氯碱电解工艺作业

氯碱电解工艺作业第一章氯碱电解工艺安全技术第一节氯碱电解工艺简介电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化称为电解反应。工业上用电解饱和食盐水溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，称为氯碱工业。一、电解反应的工业应用电解在工业生产中广泛应用。许多金属、稀有金属、有色金属等的冶炼与精炼，许多基本化学工业产品的制备以及电镀、电抛光、阳极氧化等都是通过电解来实现的。电解氯化钠可得氢气、氯气、氢氧化钠。硫酸氢铵的电解产物，经水解制备过氧化氢（双氧水）。电解氯酸钠的产物与氯化钾反应生产高氯酸钾。电解硫酸锰制备二氧化锰。电解锰酸钾制备高锰酸钾。二．主要安全设计措施（1）设立安全联锁停车系统或具有安全联锁停车功能的其他系统保证生产过程设备运行安全。（2）为使氢气总管和氯气总管之间保持一定压差，氢气总管和氯气总管的压力需进行自控。（3）保证氢气系统严密性，不允许存在负压操作，防止空气混入系统形成爆炸性混合物。（4）开停车前应当用氮气等惰性气体对氢气系统进行吹扫置换。（5）生产厂房必须有良好通风，防止气体积累。电解厂房设计必须满足规定要求的泄压面积。（6）厂房周围安装避雷设施，设备管道安装可靠的防静电设施。（7）氢气紧急放空管道安装阻火器或水封和灭火设施（氮气、蒸汽）。（8）电解、氯气处理根据危险区域划分等级，一次仪表应分别采用防爆或本安防爆措施。（9）操作室与生产装置有效隔离并满足安全间距要求。（10）设立事故氯气吸收系统，在事故状态下避免氯气外溢、污染环境。（11）安全联锁停车系统与事故氯气吸收系统应配置备用电源或应急电源，以保证在主供电源停电时仍能正常启动。（12）液氯储槽应设置备用储槽，一旦发生储槽氯气泄漏事故操作人员可通过开泵、倒槽启动备用储罐系统。（13）设置有毒、易燃气体泄漏检测系统。氯气、氢气泄漏时，可进行报警或启动预设的紧急处置程序。（14）设立消防站和气防站，消防站防御火灾，气防站防御氯气泄漏等突发事件，并合理配置一定数量的氯气捕消器具。消防站具备气放功能时可只设消防站。三、氯碱电解槽离子膜型电解槽有单极槽和复极槽，循环方式有强制循环和自然循环两种。第二节食盐电解的安全技术我国采用的电解试验方法有隔膜法、水银法、离子膜法。在食盐电解过程中，要注意以下几点：（一）、建筑厂房安全技术由于氢气的纯在，生产有燃烧爆炸的危险。电解槽应安装在自然通风良好的单程建筑物内。在看管电解槽时所经过的过道上，应铺设橡皮垫。盐水至各电解槽或每组电解槽连接的主管，应该用不导电材料制成或外部敷一不导电层。主管上阀门的手轮也应该是不导电的。氢气系统与电解槽的阴极箱之间也应有良好的电气绝缘。整个氢气系统应良好接地，并设置必要的水封或阻火器等安全装置。电解食盐厂房应有足够的防爆泄压面积，并有良好的通风条件。应安装防雷设施，保护氢气排空管的避雷针应高出管顶3米以上。（二）、设备维护与保养所有设备的维护检修，都应按检修规程进行作业，同时对操作人员要进行充分的教育和培训，使其懂得汞的危害。（三）盐水应保证质量盐水中如含有铁杂质，能够产生第二阴极而放出氢气；盐水中带入铵盐，在适宜的条件下（pH＜4.5时），铵盐和氯作用可生成氯化铵，氯作用于浓氯化铵溶液还可生成黄色油状的三氯化氮。三氯化氮是一种爆炸性物质，与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击，即发生剧烈的分解爆炸。因此，盐水配置必须严格控制质量，尤其是铁、钙、镁和无机铵盐的含量。一般要求Mg2+＜2mg/L，Ca2+＜6mg/L,SO42-＜5mg/L。应尽可能采取盐水纯度自动分析装置，这样可以观察盐水成分的变化。（四）、盐水添加高度应适当盐水液面应保持一定的安全高度。（五）防止氢气与氯气混合氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的有毒气体，一旦两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5%以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。应对电解槽进行全面检查，将单槽氯含氢浓度控制在2%以下，总管氯含氢浓度控制在0.4%以内。第三节氯碱电解工艺的危险特点氯碱电解工艺存在以下危险特点：（一）电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的剧毒气体，两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5%以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。（二）电解过程中，可能发生氯气泄漏的状况，产生氯气中毒的危险。（三）电解溶液腐蚀性强。（四）如果盐水中存在的铵盐超标，在适宜的条件（pH＜4.5）下，铵盐和氯作用可生成氯化铵，浓氯化铵溶液与氯还可生成黄色油状的三氯化氮。（五）液氯的生产、储存、包装、输送、运输可能发生液氯的泄漏。（六）食盐水电解中还存在高温、潮湿和触电的危害。第二章氯碱电解工艺作业安全操作与控制第一节离子膜法制碱电解岗位安全操作一、安全操作规程岗位任务及工作范围二、岗位安全注意事项（1）严格遵守岗位操作法及安全技术规程，积极参加安全活动。（2）上班后，必须穿戴好劳动保护用品，防止碱液溅入眼睛或人体皮肤，如果溅人，立即用大量水冲洗，重者立即送医院。（3）严禁私自改变一切工艺条件和规章制度。（4）电槽必须有良好的绝缘，严禁用潮湿的手去接触电槽。（5）经常检查消防设施是否完善，熟练掌握消防器材和防护用品的使用。（6）在电槽上操作特别注意，切勿一手碰电槽，一手触地或接地的物料管线接触。（7）有故障的设备不允许开动，备用设备必须保证好用、可靠。（8）检修运转设备，必须停止其运行。（9）空气中含氯量不得超过1mg/m³。（10）发现氯气中毒时，立即将患者移到空气新鲜通风良好的地方，松开患者衣服纽扣和领子，喝甘草合剂，严重者即送医院（11）氯气总管含氢量不得高于0.4%。（12）电解室内严禁，一切动火。第二节氯碱电解工艺的安全控制一、离子膜电解槽安全联锁要求应设置紧急停车系统（ESD）或其他系统。下列事项发生应联锁启动ESD系统或其他系统：（1）整流电流达到规定上限；（2整流系统出现接地故障；（3）直流电压超出规定范围；（4）仪表电源故障；(5)仪表气源达到规定下限；(6)电槽零点电位差超出规定范围；（7）进槽盐水流量达到规定下限；（8）阴极室、阳极室压差超出规定范围；（9）阴极液循环泵或阳极液循环泵停止运行；（10）阳极液/阴极液循环槽液位超出规定范围；(11)氯气（透平）压缩机故障停车；(12)氯气压力、氢气压力或总管压差超过规定范围。ESD系统或其他系统启动后联锁执行下列程序:(1)整流直流电源切断、电解槽停车；(2)盐酸加入阀关闭；(3)氯气总管、氢气总管的切断阀关闭；(4)氯压机、氢压机停车；(5)事故氯吸收系统同时启动；(6)阴极液循环泵/阳极液循环泵应设置备用泵并自成联锁体系，故障情况下停止运行时应在30s内联锁启动备用泵系统；(7)紧急停车系统（ESD）或其他系统应具备电源或应急电源、离子膜电解槽安全联锁要求.二、电解后续工序安全联锁要求(1)氯压机电流、氯压机出口压力应与ESD系统或其他系统联锁，电流为零或压力冲击低限应联锁启动ESD系统或其他系统。(2)液氯钢瓶充装压力应与液氯充装泵电源联锁，液氯充装压力超过1.1Mpa时应联锁切断充装泵电源。(3)液氯钢瓶实际充装重量与充装进料阀联锁，实际充装重量达到规定值时联锁切断充装自动进料阀。(4)合成盐酸氢气管压力与氯气管压力联锁，二者之一压力为零或冲击下限时应联锁关闭另一条管路进料阀。