CN102424980A - 含有离子膜电解槽的电解系统及其调压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有离子膜电解槽的电解系统及其调压方法，在调节离子膜电解槽内氯气压力和氢气压力过程中离子膜电解槽内的气压波动较小。该电解系统主要是将氯气气压调节装置和氢气气压调节装置进行了调整，所述氯气气压调节装置包括设置在水捕集器和干燥装置之间的管路上的第一氯气调节阀，还包括设置在废气回收支管上的第二氯气调节阀；所述氢气气压调节装置包括设置在氢气回收支管上的位于氢气洗涤塔和氢气压缩机之间的第一氢气调节阀和设置在氢气放空支管上的第二氢气调节阀。

Description

含有离子膜电解槽的电解系统及其调压方法
技术领域
本发明涉及一种含有离子膜电解槽的电解系统，以及该电解系统的调压方法。
背景技术
目前，生产氯碱工艺中一般应用含有离子膜电解槽的电解系统，该电解系统一般包括离子膜电解槽，离子膜电解槽设置有两路回收系统，如图1所示，一路为氯气回收系统，另一路为氢气回收系统，所述氯气回收系统包括通过管路依次相连的氯气洗涤塔，冷却装置，水捕集器，干燥装置，酸捕集器和氯气压缩机，还包括氯气气压调节装置，该氯气气压调节装置是安装在离子膜电解槽与氯气洗涤塔之间的主管路上的调节阀；所述氢气回收系统包括氢气洗涤塔，氢气压缩机和氢气气压调节装置，氢气洗涤塔的出口分别连接有氢气回收支管和氢气放空支管，氢气压缩机设置在氢气回收支管上，上述氢气气压调节装置是安装在离子膜电解槽与氢气洗涤塔之间的主管路上的调节阀。上述电解系统使用时，由于离子膜电解槽出来的气体有氯气和氢气，为了保护离子膜不受到损坏，必须调节氢气压力大于氯气压力2Kpa，这是由于离子膜电解槽的阳极半壳为百叶窗状，表面平滑，阴极半壳为网状，其涂层在上面有细的毛刺，所以要求生产时，绝对保证阴极系统压力比阳极系统压力大约2Kpa，以保证离子膜靠近阳极侧而不靠近阴极侧，避免阴极涂层毛刺对离子膜造成损害，所以对系统压力控制要求较为苛刻。现有技术中，用于控制氢气和氯气压力的装置为两个调节阀，通过这两个调节阀分别调节氯气和氢气的压力。但采用上述结构存在以下不足：通过上述两个调节阀在调节氯气压力和氢气压力时，气压波动过大，经常由于气压调整幅度过大使得离子膜靠近阴极侧，进而发生损坏。目前解决上述不足的方式是通过精确调节上述两个调节阀的开启量，但效果并不理想，仍然会经常因压力波动过大使得离子膜发生损坏。而且，由于离子膜电解槽出来的氯气含有大量的水份，这些水份会在调节阀处聚集，且会对调节阀产生侵蚀，使得调节阀的灵敏度显著下降，进而使得气压波动更大。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种在调节离子膜电解槽内氯气压力和氢气压力过程中离子膜电解槽内的气压波动较小的含有离子膜电解槽的电解系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含有离子膜电解槽的电解系统，包括离子膜电解槽，所述离子膜电解槽连接有氯气回收系统和氢气回收系统，所述氯气回收系统包括通过管路依次相连的氯气洗涤塔，冷却装置，水捕集器以及干燥装置，所述氯气洗涤塔与冷却装置之间的管路上连接有废气回收支管，所述氯气回收系统还包括氯气气压调节装置；所述氢气回收系统包括氢气洗涤塔，氢气压缩机和氢气气压调节装置，氢气洗涤塔的出口分别连接有氢气回收支管和氢气放空支管，所述氢气压缩机设置在所述氢气回收支管上，所述氯气气压调节装置包括设置在水捕集器和干燥装置之间的管路上的第一氯气调节阀，还包括设置在废气回收支管上的第二氯气调节阀；所述氢气气压调节装置包括设置在氢气回收支管上的位于氢气洗涤塔和氢气压缩机之间的第一氢气调节阀和设置在氢气放空支管上的第二氢气调节阀。
进一步的是：所述冷却装置包括相连的第一钛冷却器和第二钛冷却器。
本发明还提供了一种应用上述电解系统进行调压的方法：调压方法，包括上述含有离子膜电解槽的电解系统，通过调节第一氯气调节阀，第二氯气调节阀，第一氢气调节阀和第二氢气调节阀使离子膜电解槽内的氢气压力比氯气压力大2Kpa。
本发明的有益效果是：一方面，通过本发明的第一氯气调节阀，第二氯气调节阀，第一氢气调节阀和第二氢气调节阀对氯气压力和氢气压力进行调整时，离子膜电解槽内的气压波动较小，有利于保护离子膜不受损伤，另一方面，由于第一氯气调节阀位于水捕集器之后，氯气经水捕集器后可去除大部分水份，可避免在第一氯气调节阀处存在积水，也有利于减弱第一氯气调节阀的侵蚀，使得第一氯气调节阀长期稳定的保持较高的灵敏度，进而有利于降低离子膜电解槽内的压力波动。而且，本发明通过较小的改进，克服了现有技术中的不足，有效降低了离子膜的更换率，使生产成本显著降低。
附图说明
图1为现有技术中的电解系统的示意图；
图2为本发明的电解系统的示意图。
图中标记为：离子膜电解槽1，氯气洗涤塔2，第一钛冷却器3，第二钛冷却器4，水捕集器5，第一干燥塔6，第二干燥塔7，酸捕集器8，氯气压缩机9，氢气洗涤塔10，氢气压缩机11，冷却装置12，干燥装置13，第一氯气调节阀14，第二氯气调节阀15，第一氢气调节阀16，第二氢气调节阀17，废气回收支管18，氢气放空支管19，氢气回收支管20。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图2所示，含有离子膜电解槽的电解系统，包括离子膜电解槽1，所述离子膜电解槽1连接有氯气回收系统和氢气回收系统，所述氯气回收系统包括通过管路依次相连的氯气洗涤塔2，冷却装置12，水捕集器5以及干燥装置13，所述氯气洗涤塔2与冷却装置12之间的管路上连接有废气回收支管18，所述氯气回收系统还包括氯气气压调节装置；所述氢气回收系统包括氢气洗涤塔10，氢气压缩机11和氢气气压调节装置，氢气洗涤塔10的出口分别连接有氢气回收支管20和氢气放空支管19，所述氢气压缩机11设置在所述氢气回收支管20上，所述氯气气压调节装置包括设置在水捕集器5和干燥装置13之间的管路上的第一氯气调节阀14，还包括设置在废气回收支管18上的第二氯气调节阀15；所述氢气气压调节装置包括设置在氢气回收支管20上的位于氢气洗涤塔10和氢气压缩机11之间的第一氢气调节阀16和设置在氢气放空支管19上的第二氢气调节阀17。
使用时，通过调节第一氯气调节阀14，第二氯气调节阀15，第一氢气调节阀16和第二氢气调节阀17使离子膜电解槽1内的氢气压力比氯气压力大2Kpa。例如，当需要回收氯气和氢气时，可先将第二氯气调节阀15和第二氢气调节阀17关闭，然后调节第一氯气调节阀14和第一氢气调节阀16使离子膜电解槽1内的氢气压力比氯气压力大2Kpa；当需要排出电解系统内的氯气废气时，可适当开启第二氯气调节阀15；当需要将多余氢气通过放空支管排出时，可适当开启第二氢气调节阀17。由于第一氯气调节阀14，第二氯气调节阀15，第一氢气调节阀16和第二氢气调节阀17都远离离子膜电解槽1，使得各个调节阀前方的管路和相关装置形成气体缓冲区，尤其是第一氯气调节阀14，其前方的管路以及氯气洗涤塔2，冷却装置12和水捕集器5共同形成一个理想的气体缓冲区，对压力波动起到缓冲作用，因此可使离子膜电解槽内的压力波动显著减小，有利于保护离子膜不受损伤，进而有利于保证生产的长期稳定的运行。
上述第一氯气调节阀14由于设置在冷却装置12和水捕集器5之后，使得经过第一氯气调节阀14的氯气的含水量很小，可有效防止在第一氯气调节阀14处形成积水，为了在上述基础上，进一步降低氯气中的含水量，所述冷却装置12包括相连的第一钛冷却器3和第二钛冷却器4。通过设置两个钛冷却器，可将氯气中的绝大部分气态水形成液态水，进而可通过水捕集器将氯气中的绝大部分水除去。
实施例：
如图2所示，含有离子膜电解槽的电解系统，包括离子膜电解槽1，所述离子膜电解槽1连接有氯气回收系统和氢气回收系统，所述氯气回收系统包括通过管路依次相连的氯气洗涤塔2，冷却装置12，水捕集器5，干燥装置13，酸捕集器8和氯气压缩机9，所述冷却装置12包括相连的第一钛冷却器3和第二钛冷却器4，所述干燥装置13包括相连的第一干燥塔6和第二干燥塔7，所述氯气洗涤塔2与冷却装置12之间的管路上连接有废气回收支管18，所述氯气回收系统还包括氯气气压调节装置，所述氯气气压调节装置包括设置在水捕集器5和干燥装置13之间的管路上的第一氯气调节阀14，还包括设置在废气回收支管18上的第二氯气调节阀15；所述氢气回收系统包括氢气洗涤塔10，氢气压缩机11和氢气气压调节装置，氢气洗涤塔10的出口分别连接有氢气回收支管20和氢气放空支管19，所述氢气压缩机11设置在所述氢气回收支管20上，所述氢气气压调节装置包括设置在氢气回收支管20上的位于氢气洗涤塔10和氢气压缩机11之间的第一氢气调节阀16和设置在氢气放空支管19上的第二氢气调节阀17。

Claims (3)

1.含有离子膜电解槽的电解系统，包括离子膜电解槽(1)，所述离子膜电解槽(1)连接有氯气回收系统和氢气回收系统，所述氯气回收系统包括通过管路依次相连的氯气洗涤塔(2)，冷却装置(12)，水捕集器(5)以及干燥装置(13)，所述氯气洗涤塔(2)与冷却装置(12)之间的管路上连接有废气回收支管(18)，所述氯气回收系统还包括氯气气压调节装置；所述氢气回收系统包括氢气洗涤塔(10)，氢气压缩机(11)和氢气气压调节装置，氢气洗涤塔(10)的出口分别连接有氢气回收支管(20)和氢气放空支管(19)，所述氢气压缩机(11)设置在所述氢气回收支管(20)上，其特征是：
所述氯气气压调节装置包括设置在水捕集器(5)和干燥装置(13)之间的管路上的第一氯气调节阀(14)，还包括设置在废气回收支管(18)上的第二氯气调节阀(15)；
所述氢气气压调节装置包括设置在氢气回收支管(20)上的位于氢气洗涤塔(10)和氢气压缩机(11)之间的第一氢气调节阀(16)和设置在氢气放空支管(19)上的第二氢气调节阀(17)。
2.如权利要求1所述的含有离子膜电解槽的电解系统，其特征是：所述冷却装置(12)包括相连的第一钛冷却器(3)和第二钛冷却器(4)。
3.调压方法，其特征是：包括权利要求1或2所述的含有离子膜电解槽的电解系统，通过调节第一氯气调节阀(14)，第二氯气调节阀(15)，第一氢气调节阀(16)和第二氢气调节阀(17)使离子膜电解槽(1)内的氢气压力比氯气压力大2Kpa。
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