国内氯碱生产技术改进概述
蔡春艳 蔡春鹏
近年来，氯碱工业的技术进步体现在盐水精制、电解过程、固碱生产、氯氢处理、自动控制等生产全过程，新
技术的应用推动着氯碱工业不断发展。
北京和隆优化控制技术有限公司围绕如何最大限度地降低烧碱的生产成本问题，从优化控制的角度进行了10
余年的研究与完善，开发了“隔膜法烧碱生产过程全流程优化控制技术”，并在全国大中型氯碱企业中获得大面积
的推广应用，在降低烧碱生产成本、提高产品质量、提高装置生产效率以及环境保护等方面效果显著。
固 碱 生 产
PLC集成度高，安装方便、简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，特别适合环境条件差、电磁干扰多的场合，
近年已应用PLC控制离心机的运行。唐山冀东氯碱有限公司选用日本三菱公司生产的可编程控制器FxON-60MR-D，
该系列是将众多功能集成在超小型机壳内的微型可编程控制器，其安装面积小，并在内部备有模拟电位器与
RUN/STOP开关等方便功能；通过扩展单元和基本单元的连接，可以实现灵活扩展输入输出点数。其软件部分指令
丰富、简捷、易用，非常适用于开发调试。
重庆博张机电设备有限公司为四川宜宾天原股份有限公司氯碱分厂研制的适用于碱液质量分数73%、8万t/a
以上的BZP型结片机采用全密封、多段式可调刀架结构，具有技术先进、产量大、稳定性强、无需二次冷却、传动
机构和碱液槽可调等优点，该机于2005年7月19日在宜宾天原股份有限公司氯碱分厂投入运行。
氯 氢 处 理
传统的氯气干燥装置为两级串联硫酸干燥塔。改良后的填料塔、筛板塔和泡罩塔除了具有正常的干燥处理能力
外，在各自塔筒体（材质为PVC+FRP）的底部增加了一个筒体，作为塔内排酸和本塔硫酸循环贮槽使用，这样一塔
可二用，既节省地面空间，使工艺装置结构紧凑，也便于施工安装。
在填料塔、干燥塔、酸雾捕集器等设备及其之间的管道里，长期积累盐分，使设备能力下降、管径流通面减小，
直至系统无法运行，被迫停车清理。一般情况下，运行半年管道就堵塞，严重时只能维持3～4个月。主要原因在
于除水除雾效果不好，导致结盐、堵塞，阻力降升高，并且酸耗高。如在氯气处理工序增加氯气洗涤装置，并采用
孟山都除雾技术，可以彻底地除去气体中的雾粒，保护氯压机，避免下游设备、管道的腐蚀。例如，上海氯碱化工
总厂使用孟山都除雾器后，管道从未清洗、更换、堵塞过，透平压缩机叶轮、换热器及管道均光亮如新。现锦化化
工集团有限责任公司和芜湖山江化学有限公司也采用了孟山都除雾器。
氯气输送设备的发展经历了纳氏泵、新型纳氏泵、透平压缩机3个阶段。国产LLY-3700型单吸四段四级中压
离心式氯气透平压缩机具有压力高（0.48MPa）、流量大（3725m3/h）的特点，且无硫酸腐蚀与污染；运行周期长、
检修率低、自动化程度高，达到国际先进水平。其输送效率相当于纳氏泵的100倍，1台压缩机可输送10万～11
万t/a烧碱装置产出的氯气，平均每年节电320kWh，同时大大减少了设备占地面积和建筑厂房面积。目前锦西化
工机械（集团）有限责任公司1800～4500m3/h的系列产品在大中型氯碱厂被广泛采用。
杭州求是透平机制造有限公司生产的小型双级压缩高速氯压缩机系列产品，流量1200～2400m3/h，输出压力
0.26～0.45MPa，其特点是采用与LYJ-750/30纳氏泵相同的安装尺寸（底座），可直接在原纳氏泵基础上安装，减
少改造费用；提高了叶轮的耐腐蚀性能；不用浓硫酸作循环液，每年可节约600多t硫酸；1台小透平机（功率132kW）
可替代3台纳氏泵（电机功率每台110kW），每年节电105.3万kWh，并减少了占地面积和厂房投资。
纳西姆公司生产的氢气压缩机具有高流量、低功率的特点，其性能可靠，节电，且占地面积小，是水环泵的替
代产品。该机已在氯碱企业得到应用，如武汉葛化集团有限公司原来使用水环泵（110kW/台）开6台、备3台，现
改用氢气压缩机（80kW/台）只开1台；浙江巨化股份有限公司电化厂采用氢气压缩机开1台、备1台，取代原来
的水环泵8、9台；锦化化工（集团）有限责任公司采用氢气压缩机开2台、备1台，取代原来开6台、备3台的
水环泵。
与汽化器相比，用液下泵输送液氯进行包装，无需对液氯进行过滤，液氯计量槽和贮罐不必再承受汽化施加的
高压，可消除液氯中三氯化氮浓缩、富集引起爆炸的危险，包装压力稳定，操作简便、省力，并可节电40%～60%。
山东滨化集团从德国K.K.K集团PGW.公司引进的叶轮式氯气压缩机于2004年12月8日正式投运。该机具有
输送能力强（单机满足12 万t/a烧碱生产的需要）、振动小、输送量调节范围大、节能显著（装有可调导叶，调
节幅度大于60%，配用电机450 kW）等特点。
电 解 过 程
2004年，我国隔膜法烧碱产量为800万t，占烧碱总产量的78%。如何对原有工艺进行节能降耗的改进，成为
隔膜法烧碱生产厂最为关注的问题。
天津 笱Щぱг赫盼拦淌诘韧ü绯粱ㄖ票噶四擅拙i-X合金电极，阴极极化过电位较碳钢电极低约
160 mV(I=500 A/m2时)，且电极性能稳定，抗反向电流及耐蚀性好，可显著降低能耗。
通过采用多元涂层，可以提高阳极涂层各项性能指标，达到节能降耗的目的。阜新竞欣电化有限责任公司通过
采用四元涂层和五元涂层来提高阳极涂层性能标准，发挥扩张阳极的技术优势，为扩张阳极在高电流密度条件下运
行提供了可靠的保证，与固定阳极相比，单槽电压降低0.2V以上，产能提高20%，节电效果明显。
采用扩张阳极和改性隔膜可以降低隔膜法烧碱电耗。有专家认为二者同时使用效果更好；但也有专家认为不如
单一使用改性隔膜或扩张阳极。这两项技术怎样应用效果更佳，有待专家进一步论证。
葫芦岛市鑫益化工有限责任公司开发了一种新型长效析氧阳极，该含铱阳极在有机电解合成化学、海水电解及
电极箔生产等领域得到了成功的应用，其在氯碱行业中的应用正在推广过程中。通过析氧电流曲线、稳态极化曲线、
强化考核寿命微观形貌及相结构分析，可得出最佳制备工艺：①析氧阳极的活性氧化物应选择贵金属氧化物IrO2，
其在涂层中的质量分数为10%～80%；②在活性氧化物中掺杂惰性金属氧化物是延长涂层寿命的可行办法；③氧化
涂层的氧化温度在400～600℃；④增加涂层厚度可延长阳极寿命，提高催化活性。
离子膜法制烧碱技术可制得高纯烧碱，既节能，又彻底消除了水银法制烧碱过程中产生的汞对人体的毒害和环
境污染。离子交换膜法制烧碱用电解槽经历了从单极槽到复极槽、从强制循环到自然循环、从低电流密度电解槽到
高电流密度电解槽的发展。现在高电流密度自然循环复极电解槽的优越性得到业内人士的认可，北京化工机械厂与
日本旭化成公司合作，可面向国内用户提供这一技术的一条龙式服务。
北京化工机械厂制造的单套10 万t/a烧碱的ZHBCH-2.7型高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽项目已通
过行业专家的评定。目前，包括所有工序在内的整个系统运行状况良好。
2005年，我国研制成功全氟离子交换膜，并建成50t/a的生产装置。这使我国成为继美国、日本之后，第3
个拥有离子膜生产能力的国家。至此，我国已掌握了建设大型离子膜法烧碱装置和离子膜生产的技术。
盐 水 精 制
我国氯碱工业盐水一次精制中膜过滤的应用技术已走在世界前列，既有国外进口的戈尔—颇尔膜和凯膜，也有
我国的鸣泰“种植膜”。新的膜分离技术可将传统的钙、镁杂质同时沉降分离改为钙、镁分步精制去除，提高了膜
的过滤效率，改善了一次盐水的精制质量，使进入二次盐水树脂塔的盐水中钙、镁含量由原来的2.0×10-6降到
1.0×10-6以下，延长了离子膜的使用寿命，并能保证高电流密度自然循环离子膜电解槽经济、稳定地运行。
用洗涤盐逐步取代纯度低的工业盐为原料生产烧碱，可以减少盐泥生成量，生产1t烧碱产生的盐泥量由40～
50kg降至13kg，降低原盐消耗和生产成本。