & 26.35& & & & 316.7& & & & 70& & & & 27.3& & & & 321.8
20& & & & 26.43& & & & 316.8& & & & 80& & & & 27.53& & & & 323.3
30& & & & 26.56& & & & 317.2& & & & 90& & & & 27.8& & & & 325.3
40& & & & 26.71& & & & 318.1& & & & 100& & & & 28.12& & & & 328
原料的技术要求:
NaCL& &305±5g/L ;& && &&&Ca+Mg≤10mg/L;
Fe≤0.05mg/L ;& && && && &SO42-≤5g/L;
PH值19-11;& && && && && &无游离氯 。
2.高纯盐酸
HCL(分子量:36.465)的水溶液,无色透明液体,如含有微量铁及其他杂质时,则呈淡黄色。沸点为87℃,冰点为-48℃,相对密度为1.158
(15℃ 31wt%)。高纯盐酸溶液呈强酸性,具有强酸的一切特性;有强烈的刺激性气味,对呼吸系统粘膜有害;能剧烈地溶解许多金属,并和金属氧化物等反应。
原料的技术要求:
HCL≥31wt%;& && && && & Ca+Mg≤0.5wtppm ;& && &&&
Fe≤0.3 wtppm;& && && & 蒸馏残渣≤25 wtppm;
游离氯≤5wtppm;& && && &操作温度:60±5℃;
操作PH值:9-11 。& &
无色、无味、无臭、透明的液体,密度:1kg/L,沸点:100℃,冰点:0℃。各种离子几乎全部除尽,呈中性。能与活泼金属作用,生成碱,并放出氢气。
原料的技术要求:
SiO2≤0.1& & 电导率≤2us/cm;& &&&Fe3+≤0.3 wtppm。
4.亚硫酸钠
分子式Na2SO3,分子量126.04。白色粉末,相对密度:2.633。易溶于水,水溶液呈碱性,难溶于乙醇。与空气接触易氧化成Na2SO4,高温下分解成硫化钠和硫酸钠。与强酸接触分解成相应的盐类并放出SO2。
三 中间产品及副产物说明
离子膜电解法中间产品有树脂塔过滤后的二次精盐水,副产物为淡盐水以及废氯生产的次钠。
1.二次精盐水
透明清澈的溶液,溶解的NaCL处于近饱和状态(300~310g/L),相对密度:1.197,凝固点:-24.47,沸点:107℃。
NaCL浓度&&305±5g/L
Ca+Mg& &&&≤0.02mg/L& && && && & Si& && && && & ≤2.3mg/L
Fe& && &&&≤0.02mg/L& && && && & Ni& && &&&≤0.01mg/L
AL& && & ≤0.02mg/L& && && && &&&I& && && &≤0.2mg/L
Ba& && && && && &≤0.1mg/L& && && && && &Sr& && &&&≤0.1mg/L&&
SO42-& && && &&&≤5g/L& && && && && && &无游离氯
固体悬浮物含量≤1mg/L& && && && &PH值:9-11
温度:60±5℃
相对密度为 1.13,温度约75~82℃,脱氯前PH值1~2之间,脱氯后PH值10~11之间,NaCL含量18.1-18.9%。
淡黄色透明液体,有效氯含量为8-10wt%,具有强烈的腐蚀性。
四、离子膜有毒有害物质特性及防护措施
(1)、特性:
分子式:HCl
分子量:36.46
主要成分:HCl 含量: 工业级 36%。
外观与性状: 无色或微黄色易挥发性液体,有刺鼻的气味。
pH:&7 (呈酸性)
熔点(℃): -114.8(纯HCl)
沸点(℃): 108.6(20%恒沸溶液)
相对密度(水=1): 1.20
相对蒸气密度(空气=1): 1.26
饱和蒸气压(kPa): 30.66(21℃)
溶解性: 与水混溶,溶于碱液。
(2)、主要危害:
具有强腐蚀性,溅落皮肤能引起灼伤,溅落眼睛,会对眼部组织造成腐蚀,导致失明或视力衰退。HCl气体对呼吸道有强烈刺激腐蚀作用,损害粘膜组织,引起化学性肺炎等。
(3)、防范措施:
操作人员在接触本品或巡检过程中,必须严格穿戴好劳动防护用品,包括穿好化工生产作业服,戴好防酸碱手套,佩戴防护眼镜(接触时必须戴防护面罩),戴防毒口罩等。
2.氢氧化钠
(1)、特性:
状态:烧碱有固体和液体两种状态。纯净的固体烧碱呈白色,纯净的液体烧碱呈无色透明状。
化学分子式:NaOH&&分子量:40.005&&重度(固体):2130Kg/m3
在熔融状态下,当温度为340—350℃时,其重度为 Kg/m3。
熔点:318.4℃& &沸点:1390℃。显色反应:能使石蕊试纸变成兰色,使无色的酚酞显红色。与酸发生中和反应生成盐和水: NaOH+HCL=NaCL+H2O
(2)、主要危害:
固体氢氧化钠溶于水时放出大量的热,对纤维和皮肤有强烈的刺激和腐蚀,烧碱溶液落在皮肤上,会引起皮肤表皮的灼伤,溅入眼中会引起失明或视力衰退,若吸入碱雾或浓度高的碱蒸汽可能使气管和肺部受到严重损害。
(3)、防范措施:
操作人员在接触本品或巡检过程中,必须严格穿戴好劳动防护用品,包括穿好化工生产作业服,戴好防酸碱手套,佩戴防护眼镜(接触时必须戴防护面罩),戴防毒口罩等。
3.次氯酸钠
分子式:NaCLO& &分子量:74.44
(1)、特性:
固体次氯酸钠为白色粉末,极为不稳定,受热后迅速自行分解,只有在碱性状态时比较稳定,故一般商品为碱性水溶液。工业品次氯酸钠是无色或淡黄色的液体,俗称漂白水,含有效率10-13%。次氯酸钠易溶于水,溶于水后生成烧碱及次氯酸,次氯酸再分解生成氯化氢和新生氧,新生氧的氧化能力很强,所以次氯酸钠也是强氧化剂。次氯酸钠易水解,故不宜久存,在碱度不低于2-3%的溶液中可储存10-15天,其稳定度受光、热及重金属离子和PH值的影响。
(2)、主要危害:
次氯酸钠溶液具有刺激性的腐蚀性的液体,溅落皮肤能引起灼伤,溅落眼睛,会对眼部组织造成腐蚀,导致失明或视力衰退
(3)、防范措施:
操作人员在接触本品或巡检过程中,必须严格穿戴好劳动防护用品,包括穿好化工生产作业服,戴好防酸碱手套,佩戴防护眼镜(接触时必须戴防护面罩),戴防毒口罩等。
(1)特性:
①颜色\气味\状态:通常情况下为有刺激性气味的黄绿色的气体。
②密度:比空气密度大
③易液化。熔沸点较低,压强为101kPa、温度为-34.6℃时易液化。液态氯为金黄色。如果将温度继续冷却到-101℃时,液氯变成固态氯。
④溶解性:易溶于有机溶剂,难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气,形成氯水,产生的次氯酸具有漂白性,可使蛋白质变质,且见光易分解。
(2)主要危害:
氯气是一种有毒气体,它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,生成次氯酸和盐酸,对上呼吸道黏膜造成有害的影响:次氯酸使组织受到强烈的氧化;盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀,使呼吸道黏膜浮肿,大量分泌黏液,造成呼吸困难,所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时,会发生肺水肿,使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。1L空气中最多可允许含氯气0.001毫克,超过这个量就会引起人体中毒。
液氯有强烈刺激性、腐蚀性和剧毒,吸入人体后能严重中毒,氯的性质很活泼,虽不自燃但可以助燃,在日光下与其它易燃气体混合后发生燃烧和爆炸,可以和大多数元素或化合物起反应。
& && &&&第三章&&应急防护处理措施和用品、用具配置
在离子膜电解装置生产系统中,可能发生化学品(盐酸、烧碱、次氯酸)管道和设备泄漏、腐蚀烧伤等事故,现场急救人员必须进行具体的防护和应急处理措施。
一、 事故的现场急救措施
1、 选择有利的地形设置急救点,并作好自身及伤员的个体防护,防止发生继发性损害。
2、 应至少2-3人为一组组成急救小组,以便相互照应:
(1)所有的救援器材必须齐全完好。
(2)受伤者呼吸困难时应给予输氧,呼吸停止应立即进行人工呼吸,心脏骤停立即进行心脏按摩。
3、 对于皮肤污染时,应立即脱去污染的衣物,用流动的水清洗,冲洗要及时、彻底,头面部灼伤要注意眼、耳、口、鼻的清洗,应采用特定的急救药品进行清洗;
4、经现场处理后的伤员视情况应迅速送至医院救治。
二、发生泄漏的应急处理措施
1、泄漏处理注意事项
(1)进入现场的人员必须配备个人防护器具。
(2)泄漏应急处理人员,必须配备相应的个人保护器具。
(3)应急处理时严禁单独行动,必要时用水枪掩护。
2、 泄漏源的控制
(1)在事故抢险领导小组的指令下进行,对于管线或阀门泄漏,可通过关闭有关阀门,停止作业或通过采取改变工艺流程、物料走副线、局部停车、打循环、减负荷运行等方法。
(2)容器发生泄漏后,应采用修补或堵塞裂口,制止化学品的进一步泄漏,对整个应急处理是非常关键的。能否成功进行堵漏取决于几个因素:接近泄漏点的危险程度;泄漏孔的尺寸;泄漏点处的实际或潜在的压力;泄漏物质的特性。
3、 泄漏物的处理方法
现场泄漏物如果是液体要及时进行覆盖、收容、稀释处理;如果是气体泄露要及时进行通风置换,使泄漏物得到安全可靠的处置,防止二次事故的发生。
注:应急处理并非是按部就班按以上顺序进行,而是根据实际情况尽可能同时进行,如危险化学品泄漏,应在报警的同时,尽可能切断泄漏源。
三、发生火灾的应急处理措施
1、扑救电器火灾注意事项
(1)当发生电器和电机火灾时切忌盲目扑灭火势,立即切断有关电器设备电源,然后用电器设备专用灭火器灭火,不得已时可用干沙灭火。
(2)灭火时必须注意自身安全,包括避免触电,避免自身受到伤害火势伤害。
2、 扑救火灾的方法
扑救火灾不可盲目行动,应针对每一类化学品选择正确的灭火剂和灭火方法。必要时采取堵漏或隔离措施,预防再次发生火灾的灾害,当火消灭以后,依然要派人监护,清理现场,消灭余火。
四、急救用品、用具配置
1.灭火器(干粉灭火器、消防水带、CO2灭火器)
2.防酸碱面具
3.防酸碱隔离服
4.防目镜或有机玻璃面罩
5.消防器材:斧、桶、钩、锹
6.急救器材:各式扳手、防酸碱橡胶垫等
7.急救药品:(2%硼酸液或软膏、2%碳酸氢钠液或软膏、糖浆)
8.应急现场生产冲洗水源、洗眼器
9.防毒面具、空气呼吸器
五、操作中的安全注意事项
1.严格执行操作规程。
2.劳保用品穿戴齐全。
3.严格执行单手操作。
4.电解厂房内严禁明火。
5.处理酸碱管道漏点时必须戴防护面罩。作业场所要备有冲洗源。
第四章 生产原理及重要工艺条件
一.生产原理
本厂离子膜电解工段分为四个工序,即盐水二次精制工序、电解工序、脱氯工序和除害工序,各工序生产原理如下:
1.盐水二次精制工序
通过离子交换除掉原盐水中的Ca2+、Mg2+等其它多价阳离子,使盐水符合离子膜工艺对盐水质量的要求。
离子交换树脂塔中的树脂是一种螯合树脂,其分子式为:RCH2NHCH2PO3Na2。。它的组分为具有活性离子交换基团的有机聚合物,并带有固定的负电荷。这些固定的负电荷和具有正电荷的离子有相对亲和力,当螯合树脂同含有Ca2+、Mg2+的盐水接触时,其中的Ca2+、Mg2+离子取代树脂中不稳定的钠离子,从而起到了精制盐水的目的。
其反应方程式为:
(RCH2NHCH2PO3Na2)2Na2 +Ca2+→(RCH2NHCH2PO3)2Ca+2Na+
螯合树脂吸附钙、镁离子后,失去交换能力,为恢复其能力,必须进行再生。再生时,首先用盐酸将树脂吸附的钙、镁等金属阳离子解离下来,然后再用NaOH溶液进行转型,使其转变成为具有交换能力的钠型,重复使用。
酸洗时反应方程式:
(RCH2NHCH2PO3Na)2Ca+4HCL→2(RCH2NHCH2PO3H2)CaCl2+2NaCl
碱洗时反应方程式:
2(RCH2NHCH2PO3H2)+4NaOH→(RCH2NHCH2PO3Na)2Na2+4Na2O
2.电解工序
将二次精制盐水电解生产NaOH、CL2和H2。
离子膜法制碱就是利用离子交换膜能让Na+等阳离子通过,而阻止CL-和OH-等阴离子通过的特性,将电解槽的阴极室和阳极室隔开制取烧碱、氯气和氢气。
主反应方程式: 阳极&&2Cl--2e→Cl2↑
& && && && && && && & 阴极&&2H2O+2e→H2↑+2OH-
& && && && && && && && && &电解
总反应方程式& &2NaCl+2H2O → 2NaOH+H2+Cl2↑
3.脱氯工序
电解后的淡盐水中含有的游离氯会对设备、管道、螯合树脂等造成损害及污染环境,因此要脱除淡盐水中的游离氯。
本工艺采用的是真空脱氯与化学脱氯相结合的方法,首先向淡盐水中加入盐酸,破坏氯在水中的溶解平衡,并保持一定的温度送到脱氯塔。在脱氯塔真空的作用下,淡盐水剧烈沸腾,水蒸汽与氯气一起出塔,经过冷却器冷却,将氯气和水蒸汽分开,然后向淡盐水中加入亚硫酸钠,进一步将残余的游离氯除去。
反应方程式:Cl2+H2O → HCl+HClO
& && && && &NaSO3+ NaClO→ NaCl+Na2SO4
4.除害工序
& & 将开停车以及发生事故时产生的低浓度的氯气用稀碱液(或稀碱液与次钠的混合物)溶液吸收,防止污染空气,同时制取次钠。
低浓度氯气在除害塔中与上部喷淋而下的稀碱液(或次钠与烧碱的混合液)逆流接触,氯气被混合液吸收生成次氯酸钠,尾气由引风机抽出排空,次钠与烧碱的混合液经冷却后循环使用,当其中的有效氯在8~10%时作为产品出售。
二.影响产品质量、收率、安全等重要工艺条件
1重要工艺条件
(1).操作电流
每台电解槽的最大运行电流为15.4Ka(5.7kA/m2),如果电流值超过了上限值,膜将被损坏。
(2).槽电压和槽电流之间的关系
在其它参数保持不变的情况下,槽电压和槽电流之间的关系如下:
E2=(E1-E0)×& && && &&&×& && && && && & +E0
E1:电流I1时的槽电压;& && & E2:标准电流I2时的槽电压(10.8KA);
E0: 常量(2.42v);& && && & T1:操作温度;
T2:标准温度(90℃)。
通常情况下,标准电流I2为10.8KA,标准温T(温度t2)为90℃,阴极液浓度32%时,E0约为2.42v。
(3).阳极液浓度
在离子交换膜电解中,由于膜中Na+比阳极液中Na+的迁移速度快。因此在膜表面和附近的Na+浓度比主体阳极液中小,需通过扩散供给足够的数量的Na+,当阳极液浓度降低时,膜表面或附近的Na+最终会降到零。
在一定电流下,阳极液浓度降到临界值以下时,电压的急剧上升且氯气纯度下降,膜上会产生水泡,另一方面当阳极液浓度超过设计值时,由于膜的收缩会造成操作电压上升。
(4)阴极液浓度
如果阴极液浓度超过34%,槽电压将会升高,在阴极液浓度为32%时,电流效率最高。
(5).电解液的流量
在电解过程中,电解槽中产生大量的氯气和氢气,高的气液比将导致电压升高,因此需要有足够的数量的电解液供给电解槽进行循环,及时将膜和电极表面的气体带走,同时使膜附近的电解液浓度保持均匀,避免膜产生水泡。
电解中产生的热量是通过Na+和水透过膜由阳极液传递给阴极液的,通过阴极液冷却装置来降低温度,因此必须有充分的电解液流量来去除去多余的热量,保持电解槽温度在一定水平上。
(6).阳极液的酸度
在电解过程中OH-通过膜的传递数不是绝对为零的,还有1-CE的OH-从阴极室反渗到阳极室,为了中和这部分OH-,需增加一定量的盐酸到阳极液中,阳极液酸度和PH值之间的关系,与阳极液的组成尤其是SO42-的含量有关。
本厂使用的离子交换膜是全氟羧酸膜和全氟磺酸膜的复合膜,在有-COONa存在下具有优良性能,如果羧酸基变成-COOH型,则丧失交换能力,因此必须使阳极液酸度低于一定值,特别是开停车时,电流密度低,这时透过交换膜的OH-量是很小的,必须严格控制酸度,减少盐酸加入量,使阳极液酸度与开动电流密度相对应。
在阳极的放电反应中Cl-和OH -离子相互竟争,放电后分别产生CL2和O2,如果阳极液酸度低,OH-浓度增高,增加了OH-放电的机会,使Cl2中O2的含量增加,即降低Cl2纯度,又影响电流效率。
如果酸度高于0.15 N,阳极液入口管的牺牲阳极会被破坏,膜上可能产生水泡,
电解过程中随着等于(1-CE)的OH-的迁移,阳极液的酸度将降低,根据供给和返回阳极液酸度的差别,可粗略计算电槽阳极效率:
CE=(1-& && && && && &)×100-2×& && && &&&-LC& &
& && && && && && && && && && && && &
CE:电流效率(%);& && && && & Ci:入口阳极液的酸度(N);
C0:出口阳极液酸度(N);& && & Q:阴极循环分流量(m2/h);
Qi:出口阴极液流量(0.77×Qi);&&Q0:出口阳极液流量(m2/h);
I:电槽的实际电流(KA);& && &&&N:单元槽个数;
CL:泄露电流比率(%)(0.39);&&O2/ Cl2:氯气含氧量(%)(0.45)。
实验表明:正压差可有效降低槽电压,负压差使槽电压升高,如果压差超过规定范围阳极将变形,反之,如果压差太小或产生负压差,在短时间内膜将与阴、阳极电极发生强烈摩擦而产生针孔,电解槽压差主要取决于出口总管CL2和H2之间的压差。
(8)电解槽温度
实验表明:一定温度范围内,随着温度的升高,槽电压逐渐降低。这是因为温度升高后,电解液和膜的电阻下降。实际操作中,温度在90℃时,电压达最低值;高于90℃时,由于增加了水的蒸发,导致电解液中气液比增大,造成槽电压升高。电解过程中,大多数热量由阴极液带走的,因而主要通过控制阴极液温度来控制电解槽的温度。
2.安全装置
为保证安全操作,在离子膜电解生产过程中安装了联锁装置。在电解槽上的安全装置中,最重要的是EDIZA-230、PICZA-216(226)、PDIZA-200。
(1)EDIZA-230
将电解槽的所有单元槽分成两部分,通过电桥检测两部分电压的变化并用电压表测量出来。电压表如果有明显变化,意味着电解槽处于不稳定状态;如果电压增加、短路、压力波动等,使电势差达到极限值,整流器EdIZA-230会自动跳闸,并且涉及到电解槽的电解动力直流电会自动停止。因为EDIZA-230是非正常运行的一个监视器,所以开车时特别要求将其解除联锁。
(2) Cl2总管和H2总管的压力
如果Cl2总管或H2总管的压力超过PICZA-216(217)或PICZA-226(227)上的高高位报警设定值,所有的整流器自动跳闸,并且所有电解槽的电解(直流)电源停止供电。
氯气和氢气之间的压差影响到阳极室和阴极室之间的压差,因此如果气体压差超过PDIZA-200上的设定值(高高或低低),所有电解槽的电解直流电源的通过联锁系统自动停止供电。
(3)电解槽供电系统的联锁
当一个整流器突然停止工作时,纯盐水的盐水供应阀(FCV-231)将保持正常流量,并且ZV-231自动切换到ZV-241,以保证阳极室中Cl2的消除,同时为了防止酸液对膜的腐蚀盐酸供应阀(FCV-221)关闭。
(4)接地继电器
电解槽的中心和地面有相同的电位,如果电解槽的某些部位不正常接地,电压表显示值波动,当波动范围超过特定范围时整流器停止。
第五章 工艺流程
一 、电解工序
1.阳极液部分
通过从高位槽(D-170)来的主管线送精盐水到每个电解槽的阳极入口总管。盐水通过总管上的软管进入阳极室中。
精盐水的流量由装在每个电解槽上的FICZA-231来控制。其中FICZA-231是与电解槽的直流电联锁控制的。
精盐水在阳极室被电解,同时产生氯气并且氯化钠浓度降低。
电解室里,氢氧根离子通过离子膜从阴极室迁移到阳极室中。盐酸不断地被供应到阳极室中以中和由阴极室反渗过来的氢氧根离子。盐酸流量由FICA-211 A-D来控制。
氯气和淡盐水的混合物通过软管流出进入出口总管,在那里进行气液分离。然后液体被送到阳极液循环槽D-260。经出口总管分离的氯气被收集后进入氯气总管并送到D-260的顶部。氯气的压力是通过D-260之后的PICZA-216控制。
同时,淡盐水从D-260排出并送到脱氯系统,其中一部淡盐水被加入到精盐水总管,用来防止钛管被腐蚀。
2.阴极液部分
阴极液通过高位槽D-273送至电解槽入口总管,经软管进入阴极室。为了调整阴极液浓度在规定值,须将纯水加入阴极液中,纯水流量由FICA-221来控制。阴极液冷却器E-273安装在P-274A/B和高位槽之间以冷却阴极液。进电解槽的阴极液温度由TICA-273控制,流量由FIZA-232控制。
阴极室电解产生的氢气和阴极电解液的混合物通过软管进入出口总管,经分离器后阴极液进入D-270,氢气进入氢气总管,送往氢气处理系统。氢气压力通过总管上的PICZA-226控制,PICZA-226与氯气压力控制器PICZA-216联锁,以保持氢气和氯气压差在控制范围内,同时产品碱进入阴极液槽D-270,并通过P-274A/B分别送往阴极液高位槽和烧碱中间槽,D-270的液位由LICZA-270控制。
二、盐水二次精制工序
来自盐水工段的一次盐水进入D-150,再由过滤盐水泵P-154A/B送往树脂塔,其中部分盐水经换热器E-153加热后回流到D-150,用以控制一次盐水温度在规定范围内,D-150的液位由LICA-150控制。
树脂塔共有三台,正常生产时,两台串联使用,一台线外再生,每24小时有一塔进行再生。
树脂再生步骤如下:
A、纯水冲洗
纯水经流量计FICA-162和KV-163阀从塔顶进入,从塔底经KV-166和KV-160-1阀将树脂塔盐水置换到回收盐水槽D-165。
纯水经流量计FICA-162、KV-160-3和KV-166阀从塔底进入塔内,对树脂进行返冲洗,并将破碎树脂从塔顶带出,经KV-167和树脂捕集器Z-164后排出入废盐水槽D-165中。
C、HCL再生
高纯盐酸经KV-169-1和KV-169-2后同经流量计FICA-162来的纯水混合,将酸稀释后经KV-163阀从塔顶输送到塔内再生树脂。从塔底经KV-166和KV-160-2阀排放到D-166。
纯水经流量计FICA-162和KV-163阀从塔顶加入,从塔底经KV-166阀和KV-160-2将树脂塔废液置换到D-166中。
E、NaOH再生
NaOH经KV-168阀同经流量计FICA-162来的纯水混合,将碱烯释后经KV-163从塔顶输送到塔内再生树脂,从塔底经KV-166和KV-160-2阀排入D-166。
纯水经流量计FICA-162和KV-163阀从塔顶加入,从塔底经KV-166阀和KV-160-2废液置换到D-166。
H、盐水置换
盐水经KV-162和KV-166阀从塔顶加入塔内置换走塔内的水,从塔底经KV-167阀和树脂捕集器Z-164后排入D-165。
三、淡盐水脱氯
由P-264来的淡盐水中先加入适量盐酸调节PH值(1.3)后,送往脱氯塔T-310,其中一小部分淡盐水经E-312冷却后送至PHIT-312检测PH值,盐酸加入量由PHICA-312和PHCV-312联锁控制。
淡盐水进入T-310后急剧沸腾,水蒸气携带氯气进入脱氯塔冷却器E-310,水蒸气经冷却后去阳极液放净槽D-280,氯气经真空喷射泵Z-319 出口送入喷射泵冷却器E-319,冷却后,氯气送入氯气总管,氯水送入D-280。
出T-310的淡盐水用碱液调节PH值在10-11之间,然后加入亚硫酸钠溶液,除去残余的游离氯。然后由脱氯淡盐水泵送至一次盐水工段。其中一小部分淡盐水经E-314冷却后送至PHICA-314和OIA-314检测PH值和游离氯。上述碱液的加入量由PHCV-314和PHICA-314联锁控制,T-310的液位由LICZA-310控制。
四、除害工序
由电解槽来的低浓度氯气从除害塔T-0101底部进入。在塔中与塔顶留下的碱液(或碱液与次钠的混合液)逆流接触吸收氯气后,尾气由引风机C-0101抽出排空,混合液进入循环槽V-0101A/B。V-0101A/B中的混合液由循环泵P-0101 A/B经冷却器E-0101冷却后送至T-0101顶部继续使用,直至次钠浓度达到规定值后,由循环泵P-0101 A/B送往界区外。其中循环槽的液位由LG-101和 LG-102控制,循环液的温度由T-101控制。
第六章 岗位操作法
一 、开车前的准备工作
1 联系下列工序
(1).联系调度;
(2).联系主控室。
(3).联系一次盐水工序。
(4).联系电解工序。
(5).联系氯氢处理部分。
(6) .联系公用工程部分。
2 确认下列项目
(1).所有要加入的化学品准备就绪。
1).Na2SO3溶液;&&2). NaOH溶液;&&3). HCL溶液;&&4).纯水
(2).所有公用工程供应准备就绪。
(3). 一次盐水精制部分的操作准备就绪。
(4). 过滤盐水槽(D-150)液位在LICA-150上显示大约为90%。
(5)..氯吸收系统(NaCLO)正在运行。
(6). 精盐水高位槽(D-170)已准备接收盐水。
& & (7). 所有工序的阀门开关无误。
(8).仪表、电气等方面检查无误。
(9).本工段的管路和设备检查没问题。
(10).一次盐水已经预热至工艺要求温度(60±5℃)。
二 、树脂塔工序
过滤盐水槽(D-150)接收过滤盐水后,当盐水液位升高至90%时,过滤盐水必须送到离子交换树脂塔。在D-170开始接收盐水前,必须确认氯气能送到除害工序,确认离子交换树脂塔(T-160A/B/C)做好开车准备。同时确认电槽所有阀门开关已检查无误。
1 开启离子交换塔(T-160A/B/C)
当在D-150中的液位达到确定的值,过滤盐水可以通过离子交换树脂塔送到盐水高位槽(D-170),步骤如下:
(1).关闭所有FICZA-231的截止阀,并关闭由电解槽去往淡盐水槽的盐水管线上的旁通阀“85”
(2).把LICA-170置于手动状态,设定MV值为0%(完全关闭)。并且把LICA-170的SV值设置为设定值(其操作仍为手动状态)。
(3).打开(D-150)槽的循环阀。
(4).开启过滤盐水泵(P-154)并保持排出阀关闭。
(5).慢慢打开排出阀,通往罐的循环阀调节排出压力到设定值。
(6).打开LCV-170的截止阀。
(7).用手动方式慢慢将LCV-170从0%开到35%。
(8).当LICV-170的PV值达到设定值时,置于自动状态。
2 正常运行中的操作
(1).在线塔的操作
1).检测多价阳离子
a.每8小时取第一个塔出口盐水进行Ca2+的定性分析。
b.确定盐水中无Ca2+。
c.每24小时定量分析第二塔出口盐水(正好在塔切换之前)。
d.确定盐水中的多价阳离子比规定值低。
2).检查PH值
a.每8小时,从第二塔出口取样。
b.检查PH值是否在规定范围内。(PH:10-11)
3).检查盐水进口压力和压差。
a.检查PI-154A/B输送压力。
b.每4小时检测通过塔的压差(PI-160A/B/C)
c. 如果压差超过规定值,应根据情况进行手动倒塔。
(2).离子交换塔的再生
1).再生前检查项目
a.HCL管线就绪
b.NaOH管线就绪
c.纯水管线就绪。FICA-162设定在串级模式上。
d.排出管线准备就绪。
e.盐水置换管线准备就绪。
2).再生过程的检查要点
a.检查再生是否按照正确的顺序进行。
b.检查化学品、纯水和盐水流量是否正常。
c.在水洗Ⅱ和水洗Ⅲ开始以后,检查废液的酸度和碱度。
如果酸、碱度比设定值低,把操作模式切换到“手动”重新进行HCL和/或NaOH再生。
d.再生以后测定树脂层高度,如果比设定值低,则按要求添加树脂。
e.在盐水注入完成以前,检测再生树脂塔出口废液中的钙含量。如果检测到Ca2+,则参考“5.异常情况处理”进行操作。
3 树脂塔控制系统操作
离子交换树脂塔(T-160A/B/C)由DCS逻辑程序控制。
(1).控制面板上的下列操作按钮,根据不同的操作而选择使用。
1).操作模式选择按钮
a.自动模式:树脂塔的切换和再生是自动进行的。
b.半自动模式:下线塔的再生自动进行,塔的切换是手动进行的。
c.手动模式:塔的切换和再生都是手动进行的。
2).再生塔选择按钮:A再生/B再生/C再生(手动模式下有效);
3).再生步骤选择按钮;
4).开关按钮;
5).复位键。
(2).操作步骤
1).自动操作
塔再生和切换的每一步都是连续的,直到按停止键或有紧急事件发生。
a.在控制面板上选择手动按钮。
b.选择需要进行再生的塔。
c.选择自动操作模式。
d.按下开始键,被选中的塔按程序自动进行再生,当再生结束后,塔自动切换。
2).半自动操作
a.在进行“等待Ⅱ”操作前,自动进行一系列的再生步骤。
b.选择进行再生的塔。
c.选择要进行的步骤。
d.控制面板上选择半自动模式。
e.按下开始键,被选定的塔按照程序自动进行再生。当再生结束后,程序结束。
3).手动操作
a.在控制面板上选择手动模式。
b.选择需进行再生的塔。
c.选择再生步骤。
d.按下开始键,被选定的塔再生步骤开始,当程序结束后,所有再生线上的KV阀自动关闭。
4).断电时的操作
a.断电时所有的KV阀关闭。
b.断电时计时器停止计时,保持再生状态。当供电正常后按开始键,再生从停电时状态开始继续。
4 停车操作
只有电解装置停车后盐水精制部分才能停车。
&&(1).电解槽停车。
&&(2).关闭一次盐水泵(界区外)
(3).手动关闭LCV-170,停止向电解槽供应盐水。
(4).关闭过滤盐水本(P-154A/B)。
(5).关闭淡盐水泵(P-264A/B)
5.废水回收操作法
待树脂塔酸洗,水洗,碱洗,水洗结束后,联系盐水工序是否接受废水,若接收,开启P-166泵,打开回流阀门(确认废水去污水,废水去盐水阀门关闭)。循环一段时间,观察PHIA-166。若PH&7加入碱调节至PH&7(现场人员在D-166罐顶平台操作),通知盐水工序接收废水,打开废水去盐水阀门,同时关闭P-165泵出口废盐水阀门,以免废水窜入,致使P-165泵倒转。
6异常情况处理
故障& & & & 原因(S)& & & & 直接操作& & & & 解决办法
1.一次脱氯盐水中含有效CL2
& & & & 脱氯不充分& & & & A、停止电解装置和去盐水过滤器的盐水供应& & & & A、检测和恢复盐水脱氯部分
B、一次盐水加入亚硫酸钠为了去除盐水精制系统中的有效氯
2.过滤器的压差快速上升& & & & A、澄清盐水质量问题
B、本体供应量不足
C、反洗不好& & & & A、当压差升高到2Kg/cm时切换过滤膜& & & & A、改善一次盐水精制部分分离S.S的条件
A、把本体供给流量调整到规定量
A、仔细测量下一次反洗的效果
3.过滤盐水中S.S含量高& & & & A、预涂不好
B、通过盐水的时间短& & & & A、切换到另一个过滤器& & & & A、仔细检查下一次预涂条件
B、检查过滤器元件
4.再生后塔出口有钙& & & & A、再生不好& & & & A、(1)停电槽
(2)单元槽排液
(3)单元槽内部清洗
B、盐水精制继续操作
C、用定性分析方法确认连续再生后没有发现钙之后,则检测阳极液中钙。
D、如果阳极液中钙含量小于0.02mg/L,电槽开车& & & & A、重新进行下线塔的再生并密节观察以下内容:
(1)树脂高度适当
(2)树脂位差
(3)再生过程符合I-D-3.4,部分的表I-4表示
(4)化学品流量和浓度正确
5.在第一塔出口有钙& & & & A、再生不够
B、树脂体结块
C、树脂体积不够& & & & A、水流量降到一半并保持每2小时进行一次定性分析来检测钙& & & & A、对下线塔再生,并密切观测上述A项的内容
B、检测在出口处测出钙的塔,如果需要,则进行反洗
6.第二个塔出口钙& & & & A、HCL供应线泄漏& & & & 如果PH值小于8:
A、关闭FIA-162的截止阀
B、(1)停电槽
(2)单元槽排液
(3)清洗单元槽内部如果PH在8-9之间:
A.关FIA-162的截止阀
B.10分钟后测PH& & & & A.更换泄漏阀
B、检测KV-168是否阻塞
7.通过第一塔的压差大& & & & A、树脂结块& & & & A、& & & & 如果需要,减少盐水流量& & & & A、如果需要,实行反洗
8.离子交换塔的排液中CH+低& & & & A、HCL供应不足& & & & A、设PBS进入手动
B、允许工艺过程进行HCL再生& & & & A、测定HCL浓度
B、测定HCL的流量
C、再生后,使塔不经过“等待过程”而在线。
三 脱氯工序
1 启动淡盐水泵(P-264A/B)。
当淡盐水槽(D-260)中的盐水液位高于LICZA-260的设定值时,则打开泵P-264A/B,步骤如下:
(1).确认通往氯气除害塔的氯气管线畅通。
(2).打开LCV-260的截止阀。
(3).设定LICZA-260为规定值并置于自动状态。
(4).稍微开启P-264A/B出口线上的罐循环阀。
(5).稍微开启到淡盐水槽盐水管线上的旁路阀“85”。
(6).慢慢并完全打开出口阀。
(7).通过LICZA-260控制淡盐水槽中的液位在设定值。
2 脱氯塔开车
当脱氯塔(T-310)的盐水液位高于LICZA-310上的设定值时,启动脱氯淡盐水泵(P-314A/B),然后开启真空喷射泵(Z-319),步骤如下:
(1).打开LCV-310的截止阀。
(2).将LICZA-310设定在规定值上并将其置于自动状态。
(3).稍微开启P-314A/B出口线上的循环阀。
(4).开启P-314A/B,保持出口阀关闭。
(5).慢慢开启出口阀。
(6).观察脱氯塔的盐水液位,并通过置于自动状态的LICZA-310控制脱氯塔的液位为设定值。
(7).供应冷却水到脱氯塔冷却器(E-310)。
(8).开启真空系统。
(9).调节真空单元旁路阀,使真空度达到+250torr。
(10).设定PHICA-314和它的冷却器为规定的值,并把它置于自动状态来向淡盐水中添加NaOH。
注意:如果加入到盐水中的NaOH过量,一次盐水中的Si、AI、I离子将增多。
(11).电解开车前大约三十分钟,设定PHCV-312和它的冷却器来向淡盐水中加入定量的HCL,并置于自动状态。
注意:如果盐水中加入的HCL不足,脱氯效率将降低,Na2SO3消耗量将增大。
3 开始化学脱氯
由脱氯塔(T-310)脱氯后的淡盐水当中仍含有少量游离氯,会使离子交换树脂塔中的离子交换树脂劣化。所以要求用Na2SO3溶液通过化学的方法去除残留的游离氯,步骤如下:
(1).确定亚硫酸钠储槽(D-320)中的亚硫酸钠按指定的浓度准备就绪。
(2).打开亚硫酸钠储槽与亚硫酸钠底部槽之间的截止阀。
(3).开启亚硫酸钠泵(P-324A/B)
(4).电解开始前大约三十分钟,开启FICA-324的截止阀,并调节Na2SO3的流量到设定值。
(5).电解开车并且脱氯系统运转稳定以后。观察OIA-314的值,通过调节Na2SO3的流量来把OIA-314的值控制在设定的范围内。
为保证把30mg/L的残余的游离氯用化学的方法除掉,即使OIA-314显示的值小于50mv,Na2SO3的最小投入料量也需要为12L/hr/每个电槽。
如果OIA-314的值超过50mv,增加 Na2SO3的流量。
如果增加Na2SO3的流量OIA-314的值仍高于50mv,检查PHICA-312及PHICA-314是否正常。
4 正常运行中的操作法
(1).用PICA-310监测T-310真空度。
(2).检查真空操作单元是否有异常声响。
(3).用PHICA-312监测进入T-310淡盐水的PH值。
(4).用PHICA-314监测脱氯淡盐水PH值。
(5).用LICZA-310监测脱氯塔中液位。
(6).每周检测进入脱氯塔的盐水酸度。
(7).通过调节冷却器中冷却水的流量调节测量点样品温度。
(8).每四小时从化学脱氯的上下游取样分析其中的游离氯含量,保持OIA-314的显示值低于规定值。
(9).每4小时检查D-320的减少量。当LIA-320低位报警时,按下述方法配制亚硫酸钠。
1).确定槽上下部之间的连接阀门关闭。
2).打开纯水阀供给纯水到设定液位。
3).开始搅拌。把一定量的Na2SO3逐渐放入槽中。
4).Na2SO3溶解以后,停止搅拌打开连接阀。
整个过程中,亚硫酸钠泵必须连续供应亚硫酸钠。
5 停车操作
只有电解装置和盐水精制装置停车以后,脱氯部分才能停车。
(1).确定电解装置停车和淡盐水泵(P-314A/B)关闭。
(2).确定盐水精制装置关闭。
(3).手动关闭PHCV-312,停止向脱氯塔进口管线添加HCL。
(4).手动关闭PHCV-314,停止向脱氯塔出口管线添加NaOH。
(5).关闭蒸汽喷射器。
(6).关闭脱氯塔泵(P-314A/B)。
(7).通过关FCV-324,停止向脱氯淡盐水管线中添加亚硫酸钠。
四 电解工序
1.膜试漏的必要性
膜的泄漏试验,是用来检查膜上是否有针孔或破损的。如果操作带有针孔的膜,可能引起下述问题:
(1).氯气中氢气的浓度增加
过量& &•氯气和氢气的混合物在氯气干燥塔或电解槽中爆炸。
(2).NaOH通过针孔进入阳极室造成阳极损坏
过量& &•阳极损坏(钝化)
& && & •由于阳极损坏,使膜损坏
•槽框损坏(因NaOH泄漏到阳极室)
•槽框和阳极的使用寿命缩短
(3).氯气通过针孔后造成阴极损坏
过量& &•阴极损坏(腐蚀)
•阴极的使用寿命缩短
(4).碱液中NaCl含量增加
过量& &•NaOH不合格
(5).NaClO通过针孔部分腐蚀槽垫片
过量& &•电解液泄漏
•槽垫片的使用寿命缩短
2.必须进行膜试漏的情况
& & 为避免上述问题的发生,出现下述情况时必须进行膜试漏。
(1).膜安装后
1).膜的初次安装;2).膜更换;3).槽垫片或槽框的更换
(2).长时间停车后开车
(3).停车和开车过程中包括排液、充液和电解槽泄漏试验期间怀疑膜泄漏时。
1).通过膜的压差过高:大于2.0mH2O
2).通过膜的压差过低:低于2.0mH2O
3).在电解槽开车时,电解液循环之前,当电解槽出口阀打开时如果个别的阳极出口软管中有液体流动。
(4).在电解槽运行期间出现下述现象时:
1).阳极液出口软管变色:粉红色、紫色、透明或其它非正常颜色。
2).盐酸的消耗量异常增加或流量波动较大。
3).H2/Cl2:大于0.3%。
4).槽电压:不稳定或偏高,电压低(±0.1v)在0.9KA时。
5).膜的压差超高:大于2.0mH2O几分钟。
6).膜的压差超低:低于2.0mH2O几分钟。
7).EDIZA-230波动。
3.膜试漏程序
1).如果需要,断开EDIZA-230的电缆
2).打开下面的阀门:阳极:13,17,27,阴极:14,18,28,8,
3).确定油压机压力在70kg/cm2G
4).准备肥皂溶液,转子流量计,扭矩扳手和泄漏试验的记录表格。
5).仅仅断开单元槽和阳极液出口软管的连接。
6).打开31,将水充到阳极进口软管的一半高度时,然后关闭31。
(2).阴极室充氮
1).将DP-247中的氮气用软管引到阀20。
2).打开20,通过PICA-248用氮气逐渐将阴极室压力增加到0.5mH2O。
3).保持阴极室压力在0.05kg/cm2G(LG-230:0.5mH2O)。
*快速泄漏试验
a.关闭阀20。
b.通过LG-230测量压力降一分钟。
c.如果降低率小于20mmH2O/分,膜试漏完成。
(3).膜试漏
1).当LG-230显示阴极室的压力稳定后,在每个阳极出口管处用肥皂液检验泄漏情况并等待10秒钟。
2).如果通过‘肥皂检查’查出有泄漏,在膜的阳极出口管处安置一个转子流量计,然后测量和记录氮气在转子流量计中的流量。
3).所有膜重复第二步。
4).完成膜的泄漏试验后,关闭20,打开16减压。
5).观察PICA-248,当压力降到0m H2O后,从快速接头处断开软管。
6). 打开47将阳极进口总管中的水排净,然后关闭47。
7).如果氮气的泄漏流量超过101/hr,则更换膜,并且再次对所有膜进行泄漏试验。
8).连接EDIZA-230电缆。
9).连接阳极出口软管。
B 槽泄漏试验和空气清除
膜试漏结束后,用水给阳极和阴极室加压来检查电解槽是否有泄漏。在电解槽泄漏测试后,用引入到阴极室清除阴极室空气的氮气来置换纯水,继续往阴极总管通入氮气以避免吸入空气直到电解液充满。
1、电解槽泄漏试验和空气清除
(1).准备[说明:()意思是确认]
1).打开下面的阀:阳极:13、17、27、(43)
阴极:16、18、28、8、14、(42)
2).调节阀油压压力在70Kg/cm2G。
(1).打开32然后打开31,保持压差在0.2~0.5m H2O之间(F-235=15m3/hr, FI-236=15m3/hr)。
(2).当水从出口管出来时,通过32和31减少水的流量(F-235=5m3/hr, FI-236=5m3/hr)。
(3).水的溢流通过16,关闭32。
(4).当水的溢流通过17,关闭13。
3.电解槽泄漏试验
(1).增加油压达到90kg/cm2G。
(2).关闭17、16、27、28。
(3).慢慢打开32然后打开31,增加入口压力到0.55kg/cm2(或出口压力0.2kg/cm2G),然后关闭32、31,保持压差在0.2m~0.5m之间。
(4).检查电解槽的槽垫片、软管垫圈、单元槽本身和电槽周围的阀门是否有泄漏。
(5).完成电解槽泄漏试验后,在保持压差在0.2~0.5mH2O之间下,慢慢地顺序打开17和16阀(17阀比16阀提前一点打开)。
& &(1).打开27和28。
(2).关闭18并确定16已经打开,打开60、62并将氮气流量调整为50Nm3/hr。
(3).打开29和30,待出口总管中的液体排尽后,关闭29和30。
(4).打开47然后打开46,保持压差在0.2m~0.5m之间(必须保持氮气水封中一直有气泡冒出)。
(5).当阳极室和阴极室的排净后,关闭47和46。
(6).将氮气的流量减小到1N3m/hr。
5.充水和从阴极室排水以清除空气
(1).打开18并确认17和16已经打开。
(2).打开32和31并保持压差在0.2m~0.5H2O之间(FI-235=15m3/hr, FI-236=15m3/hr)。
(3).当水从单元槽溢出时,调节32和31,使FCA-235、 FIA-236的流量均为5m3/hr。
(4).当水从16和17阀处溢流时,关闭32和31。
(5).关闭18,将到水封的氮气流量增加到50 N3m/hr。
(6).打开29和30,待出口总管中的液体排尽后,关闭29和30。
(7).打开47和46排水。
(8).在保持压差在0.2~0.5 m H2O 和氮气水封中有气泡冒出的情况下,调节46和47阀。
(9).在所有入口软管变空后等待10分钟(将无离子水从单元槽中完全排出时保持氮气水封中一直有气泡冒出)。
(10).关闭47和46。
(11).将去水封的氮气流量减少到1 N3m/hr。& &&&
C 电解槽的开车
1. 阴极系统的空气清除
电解开车前在阴极和氢气管线充氮气或液体的空气清除的操作。为了完全清除空气,此操作需要几个小时的时间。N2应该连续通入管线直到电解开车。
(1).下列情况下进行本操作。
1).在最初开车时。
2).装置在长时期停车维修后。
3).在氢气或阴极(碱液)液管线检修之后。
4).短时期装置停车之后,参考后面停车操作。
(2).本操作前确认下列项目
1).氢气出口阀(10和12)已关闭。
2).到排空管线的排空阀门(14)已打开。
3).阀门(4和6)已关闭。
4).手动模式下的PICA-226前后的截止阀已打开。
5).在PICA-226的下游去排空的H2管线打开。
6).在碱液循环槽(D-270)的液位高于10%。
(3).空气排除步骤
1).阴极液排液槽(D-290)
如果可以,注入水(或烧碱)使LI-290的显示值达到65%或者90%。通过FI-299以10Nm3/hr的流量将N2通到D-290直到这部分结束。
2).碱液循环槽(D-270)和碱液高位槽(D-273)。
通过FI-279,将氮气以50Nm3/hr的流量通入D-270中20分钟以上。
路线:D-270→ H2总管(D-273)&&→PICZA-226 →H2处理部分。
从D-270顶部管线上的取样管取样分析D-273中氮气中的氧气含量,如果O2/N2小于1%,继续进行下一步操作。
3).阴极液溢流管线
通过FI-279,将氮气以20Nm3/hr的流量通入D-270中10分钟以上。
路线:D-270 →& & & & NaOH总管→阀6→阀8-D-290→排空
4).H2总管和阴极液循环槽的顶部管线
通过FI-249,将氮气以20Nm3/hr的流量通到D-270和排空管线2小时。
路线:D-270→ H2总管→阀12→阀14→排空
从阀56分析氮气的含氧量。如果O2/N2少于1%,继续下述操作。
5).H2主管线
持续的将氮气以50Nm3/hr的流量通入D-270。
路线:D-270 →NaOH总管→PICA-226→ H2处理工序
6).D-270的循环管线
通过阀86将液碱输入D-270并使其液位达到65%(LI-270)。然后将LICA-270设为自动模式,通过阀88用P-274A/B将液体在D-270的相关管线中循环。
7).DRCA-274线路
通过DRCA-274将碱液在D-270中循环。
8).空气清除的确认
从下述采样点取样分析氮气中的氧气含量(<1%):
b.PCV-216上游的取样点
c.氢气处理工序末端的采样点
9).连续空气清除
如果氧气含量少于1%,减少氮气的流量并保持下述流量直到电解开始。
FI-279(到D-270)&&:10Nm3/hr
路线:D-270→H2总管→PICA-226→排出
FI-299(到D-270):5Nm3/hr
FI-249(去排空):1Nm3/hr
10).短时间装置停车的连续空气清除
遇到24小时内停车后又开车的情况时,
a. FI-279以10Nm3/hr的流量通入N2 到D-270。
路线:D-270 →H2总管→PICA-226→ H2处理工序
b.在H2处理工序的末端取样分析氮气中的氧气含量。
c.确认O2/N2少于1%。& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &
2.电解液的准备
(1).碱液的预热循环
1).烧碱中间槽存储32%的碱液至规定值。
2).通过烧碱液泵使碱液在中间槽和烧碱换热器间循环加热,操作步骤如下:
a.打开烧碱液泵的进口阀和回流阀以及烧碱换热器后的循环阀。
b.启动烧碱液泵,打开出口阀,调节泵出口压力至规定值并保持稳定。
c.打开蒸汽出口阀,开蒸汽进口阀,启动换热器。待碱液温度达到80±5℃后,进行下一步操作。
(2).阴极液槽D-270和阴极液高位槽D-273的充液
1).用烧碱液泵将合格碱液送至阴极液槽D-270。
2).待D-270液位达60%并稳定后,启动泵P-274向阴极液高位槽D-273充液至85%。
(3).精盐水高位槽D-170的充液
确认二次精制工序生产出合格精盐水后,向D-170充液至70%以上并稳定。
3.电解槽充液
1).电解槽阴极系统进行的空气清除已完成后,并准备好NaOH溶液。
2).盐水和稀释系统(FICA-242)准备充液,盐水对水是2/1。
3).优质的精盐水满足电解要求。
4).充好的电解液温度高于55℃。
(2).准备[()的意思是确认]:
注意:在执行下述动作之前必须做快速膜试漏试验。
1)打开下面的阀& &阳极:13,17,27,(41),(43),(45)
阴极:16,18,28,8,14,(40),(42)
2)确认去排空管的N2流量在1Nm3/hr。
3)调节油压在70kg/cm2G。
4)调节锁定螺母距锁定位置位置20mm远。
1).打开阀38调节FI-234(NaOH)流量在15m3/hr。
2).打开FICA-231和ZV-241,通过3调节盐水流量在15m3/hr。同时保持压差在0.2m和0.5mH2O。
注意:通过开关几次27和28,将液位显示计中的纯水排尽并用电解液置换干净。如果显示器中有残留纯水的话,会因为纯水和电解液密度的差异造成液位指示不准确。
3).当阴极液从电槽出口软管中出来,通过38调整阴极液流量在5m3/hr。
4).当盐水从槽中出来,通过3调整盐水流量在5m3/hr
5).当阴极液从16溢流时,关闭38。
6).当盐水从17溢流时,关闭3。
7).当电解液充完后,电解槽就应该尽快开车。如果因为某些原因不能立即开车的话,必须打开13,17,27和8,14,16,28,60,62。
4.气体管线的连接,电解液循环及送电
充液后,通过打开的气阀和电解液的出口阀将电解槽连接到主管线上,循环电解液,然后开始供电。(如果开车的电解槽是第一批,有*标记的步骤应该跳过)
1).氯氢处理工序准备就绪或正在运行。
2).电解槽充满电解液。
3).精盐水准备就绪。
4).整流器准备就绪。
5).如果准备供电的电解槽是第一台(当这台电解槽在停止所有的电解槽之后开车),氮气应该以60m3/hr的流量通入到H2总管。
6).注意相关工序。
7).其他电解槽的膜试漏试验不进行。
1).关闭27和28。
2).确认下面的阀已经打开,阳极: 13,17。
阴极:8,14,16,18。
3).将液压机压力增加到90kg/cm2G。
4).调整锁定螺母距锁定位置20mm远。
*5).确认在PI-248中氮气压力大约为0mH2O
*6).将氮气用软管引到阀56和55。
(3).气体总管的连接
*1).确认PICZA-216和PICZA-226的压力分别为4.0mH2O和4.4mH2O(压差是0.4mH2O)。
2).关闭17,16,13,14,然后打开9,10。关闭8然后打开4。
*3).打开56和55,将氢气和氯气管用氮气逐渐的加压,用PICA-248控制压力在4.0 mH2O。
*4).关闭56和55。
*5).关闭氮气阀。
6).从56和55阀处断开软管。
7).逐渐打开11和12阀,并保持压差在0.2 ~0.5 mH2O间。
8).逐渐打开5和6阀,并保持PI-232和PI-231压差在0.2 ~0.5 mH2O之间。
(4).电解液循环
1).打开ZV-231和3,但FCV-231在手动状态下保持关闭。
2).利用阀2调节阴极液流量(FIA-232)在33m3/h。
3).在手动模式下通过FICA-231调节盐水流量为6.9 m3/h。
4).打开阀21和39,消除入口总管中的残留的气体。
(5).送电
1).取消EDIZA-230联锁。
2).设置接地继电器的指针在+40V。
3).打开整流器。
4).快速提升电流至3KA。
5).检查每个单元槽电压。
6).慢慢提升到4.1KA,将FICZA-231转为串级模式。
7).电流提升到4.1KA后检查下面各项。
a.检查阴阳极出口软管中液体流量。
b.查看阳极出口软管中阳极液的颜色。
c.检查电解槽是否有泄漏。
8).通过FICA-265给精盐水管供应淡盐水,按照总的操作负载调节流量(FICA-265=1/7×∑(FICA-231n)),并将控制模式转为串级。
9).通过FICA-211以手动模式逐步调整PH值(PH4→PH3→PH2.5)供应盐酸一小时,在PH达到3时将控制模式转为串级。
10).关闭手动阀K停止向D-270供氮气,但同时保持J和L打开。
11).增加电流到计划值。
12).设置接地继电器的指针在±20V和设置EDIZA-230为联锁模式。
13).当阴极液出口温度(TRA-234)达到80℃时设置锁定螺母距离锁定位置2mm远。
&&注:当开车的电槽使用新的垫片时,应将阴极液温度维持在80℃约8小时,以避免因温度过高使垫片变形挤出。
(6).正常运转阶段
在确认槽电压正常后,装置加压到特定值并将电流上升到计划值。当电解液的温度低时,由于电解液的高电阻,电流不能再增加。
1).增加氯气和氢气压力。
a.确认氯气压力处于自动控制模式。
b.确认氢气压力处于串级控制模式。
c.逐渐增加氯气压力控制器的设置值到特定值。
2).逐步增加电流(1KA/分钟),并检查下列各项:
a.氯氢压差:0.4mH2O;
b.EDIZA-230:0;
c.D.C安培计;
d.电压表;
e.氯气/氢气压力:压力是否稳定;
f.TRA-234:88℃-90℃;
g.阳极液出口浓度:18.1-18.9%(200-210g/l&&25℃)
h.阴极液出口浓度:32±0.5wt%
i.FICA-231:取决于电流;
j.在电解槽进出口取样,检验阳极液的酸度。
k.FIA-232:33m3/h(A、B、D槽33.6 m3/h)
&&3).当阴极液温度达到80℃,为了在紧急情况下快速锁定电解槽,设置锁定螺母距离锁定位置1-2mm。
4).在阴极液温度达到80℃-90℃或TRA-234稳定后两小时,用锁定螺母锁定电解槽的活动头,并减少油压到70kg/cm2G。
5).根据说明重新锁定电解槽。
6).检查氯气纯度。如果氯气纯度质量合格,切换到去氯氢处理的管线。
7).检查氢气的纯度,如果氢气合格,切换到去氯氢处理的管线。
8).检验烧碱质量
注:6)、7)、8)项可在电解稳定运行前进行。
D.电解槽的停车
(1).标准程序
1).如果电解槽还未锁定,那么请锁定并保持油压在70 kg/cm2G。
2).取消EDIZA-230联锁。
3).增加到放空口的氮气流量。
4).停止阳极液的盐酸供应。
5).降低电流直到零,关闭整流器。
6).如果所有的整流器停止,就停止向阴极液中加水。
7).如果所有的整流器停止,向氢气主管通入氮气,以避免吸入空气。
8).如果需要,将氯气主管中的氯气送往除害塔。
9).保持最小流量的盐水和阴极液循环30分钟,以清除电槽中的气体。
10).停止阴极液循环和盐水供应。
11).将电解槽同主管隔离,同时降低主管的压力。
12).通过向电解槽充盐水和烧碱,清除电解液中溶解的氯气和氢气。
13).排出电解液。
14).清洗槽内部。
15).用扭矩扳手或塑料扳手重新拧紧电解槽上的所有出口和入口软管的螺母,重新紧固螺母时应防止触电。
16).每隔一星期用水润湿膜一次。
(2).停车后电解槽的处理
排液和洗槽
相关操作& & & & 停车时间& & & & 备注
有电解液循环& & & & 8小时内& & & & 8小时以上& & & & 超过一周& & & &  
无电解液循环& & & & 2小时内& & & & 2小时以上& & & & & & & &  
重新紧固软管螺母(阴/阳极)& & & & 要求& & & & 要求& & & & 要求& & & & 1)
排液(阴/阳极)& & & & ×& & & & 要求& & & & 要求& & & & 2)、3)
洗槽(排液后立即进行)& & & & ×& & & & ×& & & & 要求& & & & 4)
膜润湿(每周)& & & & ×& & & & ×& & & & ×& & & & 5)
1).为了防止氯气和电解液的泄漏对软管螺母的腐蚀,当电解槽已经停止时,应该对所有的软管螺母周期性的重新紧固。
说明:由于原电池效应的影响,单元槽会带有一定的电压,在紧固螺母时应采取措施防止触电。
2).如果电解槽停车时间超过8个小时,电槽中的电解液(阴极液/阳极液)应尽快排净。
3).在无电解液循环的情况下,如果停车时间超过两小时,应尽快排净电槽中的电解液。
4).当电解槽为了维护需要被拆卸下来的时候,排液后应该立即洗槽两次。
5).为了防止膜干燥,应该每隔一星期进行一次膜润湿。
2.预备停车
1).锁定电解槽,然后将油压减少到70kg/cm2G。
2).取消EDIZA-230联锁。
3).增加去排空管线的N2流量,使FI-249示数达到20Nm3/hr。
4).Cl2吸收管线压力在-200mmH2O。
5).打开流量计的截止阀,将氮气以1N m3/hr的流量通入水封(DP-234)。
(2).停止供电,保持阴极循环和盐水供应
1).停止阳极的盐酸供应并且关闭FICA-211的截止阀。
2).将电流减少到3.0KA。
3).如果需要(通常为自动模式),将PICZA-216转为手动模式。
4).减少电流到零,关闭整流器开关。
5).如果所有整流器停止,以50Nm3/hr的流量通N2到H2主管线,以避免吸入空气。
6).如果需要,吸入空气到CL2主管线。
7).保持气体压差在0.4mH2O,保持穿过膜的压差在0.2~0.5mH20之间。
8).停止向电解槽供应纯水(关闭FCV-221和截止阀)。
9).将ZV-231切换到ZV-241后,保持稀释盐水供应和阴极液循环至少30分钟,以释放存留在电解槽中的气体。
10).关闭阀21和39,避免回流。
11).当电解槽再次开车的时候,保持碱液循环和盐水供应。
(3).停止循环和电解槽隔离
1).关闭阀门3和2,FCV-231。
2).关闭阀门5,4,6,然后打开8。
3).关闭阀门9,11和12,然后打开13。
(4).压力释放
1).逐渐顺序打开15和14,保持通过膜的压差在0.2 ~0.5mH2O之间。
2).阴极槽的压力被释放之后,打开16和N2流量计截止阀,以50Nm3/hr的流量通入N2到阴极出口总管,确认阀18关闭。
3).阳极槽压力已经被释放之后,打开17向氯气吸收塔送Cl2。
4).关闭10,15。将去排空的N2流量减小到1Nm3/hr。
(5).气体消除(阴极和阳极出口总管充液)
1).打开LG-230的27和28。
2).打开18,然后关闭60,62。
3).打开38,通过FI-243以5m3/hr的流量将NaOH充入电槽。
4).打开3,将新鲜盐水以5m3/hr( FI-243)通过ZV-241充入电槽。
5).当NaOH从16溢流时,关闭3。
6).当盐水从17溢流时,关闭3和FICA-231。
1).确定阴、阳极液放净槽有足够的空间。
单槽阳极室容积:0.09m3/cell×110+1m3=10.9m3
单槽阴极室容积:0.06m3/cell×110+1m3=7.6m3
2).确定到阴极液放净槽的N2流量为5Nm3/hr。
3).增加到密封罐DP-234的N2流量到50Nm3/hr。
4).关闭18。
5).打开下面的阀,&&阳极:17,27,13。
阴极:16,28,14,8。
1).打开29和30,带待出口总管中液体排尽后关闭29和30。
2).打开23和24。
3).调节阀23和24开度,保持氮气水封中有气泡冒出并保持通过膜的压差在0.2~0.5mH2O之间。
4).当所有的入口软管变空后等待10分钟,完全排掉单元槽中的电解液。
5).关闭23和24。
6).将去水封(DP-234)的N2流量减少到1 Nm3/hr。
4.槽和膜的清洗
确认下面的阀已经打开,&&阳极:17,27,13
& && && && && && && && & 阴极:16,28,14,8
(2).第一次清洗
1).打开18。
2).打开32,31保持通过膜的压差在0.2~0.5mH2O之间。
(FI-235=15m3/hr, FI-236=15m3/hr)
3).当水从槽中出来的时候,调节32和31。
(FI-235=5m3/hr, FI-236=5m3/hr)
4).当水分别从16和17溢流出来的时候,关闭32,31。
5).关闭18打开60,62以50Nm3/hr的流量引入N2到水封使膜贴到阳极。
6).打开29和30排水,待出口总管中液体排尽后关闭29和30。
7).打开23和24去排水。
8).增加到DP-234的N2流量到50Nm3/hr。调节阀23和24的开度,保持氮气水封中有气泡冒出并保持通过膜压差在0.2~0.5mH2O之间。
9).当所有的入口软管中液体完全排尽后等待10分钟,同时保持氮气水封中有气体冒出。
10).关闭23和24。
11).将去水封(DP-234)的N2流量减少到1Nm3/hr。
(3).第二次清冼
与第一次清洗一样,但是将第7步中的阀23改为47,24改为46。
1).在电解槽等待期间,保持下面的条件:
阳极室:吸空气到吸收塔;&&阴极室:通过N2加压。
确定下面的阀已打开。(其他的阀关闭)
阳极:13,17,27,15(吸收管线:-200mmH2O真空)。
阴极:14,16,28,8,60,62(1Nm3/hr确定氮气水封中有气泡)。
确定18关闭,在阳极室和阴极室之间的压差(LG-230)大约为500mmH2O。
1).打开下面的阀。
阳极:17,27,13。
阴极:16,28,14,8,60,62(1Nm3/hr, N2在水封中冒泡)
(2).膜湿润
2).打开32和31保持压差在0.2~0.5m H2O之间。
(FI-235,FI-236=15m3/hr)
3).当水从电槽的管口出来的时候,关闭31和32。
4).关闭18。将到水封的N2流量增加到50Nm3/hr(打开60和62)。
5).打开29和30,待出口总管中的液体排尽后关闭29和30。
6).打开47和46。
7).调节47和46的开度,保持通过膜的压差在0.2~0.5mH2O之间。
8).当所有的入口软管完全排掉后等待10分钟,同时保持氮气水封中有气泡冒出。
9).关闭47和46。
10).将去水封的N2流量减少到1Nm3H2O。
11).继续“4.槽和膜的清洗”中的“(4)等待”这一步。
6.紧急停车
电解槽的任何紧急停车都是根据相关的联锁系统发生的。停车的原因可以在控制室监视器中了解到。
(1).所有电解槽停车
1).通过调整气体压差0.4mH2O,保持槽的压差在特定值。
2).确定槽的锁定螺母的位置,如果液压缸还未锁定,锁定并保持油压在70kg/cm2G。
3).根据预定的停车程序处理电解槽,从“2.停车后电解槽的处理”中的(2)开始。
如果油压缸还没有被锁定,锁定它并且保持油压在70KG/cm2G。
*通氮气到氢气主管线→保持盐水和阴极液循环→清除气体
→a.如果暂时不能开车:排水→水洗
b.如果可能,重新开车。
(2).如果精盐水泵和碱液循环泵停止
1).通过调整气体压差0.4mH2O,保持槽的压差在特定值。& && &
2).确定槽的锁定螺母的位置。如果油压缸没被锁定,锁定它并且保持油压在70KG/cm2G
3).根据预定停车程序处理电解槽,从“2.停车后电解槽处理”中的(2)开始。
向氢气主管通氮气→纯水供应10分钟→气体清除→排水→水洗
E.电解槽的正常操作
1.负荷调节
(1).正常操作
1).每4小时检查一次下面各项。
a.EdIZA-230:大约为零(设置解扣电路。)
b.D.C.安培计:少于15.4KA
c.电压计:稳定。
2).每天早班测量一次单元槽的槽电压。
a.按住便携式电压表的两个探头或一对槽框的框或底部凸起。
b.在便携式电压计上读电压。
(2).改变电流
通过下列操作改变电流:
1).取消EDIZA-230联锁。
2).改变电解电流。
3).调整EDIZA-230:大约为零
4).将EdzA-230联锁。
2.电解液流量调节
(1).每小时检查一次供应盐水了阴极液在FICA-231,FIA-232的流量。
(2).调节供应盐水的流量在特定值。
(3).调节阴极液的流量
(4).每小时检查一次在每个出口软管的气流状况。
3.压差调节
(1).每小时检查一次CL2,H2压力和气体压差。
(2).将它们调节到特定值。
(3).H2压力是通过CL2压力串级控制的。
4.温度调节
电解槽的阴极液温度通过改变在阴极液循环管线的热交换器的冷凝水的温度来控制的。
(1).每小时在TRA-234上检查一次电解槽阴极液出口温度。
(2).通过改变温度控制器上的设置点调节温度特定值。
5.电解液的浓度调节
(1).阳极液浓度
阳极液浓度通过FICA-231改变精盐水的流量来调节。精盐水的流量用直流串级控制。
1).每天用滴定法检查阳极液出口的NaCL浓度。(每班做2次)
2).通过改变FIZA-231的设置点调节阳极液的NaCL浓度。
3).每4小时检查一次淡盐水的NaCL浓度表示。
(2).阴极液浓度
阴极液浓度是通过去碱液循环槽的纯水的流量自动调节的。用直流和阴极液浓度串级控制纯水的流量。
1).通过调节纯水的流量控制阴极液的浓度.
2).每天通过滴定法检查在烧碱产品中NaOH浓度。(2小时一次)
6.锁定电解槽
1).在稳定操作中,电解槽用锁定螺母锁定,油压的油压保持在70Kg/cm2G.
2).电解槽锁定的目的是为了避免过高的密封压力,这个压力是在油压为90kg/m2G时由紧急停车产生的,过高的密封压力将使垫片或膜引起一些破裂并且有氢气/氯气从槽中喷出。
3).另一方面,电解槽锁定之后,油压保持在70kg/cm2G,当温度降低超过5℃时,电解液和氢气或氯气将因槽垫片的收缩从电解槽漏出,短路时可能会引起火灾。因此,当温度下值大多于5℃时,油压必须增加到90kg/cm2G.
4).当垫片使用很长时间时,垫片逐渐变形或收缩,因此电解槽必须有规律的重新挤压和重新锁定。
(2).电解槽锁定
1).在TRA-234检查阴极液的温度
2).当温度达到一个稳定值时,设置螺母在离锁定位置1-2mm远的位置。
3).在温度达到一个稳定值两小时后,用锁定螺母锁定电解槽,然后降低油压到70kg/cm2G.
4).当温度降低超过5℃时,油压必须增加到90kg/cm2G.保持锁定螺母在离锁定位置1-2mm远。
5).当温度稳定时,用螺母锁定电解槽,然后降低油压到70kg/cm2.
a.每天重新挤压和锁定电解槽,持续一星期。
b.每星期重新挤压和锁定电解槽,持续一个月。
c.每月重新挤压和锁定电解槽。
F.油压系统的调节
1.油泵的启动和主要管线压力的调节。
(1).检查储槽中油的液位,如果需要则及时加油。
(2).检查万能操作台的所有操作杆都在向后位置。
(3).检查并确定无人在电解槽的内部工作。
(4).开始启动油压单元的油泵。
(5).调节泵的减压阀到特定压力并且用防松螺母锁定。
(6).用控制器调节泵的输送压力到特定值并且用防松螺母锁定。
(7).向油的冷却器供应冷水控制油的温度。
2.调节万能操作台的减压阀。
(1).在最大扩张状态下,确认油压机活动头不接触槽。
(2).检查槽支架的导向板锯齿正好与侧杠吻合。
(3).取出抑制销并且通过万能操作台的操作杆移动气缸。
(4).进行挤压并将活动头来回抽拉一段时间以排除气缸中的空气。
(5).用定位螺钉将油的流量调节到特定值。
(6).用减压阀调节油缸的压力设置值。
(7).增加压力确定减压阀的设置点,并且听儿次声音的变化。
(8).用锁定螺母锁定减压阀。
(9).用减压阀减少压力到70kg/cm2G.
(10).利用操作杆向后移气缸,为了安全将操作杆用锁销锁上。
3.油压机的操作(参考附表)
油缸的油压通过万能操作台上的减压阀调节到特定值,原则上油缸的压力限定如下:
(1).电解槽维护期间:10kg/cm2G
(2).膜试漏期间:70 kg/cm2G
(3).电解槽试漏期间:90 kg/cm2G
(4).电解液循环期间:90 kg/cm2G
(5).开车期间:90 kg/cm2G
(6).正常操作期间
1).未锁定:90 kg/cm2G
开车后保持油压在90 kg/cm2G直到电解槽油压机构锁定。
2).电解槽温度达到稳定后:90 kg/cm2G
当电解槽温度接近于稳定值时(±5℃),保持锁定螺母距离锁定位置1-2mm远。
3).锁定:70 kg/cm2G
在电解槽温度趋于稳定两小时后用螺母锁定电解槽和保持油压在70 kg/cm2G。
(7).万一在锁定螺母已锁定后遇到(紧急)停车,油压机没有特殊操作要求。
(8).万一在锁定螺母备锁定前遇到(紧急)停车,确定在停车操作之前压力须降到70 kg/cm2G,例如关闭整流器,降低气体压力等。
(9).在液压系统油缸被锁定之前遇到油压单元的故障,尽快锁定螺母。
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