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氢氧化钾KOH生产线工艺流程说明
更新时间:2025-10-15      阅读:321

氢氧化钾KOH生产是以KCl为原料,由盐水制备、盐水电解、氯氢处理(包括液氯生产和盐酸合成)、氢氧化钾蒸发等生产工序组成。


1.盐水制备 盐水制备包括盐水饱和、化学处理、盐水净化等工序制取电解所需的净化盐水。 盐水饱和:用电解产生返回的淡盐水和压滤废水配置为化盐水,化盐水与钾盐混和制取KCl饱和溶液。原料钾盐通过胶带机连续加入盐水饱和器顶部的物料入口,而化盐水则从盐水饱和器的底部加入,饱和器内盐水的浓度通过调节加入到饱和器盐水入口的化盐水的流量和钾盐的高度,由人工控制。饱和盐水从盐水饱和器溢流口经澄清桶和浮上槽流到膜过滤器再到粗盐水槽。 化学处理:在饱和盐水中添加化学药剂,进行盐水的澄清,从饱和盐水中除去杂质。化学药剂亚硫酸钠、BaCl2、KOH、双氧水和磷酸等加入反应槽。加入双氧水的目的是去除盐水中的游离氯,亚硫酸钠用于去除盐水中的过量的双氧水,氯化钡则用于盐水中的硫酸离子,磷酸去除盐水中的钙、铁等离子,氢氧化钾用于去除盐水中的镁离子。反应过程氯化钡、磷酸均与盐水中的杂质形成沉淀物进入盐泥中。当盐水由反应槽进入到澄清桶和浮上槽后,镁及其它多价阳离子和盐水中的硫酸根阴离子与上述化学药剂进行化学反应生成悬浮固体沉降。盐水中的悬浮杂质再经过膜过滤器处理,净化后将盐水输送至一次盐水槽。 二次盐水净化:净化后的盐水由一次净化盐水泵加入螯合树脂塔进行二次净化,共有两组并联的树脂塔,每组两个塔串联使用。根据出口盐水指标确定再生。出树脂塔的盐水进入精盐水槽送电解工段,从树脂塔顶流出的盐水进入树脂捕集器,在捕集器中相对粒径较大的树脂回收,盐水再流入回收池。 盐水净化各工段产生的盐泥排入盐泥回收池,用压滤机压滤,压滤废水进入大回收池用于饱和器配制化盐水。

2.电解 净化盐水进入电解槽制备氢氧化钾溶液、氢气、氯气和淡盐水。 净化盐水经加热器加热后与阳极液混合,进入电解阳极室,阳极液温度85℃,为控制阳极液的pH值,加入31%的高纯盐酸。阳极液电解产生淡盐水和氯气,部分淡盐水经脱氯装置脱氯后送盐水制备工段,其余淡盐水经阳极液循环泵在阳极液循槽和电解槽间循环。氯气经冷却后去氯氢处理工段。 电解槽的阴极室加入相适量的纯水,控制碱液的浓度。阴极液经阴极液循环泵在阴极液循槽和电解槽间循环。阴极液电解后产生碱液和氢气,部分碱液经冷却后送阴极液循环槽,其余碱液进入30%碱液中间储槽,再送至蒸发工段。氢气经冷却后去氢气处理工段。 淡盐水脱氯:向脱氯器中填料层下鼓入空气,控制填料中适当的pH值,可以使电解后盐水溶液中的氯气在空气的搅拌作用下逸出,具体程序如下:电解后淡盐水用泵加入到脱氯器中,在脱氯器中逸出的氯气随空气从塔顶流出,盐水从塔底流出送至盐水饱和器制备盐水,脱氯废气送废气处理工段。 淡盐水除杂:电解盐水过程会产生少量的lvsuanjia在淡盐水中,通过加入少量的37%jiaquan反应后生成KCl、二氧化碳和水,最终将处理后的盐水用泵送盐水制备。37%jiaquan加入量较少,在反应过程中全部消耗。

3.氯气处理 氯气处理包括氯气处理和液氯生产。 a.氯气处理 冷却除雾:从电解来的湿氯气进入氯气冷却器,用循环水冷却后进入氯气洗涤塔,进一步除去夹带的KCl,同时使氯气得到冷却。出氯气洗涤塔的氯气进入水雾捕集器,除去气体中夹带的雾滴和其他杂质,再进入干燥单元进行干燥。 氯气干燥:干燥系统由两个串联的干燥塔组成,来自氯气除雾器的氯气进入填料干燥塔塔底。在填料塔硫酸浓度控制在75%左右,硫酸通过填料干燥塔泵加入到填料干燥塔的顶部进行循环吸收,产生的热量由填料塔酸板式换热器转移走。出填料干燥塔后的氯气从底部进入泡罩干燥塔,泡罩干燥塔泵用98%的硫酸进行循环吸收,产生的热量由泡罩塔酸板式换热器转移走。吸收用的硫酸通过循环泵加入各自干燥塔塔顶进行循环吸收,含有雾沫的氯气与硫酸进行逆流接触吸收。吸收过程中产生的硫酸稀释热通过各自的板式换热器由冷冻水移走。从填料干燥塔流出的硫酸通过液位控制排至稀硫酸槽,向稀硫酸槽内鼓入空气以除去剩余的氯气,从稀硫酸槽内排出的含有氯气的废气送至脱氯塔。稀硫酸(75%)做为副产品外售。 b.液氯生产 干燥后的干氯气经除雾器后进入氯气压机压缩,干氯气被压缩成为3.0kg/cm2的氯气。加压后的干氯气进入氯气冷凝器冷却液化(冷却温度-15℃),出氯气冷凝器的液氯进入气液分离器,液氯经液氯泵加压后,装槽车外售,少量分离尾气通过管道引入次氯酸钠反应器。 液氯暂存:根据项目生产连续性的要求,防止后道工序的负荷波动引起电解装置不必要的开停车,设置3台50m3液氯中间储罐,两台用于液氯进料缓冲,还有一台应急备用槽用于事故状态时紧急倒罐,防止液氯大量泄漏。根据重大危险源管控的要求,液氯储罐进出料切断阀接入全厂安全仪表系统(SIS),紧急状况下能够连锁切断液氯储罐的进出料切断阀。 液氯产品充装:液氯充装分液采用槽车充装,充装工艺采用液氯泵包装工艺,压力控制小于1.1MPa。液氯槽车采用DCS自动控制,设置充装重量联锁关闭槽车液相进料自动切断阀。槽车在充装过程中均采用液相进料,同时气相排气的工艺,防止超压泄漏;拆卸槽车鹤管时,残余氯气均采用管内负压抽吸至次氯酸钠生产装置吸收,防止氯气的无组织排放。液氯充装厂房采用封闭厂房,内部设置有毒气体检测器及事故通风设施。事故泄漏时,联锁启动负压抽风系统,废气抽吸至事故氯气吸收装置,使用18%NaOH吸收,液体继续用于次氯酸钠产品的生产。 #MPR E-Scan在线浓度分析仪广泛应用于氢氧化钾KOH生产装置,你值得拥有。

4.KOH蒸发 电解产生的30%氢氧化钾碱液部分用于蒸发制得48%KOH,部分48%KOH用于制得电子级48%KOH。 48%KOH溶液制备采用三效降膜蒸发工艺,三效降膜蒸发采用负压操作,蒸发温度100℃~150℃。来自电解槽的30%KOH溶液通过流量自动调节与循环的KOH溶液混合后从三效蒸发器的塔顶进入,KOH溶液在蒸发器内进行降膜蒸发,因为加料温度高于沸腾温度,一部分液体蒸发,产生水蒸汽。水蒸汽沿着蒸发器换热管中向下流动,而液体则沿着管内壁而下作膜状流动,同时水从膜中不断蒸发,液体KOH逐步变浓,浓度达35%。浓缩后的KOH溶液进入三效循环泵,一部分KOH溶液循环进入蒸发器顶入口,另一部分通过液位控制调节阀(双参数调节)从顶部进入二效蒸发器效体进行浓缩,浓度达42%。然后二效蒸发出口的42%液体KOH通过二效泵输送到一效蒸发器顶部进入效体,在一效蒸发器中的KOH溶液被浓缩至48%,KOH溶液进入一效循环泵,部分48%KOH溶液进行一效效体循环,其它的48%KOH溶液一部分进入电子级氢氧化钾生产装置,生产电子级48%KOH,一部分通过两台串联的冷却器进行冷却,同时加热进入二效、一效蒸发器顶部的KOH溶液,出冷却器的48%KOH溶液送入罐区产品储罐。

5.电子级48%氢氧化钾 从KOH蒸发工序来的部分48%碱液经三效降膜蒸发后,碱液浓缩至55%。55%KOH进入结晶器,结晶器用冷冻水冷却,保持结晶器出口溶液在20℃左右出料至离心机,使得结晶后的晶体与溶液进行分离,晶体进入低钠罐,溶液进入母液罐。在低钠罐中加入一定量产品蒸汽冷凝水或30%的KOH,经过搅拌将晶体溶解后调配成48%的KOH溶液,作为电子级氢氧化钾销售。在母液罐中加入一定量的纯水,将碱液配比至48%后输送至罐区,作为一般工业级氢氧化钾销售。 #MPR E-Scan在线浓度分析仪广泛应用于氢氧化钾KOH生产装置,你值得拥有。

6.氢气处理 从电解槽阴极排出的含有水蒸汽的氢气进入氢气冷却器用循环水冷却,从冷却器出来的氢气进入氢气捕沫器除去夹带的水滴,然后送至盐酸工序和燃氢锅炉。冷凝下来的氢气冷凝液收集至冷凝液池,经冷凝液泵送至废盐水池,并最终回化盐。

7.盐酸合成 自氯气处理工序来氯气经氯气管道阻火器进入合成炉;氢气处理工序来的氢气经氢气管道阻火器也送入合成炉,在炉内氯气和氢气进行燃烧,生成氯化氢气体。燃烧过程通过精确控制以确保生产安全。氢气与氯气以等摩尔数进行反应生成氯化氢,该反应为放热反应,可产生高达2500℃的反应温度(绝热温度),反应热为1000kCal/kgHC(l生成35%的HCl溶液时)。燃烧和吸收放出的热量经盐酸合成炉夹套内的水吸收热量后,进入蒸气闪发罐,副产蒸汽进入全厂蒸汽管网供生产使用。反应过程中控制氢气量微过量(5%左右),以确保氯气反应,防止氯气进入大气中。生成的氯化氢气体经降膜吸收器和尾气塔用纯水吸收为31%的高纯盐酸, 出尾气塔的尾气经过洗涤塔用稀碱液洗涤后达标排放,吸收的碱液回到稀碱液槽,再用泵送到洗涤塔循环使用。 制备的31%高纯盐酸部分返回电解槽使用,部分作为副产品外售。

8.废气处理(含次氯酸钠生产) 装置开停车及事故状态时的氯气先在一级事故洗涤塔内用循环槽来的吸收碱液进行吸收,吸收反应后的尾气再进入二级事故洗涤塔进一步用碱液吸收,使排出尾气达标后经风机在25m高处排至大气。 来自液氯气液分离工序的含氯尾气、稀硫酸脱氯工序的含氯尾气、淡盐水脱氯工序的含氯尾气及液氯充装尾气等经管道送至次氯酸钠反应器中,用18%氢氧化钠溶液进行吸收,得到10%浓度的次氯酸钠溶液。含氯尾气从反应器底部进入,反应液通过循环泵加入反应器顶部,反应液与含氯尾气在反应器内进行反应,反应热由换热器带走,反应液温度维持在17℃左右。反应液中NaClO浓度通过测定电导率调节氢氧化钠溶液加料量进行控制。通过液位控制器将反应器中的NaClO溶液排入NaClO贮槽。为防止NaClO溶液分解,在NaClO贮槽中的NaClO溶液用循环泵送至冷却器中循环冷却,温度控制在15℃,冷却剂为冷冻水。次氯酸钠反应器尾气以及开停车废氯气再经两级事故吸收塔用碱液吸收后由引风机经25m高排气筒高空排放。吸收的碱液回到稀碱液槽,再用泵送到洗涤塔循环使用。

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