1、氯堿行業(yè)離子膜燒堿自動化解決方案一、前言離子膜燒堿就是采用離子交換膜法電解食鹽水而制成燒堿（即氫氧化鈉）。 其主要原理是因為使用的陽離子交換膜，該膜有特殊的選擇透過性，只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過，即只允許H、Na+通過，而Cl、OH和兩極產(chǎn)物H2和Cl2無法通過，因而起到了防止陽極產(chǎn)物Cl2和陰極產(chǎn)物H2相混合而可能導致爆炸的危險，還起到了避免Cl2和陰極另一產(chǎn)物NaOH反應而生成NaClO影響燒堿純度的作用。二、工藝流程簡介燒堿目前以離子膜工藝為主。按流程順序分為一次鹽水、二次鹽水精制、電解、淡鹽水脫氯、Cl2處理、H2處理等工序。核心工序是二次鹽水精制和電解部分。鹽水一次精制的

2、主要目的是控制懸浮物(SS)與各種雜質離子的含量在要求的范圍內，為鹽水二次精制作準備。鹽水二次精制最主要部分是螯合樹脂塔，使粗鹽水經(jīng)過樹脂塔后除去二價陽離子。部分工藝在二次精制中鹽水進螯合樹脂塔之前設置碳素管或其它類型過濾器，以進一步降低鹽水中的懸浮物的含量。電解部分是燒堿制備流程的關鍵工序，符合電解要求指標的精制鹽水流經(jīng)電解槽時，在一定直流電作用下，離子經(jīng)離子交換膜的發(fā)生遷移，最終在陰極液相形成燒堿，陽極液相產(chǎn)生淡鹽水，陰極氣相生成H2，陽極氣相生成Cl2。三、控制方案3.1 鹽水一次精制從控制上看，鹽水一次精制回路控制以單回路控制為主，比較簡單。設備控制上最復雜的是過濾工序，國內一般采用戈

3、爾過濾器，多以設備自帶的PLC控制為主，正泰中自9200系列的DCS系統(tǒng)支持專用的網(wǎng)關卡采用串行通訊的方式與第三方PLC進行數(shù)據(jù)共享，以實現(xiàn)對過濾器的監(jiān)視。3.2鹽水二次精制螯合樹脂塔順序控制是二次鹽水控制的核心部分，也是離子膜控制中比較復雜的部分。它對執(zhí)行控制閥等執(zhí)行部件可靠性要求高，其控制功能現(xiàn)在大多由DCS實現(xiàn)精確控制。樹脂塔有三塔串聯(lián)、兩塔串聯(lián)兩種模式，同時根據(jù)不同的工藝對樹脂塔的操作又略有不同，以下就旭化成三塔模式闡述中控的控制方案。旭化成三塔模式控制需要實現(xiàn)的關鍵控制： 正常過濾及再生的程序控制 再生的正常再生、二倍酸洗、三倍酸洗的切換及控制 實現(xiàn)故障時過濾及再生的程序控制 對長期

4、停車及暫時停車的不同進行處理 為現(xiàn)場設備的安全作切換的間隙處理特色控制策略： 因為是以再生塔為主線，另外兩臺塔串聯(lián)過濾，程序切換相當簡單；同時中控提供再生程序單步運行模式，并且每步的運行時間都可以在參數(shù)設定畫面里面進行設置。因此在出現(xiàn)一次鹽水品質不過關，污染了樹脂塔的時候，可以很方便的對樹脂塔內的樹脂進行清洗再生。 順控程序的執(zhí)行中，有很多步驟是需要對開關閥的反饋信號進行判斷，從而決定下一步該進行的什么。為了避免開關閥的反饋傳感器運行較長周期之后容易出現(xiàn)故障進而影響順控程序的運行，程序提供了閥門反饋信號切除開關供選擇。當閥門故障信號影響到順控程序的運行時，如果操作員經(jīng)確認閥門工作正常，是反饋傳

5、感器出現(xiàn)故障，可以選擇將對應的閥門反饋信號進行切除，程序將不再對其進行判斷； 樹脂塔在生產(chǎn)過程中，存在短期停車或者因修整而長期停車兩種停車方式，而不同的停車方式對于工藝流體及閥門的控制要求則各有不同。浙大中控在監(jiān)控畫面里提供了操作面板，可以方便的對停車方式進行選擇。圖二 鹽水二次精制3.3電解電解部分主要是使精制鹽水流經(jīng)電解槽的單元槽陰陽極，并使其保持一定壓差，在直流電作用下發(fā)生正常的離子轉移，必須控制好進電解槽鹽水的PH值和流量、電解槽內陽/陰極間差壓、電解槽出口氯氫差壓、電解槽單元的直流電壓等。為保證電解槽離子膜安全正常運行，同時需要設置極其可靠的聯(lián)鎖保護系統(tǒng)。1、回路控制 氯氫差壓控制雙

6、閉環(huán)比值調節(jié)回路，通過對氯氣總管壓力及氫氣總管壓力的調節(jié)控制使氫氣壓力按一定變比值關系跟隨氯氣壓力變化。 陽極液的回流流量的控制 回流燒堿加純水流量控制 與燒堿濃度形成串級控制 與旭化成電解槽的總電流形成比值控制，比值開關對此進行切換。 電解槽精制鹽水流量的控制電解槽精制鹽水流量與電解槽電流形成比值控制，但其流量不能小于某一設定值。 電解槽陽極加酸流量的控制電解槽陽極加酸流量根據(jù)電解槽電流形成比值控制進行調節(jié)。 電解槽內陽/陰極間差壓檢測檢測目的在于保護離子膜和單元槽的正常運行 ，安裝變送器時要求考慮防腐、防爆、絕緣等因素。 2、電槽聯(lián)鎖保護電解槽的聯(lián)鎖包括公用聯(lián)鎖及單槽聯(lián)鎖兩部分。公用聯(lián)鎖有全廠電源故障、氯壓機全停