氯碱工业厂房

氯碱工业厂房（精选八篇）

氯碱工业厂房 篇1

一、中国氯碱工业的技术发展史

从80年代到2000年以前,进入了引进吸收阶段,氯碱工业进入了长足发展的阶段;进入新世纪后至今,便是创新发展阶段,特别是2005、2006年中国烧碱和聚氯乙烯的产能和产量跃居世界第一位,李军认为,这样的地位应该是无法改变的,很难有国家想予以超越。他认为技术进步主要体现在以下三个方面:

1. 生产工艺不断优化

以烧碱为例,进入新世纪之前,能耗高,污染大的水银法和石墨阳极工艺便被完全淘汰,随之被离子膜和隔膜法所替代,目前这两种技术中国已走到了世界的前列,而在欧洲和美国,水银法制烧碱还占有相当的比重。此外,据国家公布的产业结构调整指导目录(2011版)上,隔膜法制碱被列为了淘汰类,也就是说再隔五年,隔膜碱将被禁止生产。对于聚氯乙烯而言,自2005年以后,乙炔法和乙烯法制聚氯乙烯的比例从63%:37%发展到现在的80.9%:19.1%,可见,技术的进步以及贫油多煤的资源结构使乙炔法生产发展更加完善和迅速。此外,还有很多技术工业的不断进步的方方面面,如:盐水精制技术提高离子膜使用寿命、金属阳极改造降低电耗、蒸发技术进步降低汽耗、干法乙炔发生工艺降低用水量并循环利用、PVC离心母液回收技术提高回收率、VCM精馏尾气变压吸附工艺降低排放量等等,这些工艺不仅使得能耗得以下降,同时还与环境不断友好。

2. 技术装备大型化和国产化

目前,对于产能居世界第一的烧碱而言,以离子膜法电解槽为例,其国产化已经超过了50%,聚氯乙烯的聚合釜也在不断的向大型化方向发展,容积从70m3到135m3,生产强度从5000吨/年.釜发展到67000吨/年.釜。

大型国产化乙炔法聚氯乙烯成套技术装备设计制造能力从1958年的0.3万吨到1978年的5万吨,再到2009年的20万吨。此外,对于生产的控制系统,现已大量地使用自动控制系统(DCS)和安全保护系统(ESD),在控制和安全性能方面都有了很大的提高。此外,聚氯乙烯聚合釜在大型化方面也有很大的提高。

3. 产品品种和质量在不断提升

聚氯乙烯产品从1978年的十几种到目前的一百多种,其他氯产品种类达到了上千种,其中有相当规模的系列,如甲烷氯化物、石蜡氯化衍生物、环氧氯丙烷、氯苯及衍生物等。此外,在质量上也不断提高,产品技术参数基本与国际同步,质量指标稳定。

二、中国氯碱工业存在的问题

1. 产能增长速度与市场发展脱节

进入新世界以后,无论是烧碱还是聚氯乙烯的产能都发展速度远远高于市场的需求,造成了产能的利用率较低,对于多余产能的消耗还将持续一段时间。李军表示,新的产业政策出台后会对产能利用率的提高会带来很大的好处。

2. 安全管理水平与行业发展不相适应

李军认为,氯碱行业发展非常快,但在此背景下,安全管理的水平如何提升将是一个很大考验,他总结道:近一两年来,行业安全事故较多,并且有一些变化,以前事故多发生在制氯的过程中,而近年来,却在制聚氯乙烯的生产过程中事故发生比较多,以前是在物流环节发生事故较多,而近来,在装置内部发生事故较多,此外,在新兴企业发生事故发生较多,这反映了新兴企业中安全管理上还没有得到重视。这些都是值得关注的问题。李军认为,目前,除了安全不达标企业的推出机制不完善和行业准入中安全资格审查比重低的状况存在之外,信息不能共享也是导致安全事故不易防范的发生重要原因,由于事故发生企业由于各种原因不愿意公布事故的真相,导致信息不能共享,风险不能防范。

3. 行业集中度低,布局不合理

虽然氯碱行业的产能非常巨大,但集中度还是非常低,2010年,烧碱生产企业共176家,产能3021万吨,但平均产能是17万吨/年,聚氯乙烯生产企业共94家,产能2043万吨,但平均产能却在22万吨/年。此外,分布也不合理,30.80%集中在西北部,其次30.40%在华北地区,尤其近几年更向西北倾移,但市场主要分布在华东、华南,这样的分布,造成了物流的成本非常高,而更关键的是物流的能力经常制约了产品能顺利送达到东部的产品需求地。

4. 行业受能源及原材料的影响较大

《关于清理对高耗能企业优惠电价等问题的通知》提到,在国家颁布的目录电价表中,铁合金、氯碱、电石等高耗能企业用电价格低于大工业电价10%以上的,价差大于5分钱的,自2010年6月1日起,每年取消5分钱优惠,直至达到比大工业电价低10%的水平。这就意味着电价上涨0.05元/千瓦时,乙炔法聚氯乙烯成本便上升400元/吨。李军表示,明年大工业用电又将会调整,氯碱行业的成本便会随之上升。

三、技术进步是行业发展的不竭动力

李军认为在“十二五”期间,有以下几方面的技术进步对氯碱行业的影响至关重要。

1. 必须推进低汞化、加快无汞化进程,并加大无汞触媒的研发力度

李军表示说,最近防止汞污染的国际谈判正在加快速度的进行当中,明年就要签订相关的国际公约,最终的目标是全面禁止汞的开采,全面禁止汞的贸易,全面禁止汞的使用,此外,“十二五”结构调整的目录当中也明确“十二五”末要淘汰高汞触媒以及淘汰使用高汞触媒的乙炔法聚氯乙烯生产方式,这对氯碱行业是非常重要的。全球汞的消耗,中国占了汞消耗总量的2/3,而氯碱行业占中国汞消耗的2/3,因此,汞的问题如果不能有效解决,对产业的未来发展将会带来重大影响。目前,在国家的层面上,我国已经成立了防止汞污染领导小组,很多政策将会出台,氯碱行业自身也制定了防止汞污染的路线图——低汞化到无汞化,目的就是为了推进低汞化乃至无汞化的进程。李军认为,国际上可能会给出一个宽限期,但是无汞化是必然,因此,氯碱行业应加大无汞触媒的研究,先实现低汞触媒。

2. 离子膜烧碱装置的国产化

目前,离子膜烧碱的规模已经很大,李军表示说,到2015年,烧碱的生产将会都用离子膜,如果到那个时候,离子膜还不能实现国产化,那么产业的安全性将会受到影响。目前,对于离子膜烧碱装置已经取得了一定的成绩,2011年1月东岳的国产离子膜通过国家验收。因此,“十二五”期间,应当促进国产离子膜烧碱的产业化,以及国产离子膜烧碱在烧碱生产过程当中的推广和使用。

3. 新技术的工业化应用

高三化学复习氯碱工业 篇2

班级：_________

姓名：_________

一、选择题（每小题2分，共20分。每小题有1～2个正确答案）

1．用铂作电极，电解500mLKCl溶液，当两极产生气体的总体积为16.8mL（标准状况）时，溶液的pH范围为

A．8～10

B．10～12

C．5～6

D．3～4 2．有水存在时氯化锂受热可发生水解。现将某氯化锂溶液蒸干并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是

A．阳极产物是氢气

B．阳极产物有氧气 C．阴极产物有锂和氢气

D．阳极产物只有氯气

3．下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法中正确的是

A．X是正极，Y是负极 B．X是负极，Y是正极

C．CuSO4溶液的pH逐渐减小 D．CuSO4溶液的pH保持不变

14．1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中，c（SO24）=2mol·L，用石墨作电极电解此溶

－液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K）为

－－

A．0.5mol·L1 B．1mol·L1 －－

C．1.5mol·L1 D．2mol·L1

＋＋－5．在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO24及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是

①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的碳酸钠溶液 ⑤加过量的氯化钡溶液

A．①④②⑤③

B．④①②⑤③ C．②⑤④①③

D．⑤②④③①

－6．铁棒和石墨棒用导线连接后，浸入0.01mol·L1的食盐溶液中，可能出现的现象是

－

A．铁棒附近产生OH B．铁棒被腐蚀 C．石墨棒上放出O2 D．石墨棒上放出Cl7．电解溶质质量分数为26.0%的饱和食盐水100g，通入0.200mol电子后溶液中NaOH的质量分数的理论值是

＋A．8.02%

B．8.00%

C．8.63%

D．8.61% 8．家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的“创新”应用。该发生器利用常见的精盐和自来水为反应物，通电时，发生器内电解槽里的极板上产生大量气泡。切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，跟发生器直接有关的反应是

A．2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

B．H2＋Cl2===2HCl C．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O D．NaClO＋HCl===NaCl＋HClO 9．将含有0.400molCu（NO3）2和0.400molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.300molCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为

A．3.36L

B．6.72L C．5.60L

D．大于5.60L，小于6.72L 10．用惰性电极电解未精制的饱和食盐水，食盐水装在U型管内。结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是

A．碳酸镁

B．硫酸钡 C．氢氧化镁

D．碳酸钡

二、填空题（22分）

11．下图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空：

（1）X的电极名称是___________极，发生的电极反应式为___________，Y极的电极材料是___________。检验X极的产物方法是___________。

（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X一端出现了白色沉淀，此沉淀是___________（填化学式）。其形成原因是___________，该沉淀在空气中放置，现象是______________________。

（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开（如下图）其目的是___________，阳极室（A处）加入___________，阴极室（B处）加入___________，离子交换膜只许___________离子通过。

三、计算题（8分）12．20℃时食盐的溶解度为36g，取一定量该温度下的饱和食盐水用惰性电极进行电解，当阳极析出11.2L（标准状况）气体时，食盐完全电解，所得溶液密度为1.20g/mL，试计算

（1）电解时，饱和食盐水的质量；

（2）电解后溶液中NaOH的物质的量浓度；

（3）要使溶液恢复原状态，需加入多少克什么物质？

参考答案

一、1．B 2．B 3．AC 4．D 5．C 6．B 7．C 8．AC 9．C 10．C

－－

二、11．（1）阳 2Cl－2e===Cl2↑ Fe 用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生

＋＋－（2）Fe（OH）2 铁作阳极时被氧化为Fe2，纠正后，这一端又变为阴极，2H＋2e－＋===H2↑，生成的OH与Fe2结合成Fe（OH）2 先变灰绿色，后变红褐色

（3）防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯 饱和食盐

＋水 纯水（或NaOH稀溶液）Na

－

氯碱工业厂房结构的防腐蚀设计 篇3

笔者曾多次参与某氯碱化工企业对其生产装置及厂房的例行安全检查,发现部分厂房结构构件腐蚀严重而影响到企业的正常生产。因此,如何防止和控制化学腐蚀性介质对化工厂房结构的腐蚀,确保厂房的合理使用寿命,是我们设计人员在今后的工作中需认真探索的课题,本文对此作一论述。

1 结构防腐蚀设计中的注意事项

1.1 厂房结构选型

根据《防腐规范》3.1.4条腐蚀性介质对建筑材料的腐蚀等级的不同,恰当的选择厂房结构形式,对确保厂房结构的合理使用寿命十分关键。钢筋混凝土结构承载力高、易于施工、易于表面防护等优点是工业建筑优先选用的结构形式之一,因而氯碱企业中常见的厂房结构多为现浇钢筋混凝土框架(或排架)结构;钢结构自重轻、施工周期短、造价低,但耐火及耐腐蚀性能极差,工程中较少采用,当一些次要构件业主要求采用轻钢结构时,设计中要有便于更换的处理措施。而砌体结构对化工生产装置厂房而言,因其抗水平推力差,抗爆炸冲击力以及抗震性能差等因素,一般极少选择用于厂房的承重结构。

1.2 钢筋混凝土结构

氯碱厂房钢筋混凝土结构构件不但要承受各种荷载的作用,还要承受化学腐蚀介质的腐蚀作用。结构构件的裂缝和混凝土施工的缺陷以及混凝土本身的空隙都是腐蚀介质侵蚀的路径,混凝土及钢筋的腐蚀将使构件承载力下降。因此,在钢筋混凝土结构厂房的防腐蚀设计中,对钢筋混凝土构件的裂缝控制、构造措施、表面防护均应采取相应控制处理措施,并相应提高结构承载力的耐腐蚀储备,提升厂房结构自身的抗腐蚀能力。

注:1)预应力混凝土构件最低混凝土强度等级应比表中提高一个级别;最大氯离子含量为水泥用量的0.06%。2)当混凝土中掺入矿物掺合料时,“水泥用量”为“胶凝材料用量”,“水灰比”为“水胶比”(下同)

腐蚀性介质对构件的腐蚀一般是由外表向内部逐步进行的。混凝土的抗渗性能对腐蚀的速度起重要影响。混凝土的抗渗性能主要决定于混凝土的密实度,而对混凝土密实度起控制作用的是水灰比和水泥用量。因此,在腐蚀环境下,结构混凝土的基本要求不得低于表1的要求。

控制建筑物构件横向裂缝及裂缝宽度也是防腐蚀设计的要点之一。构件裂缝宽度过大,在腐蚀性介质的直接作用下,将导致钢筋的锈蚀。故裂缝控制等级和最大裂缝宽度允许值不得大于表2的要求。

注:裂缝控制等级的划分应符合现行国家标准GB 50010混凝土结构设计规范的规定

钢筋混凝土结构是混凝土与钢筋的复合体,它的腐蚀形态除混凝土自身的腐蚀外还有钢筋的锈蚀。增加钢筋的混凝土保护层厚度,能有效阻隔腐蚀性介质到达钢筋表面的时间,是提高混凝土结构耐久性的重要措施。但过分加大保护层厚度也会加大受弯构件横向裂缝。《防腐规范》对混凝土保护层最小厚度的强制规定见表3。

1.3 钢结构

对于钢结构构件或杆件来说,受腐蚀后强度和刚度削弱明显,太薄的杆件一旦腐蚀便很快丧失承载力。因此,氯碱化工企业在强腐蚀性介质作用下的建(构)筑物受力构件的选型应慎用钢结构做主要的承重结构,并对钢构件的除锈和表面防护处理引起高度重视。腐蚀性等级为强、中时,桁架、柱、主梁等重要受力构件不应采用格构式和冷弯薄壁型钢。钢结构杆件截面的厚度应符合下列规定:1)钢板组合的杆件不小于6 mm。2)闭口截面杆件不小于4 mm。3)角钢截面的厚度不小于5 mm。桁架、柱、主梁等重要钢构件和矩形闭口截面杆件的焊缝应采用连续焊缝。角焊缝的厚度不应小于杆件厚度与8 mm之间的较小者。

1.4 浅基础

基础的耐久性是结构安全使用的关键。氯碱工业产品中的烧碱以及氯气处理用的硫酸等酸碱强腐蚀性介质渗入土壤后,能使地基土膨胀,造成上部结构的破坏。故基础材料的选择和基础埋深应满足:1)基础应采用素混凝土、钢筋混凝土或毛石混凝土;2)素混凝土和毛石混凝土的强度等级不应低于C25;3)钢筋混凝土的混凝土强度等级宜符合表1的要求;4)生产过程中,当有硫酸、氢氧化钠、硫酸钠等介质泄漏作用能使地基土产生膨胀时,埋深不应小于2 m;5)生产过程中,当有腐蚀性介质泄漏作用时,埋深不应小于1.5 m;6)基础附近有腐蚀性溶液的储槽或储罐的地坑时,基础的底面应低于储槽或地坑的底面不小于500 mm。基础回填土要采用未受腐蚀介质腐蚀的黏土回填,并分层夯实。

2 建筑防护

2.1 楼地面

厂房楼、地面面层材料的选择既要满足防腐要求,还要满足设备和管道安装、维修的冲击要求以及耐磨、耐候性、耐温性的要求。麻石及耐酸砖等材料是理想的防酸(氢氟酸除外)、碱介质的面层材料,工程上较为常用,其砌筑的胶结料及勾缝材料等防腐材料的选择应根据腐蚀介质的不同慎重选取,承受腐蚀介质作用且经常冲洗的楼面、地面,受强腐蚀性易溶盐作用且易溶盐会吸湿潮解的地面均需设隔离层,隔离层的材料应根据具体情况决定。采用块状材料面层时,面层与结合层的材料应有适当的搭配。敞开式厂房地面及室外散水、明沟、腐液收集池的防腐要协调一致。地面防护还应处理好垫层、排水、挡水、伸缩缝等有关问题。

2.2 结构及构件的表面防护

在气态介质和固态粉尘介质作用下,混凝土结构、钢结构和砌体结构的表面涂层选取常需根据介质的腐蚀性等级和防护层使用年限以及涂层耐酸、耐碱、耐候、耐磨的特性等因素综合确定。以电解厂房屋盖系统的预应力混凝土折线形屋架及屋架钢支撑体系的表面防护为例,电解产生的湿氯气温度高,并伴有大量的水蒸气和盐雾的杂质,这些强腐蚀介质对厂房屋盖钢筋混凝土结构和钢结构均为强腐蚀作用。依据《防腐规范》对防腐涂层设计要求以及《防腐规范》附录C“防腐蚀涂层配套”的规定,对预应力钢筋混凝土折线形屋架、大型屋面板底面及屋架钢支撑进行基层处理后选择表面涂层涂刷。混凝土构件的基层处理可采用稀释的环氧涂料刷1遍再用腻子找平。钢材基层要加强除锈处理,钢材的锈蚀等级及除锈等级按现行国家标准GB/T 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级的规定,钢材除锈等级还与涂层的品种以及构件的重要性有关。由于防腐涂层价格较普通装饰材料昂贵,涂层厚度及使用年限应综合项目投资的总体要求而定。防腐涂层必须定期涂刷,以确保结构的耐久性。对于参考使用年限一般以5年～10年为宜。

2.3 浅基础与垫层的防护

厂房浅基础埋于地面以下,很难定期进行检查和维修,为了确保厂房结构的安全,在强、中腐蚀介质作用下的基础及地基梁要进行表面防护处理。基础与地基梁可按腐蚀性介质的性质和作用程度、基础的重要性分别进行防护。

3 结语

氯碱工业项目各工序的主要腐蚀性介质各不相同,对建筑材料的腐蚀各不相同,设计过程中要区别对待,认真总结。而控制“腐蚀源”,加强厂房结构自身的抗腐蚀能力和加强结构构件表面防护是项目防腐设计的重点和难点,需要设计方各工种间通力协作,认真分析腐蚀介质种类、浓度、温度、作用方式等对厂房的腐蚀特性,合理选择耐腐材料,精心指导施工,做好厂房定期维修管理工作,使工程项目既经济,又美观、安全,使用寿命合理。

摘要：结合防腐规范中对化学腐蚀介质作用下工业建筑的设计要求,对氯碱工业厂房结构的防腐处理及结构构件的表面防护等设计过程中的注意事项作了归纳,以确保氯碱工业厂房的使用寿命。

关键词：氯碱工业厂房,结构构件,防腐蚀设计,表面防护

参考文献

[1]GB 50046-2008,工业建筑防腐蚀设计规范[S].

[2]GB/T 50476-2008,混凝土结构耐久性设计规范[S].

[3]国家标准管理组,中国工程建设标准化协会防腐蚀委员会,化学工业部建筑设计技术中心站.建筑防腐蚀材料设计与施工手册[M].北京:化学工业出版社,2003.

[4]08J333,建筑防腐蚀构造[S].

高中化学氯碱工业 知识点 篇4

一、电解饱和食盐水反应原理 阳极

: 2Cl--2e-= Cl2↑ 阴极

: 2H+ + 2e-= H2↑

总反应离子方程式：

2Cl－ + 2H2O =2OH－ + H2↑ + Cl2↑

2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑

上述装置的缺点： 1.H2和Cl2 混合不安全

2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯

二、离子交换膜法制烧碱

1、生产设备名称：离子交换膜电解槽

阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)

阴极：碳钢网(有镍涂层)

阳离子交换膜：只允许阳离子(Na+)通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室

2、离子交换膜的作用：

(1)将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。

(2)防止氯气和氢气混合而引起爆炸。

(3)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。

3、生产流程

4、精制食盐水

①加入稍过量的NaOH溶液

②加入稍过量BaCl2溶液(其中①、②顺序可以交换。)③加入稍过量的Na2CO3溶液

④过滤（除去Mg(OH)

2、Fe(OH)

3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等）；

氯碱工业厂房 篇5

氯碱化工厂建筑防水是一个系统性工程, 具体实施过程中需要从每一个环节采取积极有效的处理措施, 通过提升材料质量达到防水目的已经成为主要的问题解决方案。化工厂防水建筑物设计过程中需要在保障其功能的基础上, 从墙体、地下室、卫生间、房屋面等方面做好全面的防水布置工作。氯碱化工厂对防水质量要求较高, 因此在防水材料选择过程中需要从多方面进行综合考虑, 从环境、生活、生产等方面影响因素出发做好防水工作, 以提升氯碱化工厂的房屋面防水质量, 保证化工厂能够正常开展生产工作。氯碱化工厂的屋面防水功能的实现、质量的提升需要设计人员对防水材料进行全面调研, 从而作出最适合氯碱化工厂屋面的防水材料。

国内尚没有系统的针对氯碱化工厂的房屋面防水材料的选择和施工工艺对工厂的建筑物的影响等方面的相关报道。本文总结了氯碱化工厂房屋面防水材料的选择的相关策略。氯碱化工厂防水材料选择过程中, 需要依据不同防水材料的特性在具体实施过程中采取多道设防、节点密封、复合防水等不同措施。将房屋面防水与地下室防水结合在一起考虑, 根据氯碱化工厂所在地区划分防水等级, 不同等级防水材料可以不同, 如此可确保氯碱化工厂防水面 (主要包括楼面、阳台、墙体、卫生间、地下室等) 防水工作顺利完成。

二、提升氯碱化工厂房屋面防水质量的必要性

氯碱化工厂由于是生产氯碱类化工产品的场所, 在其生产过程中, 需要考虑对周边环境的污染问题, 还需要保护生产工人免受该化学物质的伤害而引起职业病, 更需要在安全生产的前提下扩大其经济效益。

1、渗漏导致氯碱类化学物质对建

筑物结构发生腐蚀, 减少工厂建筑物的使用寿命, 导致工厂的生产寿命缩短, 减少了工厂的经济效益。

2、渗漏导致工厂运行机器发生短

路、火灾的风险加大, 引起较大的安全事故, 威胁到工厂工作人员的人身安全, 也直接对工厂的经济效益和社会效益产生负面影响。

三、氯碱化工厂房屋面防水材料的选择策略

1、多道防水材料选择

氯碱化工厂房屋防水过程中需要设置多道防水, 根据化工厂防水质量平稳性原则, 对防水材料质量问题进行调研, 提升防水的整体协调效果。氯碱化工厂防水工程需要从多方面采取积极有效的措施, 因为防水材料一旦产生问题, 那么产生的漏水问题很难得到全面的解决, 维修会存在很大的难度, 渗漏的污水对周围环境会产生破坏性的影响。材料选择过程中需要参照相应的标准进行全面的验收, 确保防水材料质量可靠, 然后按照多道防水的策略使用材料, 确保防水材料应用于氯碱化工厂的科学性和合理性。防水材料选择与使用在具体实施过程中需要坚持设计是前提、施工是关键、管理是保证的基本思路, 从而能够正确的选择防水材料, 提升氯碱化工厂的防水质量, 为化工业得到全面发展提供重要的基础设施保证。氯碱化工厂防水材料选择过程中需要根据工程所在地的自然气候、水文地质、工程性质、施工功能以及防水等级合理选择防水材料。

2、氯碱化工厂防水新型材料的选择

随着建筑技术的发展, 我国研制的各种防水新型材料逐步上市, 对氯碱化工厂防水材料选择产生很大的影响。根据防水材料科技发展的状况, 合理选择新型防水材料, 从根本上解决化工厂房屋面渗漏问题。当前产生的新型防水材料主要包括防水涂料、防水卷材、接缝密封材料、堵漏止水材料、防水砂浆等。氯碱化工厂在房屋面防水设计过程中需要保证材料的齐全, 并且材料选择与氯碱化合物防水要求需紧密结合在一起, 为建筑防水质量达到氯碱化工厂的生产要求奠定重要的基础。氯碱防水材料选择过程中需要根据化工厂的规模选择不同的防水材料, 从而能够更好的满足化工厂防水工程设计的需要, 同时能够按照相应的等级要求制定防水策略。我国氯碱化工厂防水材料选择过程中需要对市场进行全面的调研, 当前防水材料市场存在混乱的现象, 各种假冒伪劣产品不断出现, 对氯碱化工厂防水材料选择产生了很大的困扰。

四、氯碱化工厂防水材料品种选择

防水材料品种繁多, 按材料的外形划分为防水涂料、防水卷材、建筑密封材料。根据氯碱化工厂相关的材料技术资料要求, 工程实践中需要把防水材料性能进行明确标识, 保证防水施工的科学性、合理性、安全性, 从根本上提升防水材料的防水范围, 为营造良好的化工厂防水环境创造积极的条件。氯碱化工厂防水材料通常选择高聚物, 这类材料可以保证其为阳离子型, 具有强度高、成膜快、无毒、耐候性好、抗裂性好、操作方便等优点, 因此适用于氯碱化工厂房屋面复杂的防水环境。水乳型再生橡胶沥青涂料材料也是氯碱化工厂房屋防水工程建设过程中常用的材料, 由于其具有一定的柔韧性, 并且能够在寒冷的天气下产生良好的防水性能, 同时期耐老化能力强, 对氯碱化工厂各种腐蚀会产生良好的抵抗能力, 同时其具有无污染、无毒、操作方便、原料来源方便、价格低廉等优点, 因此常被工程设计人员青睐而用于化工厂房屋面防水。科学选择氯碱化工厂防水材料, 可以有效防止屋面漏水问题产生、对周边环境会产生破坏性的影响, 避免房屋面漏水对整个化工厂生产作业产生破坏作为, 同时为确保化工厂工作人员的安全生产提供了重要保障, 为化工厂实现良好的经济效益和社会效益创造了良好的条件。

五、结语

本文讨论分析了关于氯碱化工厂房屋面防水材料的选择的重要性, 科学有效的房屋面防水策略对于氯碱化工厂安全生产的作用。提出了一系列行之有效的氯碱化工厂防水材料的选择策略, 供化工行业的房屋建筑设计、施工人员提供参考。

摘要：氯碱化工厂房屋面防水材料选择对提升工程质量具有十分重要的作用, 随着科技的进步和发展, 氯碱化工厂房对屋面防水要求越来越高, 建筑防水材料需要根据氯碱化工厂房屋面项目需求进行调整, 才能更好的提升防水效果。氯碱化工厂房屋面要求建筑质量比较稳定, 设计、施工过程中需要从长远角度出发, 提升建筑工程的整体质量, 可以保证化工厂能够获取更大的经济效益和社会效益, 促使氯碱化工行业得到全面协调发展。

关键词：氯碱化工厂,房屋面,防水材料

参考文献

[1]薛卫东、井金旺:《氯碱化工废水综合利用》, 《中国氯碱》, 2010 (10) 。

[2]张杰:《浅谈控制阀在氯碱化工生产中的选择和应用》, 《民营科技》, 2011 (4) 。

氯碱工业中防腐蚀新技术的应用 篇6

玻璃钢(FRP)是以玻璃纤维及其制品为增强材料,以合成树脂为粘结剂,经过一定的成型工艺制成的复合材料。因其质量轻、强度高、耐腐蚀、耐热、绝缘和工艺性能优良等特点,目前在氯碱工业中用于隔膜电解槽盖、高温湿氯气管道、盐酸贮罐等。

1.1 电解槽盖和高温湿氯气总管在隔膜电解系统中常见的腐蚀性介质有:

高温氯化钠溶液、高温(95℃)湿氯气、含氯碱液和高温饱和氯的水蒸气,另外系统中的设备和管道还受到电解过程杂散电流的腐蚀,这是氯碱工业腐蚀的特点。电解槽阳极室产生的95℃高温湿氯气带有大量的水蒸气,氯气水解生成腐蚀性很强的盐酸和氧化性很强的次氯酸,次氯酸又可分解释放出新生态氧,这些介质的化学性质非常活泼,除金属钛材外,大部分金属材料和非金属材料在这种环境下都不耐蚀。整体玻璃钢电解槽盖和玻璃钢氯气总管采用海特隆树脂玻璃钢制成,海特隆(HETRON)树脂是一种含氯的不饱和聚酯树脂,由其制作的玻璃钢制品在接触湿热氯气后,湿热氯气就会与制品的树脂含量高的内层表面起反应,形成一层比较坚硬的氯化树脂产物,这层产物的密度或硬度越大,则氯化穿透的速度就越慢,从而起到减缓腐蚀的作用。目前我公司隔膜电解槽的槽盖和氯气总管均采用此类含氯不饱和聚酯树脂玻璃钢制成,自1996年投入使用以来,效果良好。

1.2 电解液总管构成电解液的腐蚀物质主要是氢氧化钠、次氯酸钠和食盐。

从周围的环境来看,还含有酸性盐水和湿氯气,因而用做电解液总管的材质必须对上述介质同时具有良好的耐蚀性;同时还应考虑杂散电流的存在。我厂从2000年6月起,采用上纬(SWAN—COR)901树脂制作的FPP电解液总管,并已使用至今,基本能满足工艺生产的需要。该树脂是乙烯基酯树脂,是以环氧树脂为主原料,经甲基丙烯酸改性的热固性树脂,其固化特性与不饱和聚酯树脂类似,但它兼具了环氧树脂和不饱和聚酯树脂的优点,是为数不多的耐高温碱液腐蚀的树脂之一,105℃以下仍有极高的强度。

1.3 含氯有机溶剂系统中的盐酸吸收塔在氯碱工业众多的氯

产品中,环氧氯丙烷和氯乙烯是氯碱工业中平衡氯气的主要产品之一,具有重要用途。在整个环氧氯丙烷生产过程中,由于工艺特点,介质中含有HC1及强有机溶剂氯丙烯、二氯丙醇、DE)混剂等,并且这些介质有时共存,腐蚀性极为强烈。从腐蚀角度分析,含有C1一的稀酸对碳钢腐蚀极为严重,而一般非金属材料虽具有很高的耐盐酸腐蚀性能,但其耐有机溶剂性能较差,在一定程度上限制了设备中非金属材料的应用,使得材料选择范围较窄。

2 玻璃鳞片涂层和衬里

玻璃鳞片涂层和衬里是近年来发展起来的一项耐腐蚀和耐磨性能优异的防护新技术。它是将鱼鳞片状的玻璃薄片与耐蚀的热固性树脂混制成涂料,采用刷涂或喷涂的方式施工,通过一定固化程序而得到的一种防腐蚀耐磨涂层。主要用于盐水系统、盐水贮罐、废水槽等设备的内防护。在中性饱和盐水的碳钢设备中,由于空气中的氧极易在盐水的表层达到饱和,故氧的浓度较高而形成富氧区,成为腐蚀电池的阴极;在盐水较深的部位,由于受氧扩散速度的影响,氧的浓度较低而形成贫氧区,成为腐蚀电池的阳极。结果在与贫氧区接触的钢铁表面部位易产生局部腐蚀破坏:唯一存在加快了腐蚀进程,严重时致使设备穿孔。对盐水贮槽的防护,过去一般是采用碳钢衬橡胶板,由于影响橡胶衬里质量的因素较多,且泄漏后维修难度大,因而逐渐被玻璃鳞片衬里所取代。由于玻璃鳞片衬里的热膨胀系数(2.2×10/'C)接近于钢铁(1.5×10/'C),粘接强度高,不易产生气泡,并具有良好的可修复性,使它在渗透性较强、有磨损、冲击作用较大的盐水环境中显示出了比橡胶衬里更优异的抗渗性能。我公司现有玻璃鳞片衬里设备20台,其中12台是采用国产玻璃鳞片做衬里,使用时间最长的已达6年以上。

3 耐酸耐温砖(空心)/法奥里特复合衬里

我公司PO装置的二氯乙烷急冷塔,其内在介质腐蚀环境十分苛刻,该塔衬里原设计为复合衬里,即以聚丙烯作为防护隔离层,耐酸耐温空心砖为防护隔热层,耐温耐酸实心砖为表面防护层。由于腐蚀环境十分苛刻,该塔于1996年6月开始出现腐蚀穿孑L泄漏,后经检查发现衬里层中的砖及胶泥缝均已渗人介质,聚丙烯隔离层与碳钢基体之间形成很多鼓泡,隔离层局部开裂。针对原塔的内衬防腐蚀设计,在新塔预制时,对多种防腐蚀材料逐一进行理论分析和实验,通过反复论证,决定采用法奥里特代替原设计的聚丙烯作为防护隔离层。由于在温度超过120℃时,法奥里特耐蚀性能和使用寿命会急剧下降,因此应在其表面铺设降温隔热层,设计上采用两层、共计120mm厚的耐蚀空心砖和实心砖将使温度下降到80℃以下,这个温度将使法奥里特得以长期安全使用。应用空心砖不仅可减轻结构自重,而且其导热系数低,约为实心砖的50。根据这个思路和设计,采用国产材料重新制作了新塔,衬里后的新塔于1997年10月投人运行,使用至今未出现任何泄漏,完全满足了生产要求,延长了塔的使用寿命。

4 不停车带压堵漏

4.1 打钢带打钢带技术即是使用不锈钢带,在紧带器作用下,依靠橡胶垫的弹性对金属管线堵漏。

打钢带适用于压力不高于1MPa、温度在120℃以下、直径在50或50mm以上管的泄漏。

4.2 缠捆扎带缠捆扎带技术即是使用特制捆扎带直接对金属管线泄漏处进行缠绕捆扎处理。

应用要求管径在100mm以下,压力在

1.5MPa以内。特点是操作简便易行,可单人作业。

4.3 注剂式堵漏根据泄漏部位情况设计制作卡具,并安装固定在泄漏部位上,在卡具和泄漏部位之间形成新的密封腔;

然后操作高压泵,产生高压油,推动高压注胶枪活塞向前运动,在活塞挤压作用下将密封胶注人密封腔内,迅速弥补各种复杂的泄漏缺陷,在注胶压力远远大于泄漏介质压力的条件下泄漏被强行止住,达到重新密封的目的。

5 结语

氯碱工业厂房 篇7

当今的工业生产在满足人类不断增长的物质需要的同时, 也造成了资源和能源的大量消耗及对自然环境的严重污染, 使得人类生存环境面临着不可持续发展的危险境地。以物质循环和提高生态效率为特征的循环经济为人类社会的可持续发展提供了一条可行的实践途径。如何评价循环经济的发展程度和发展趋势, 也就是循环经济发展应该由哪些指标来表征, 是一个关系到循环经济理论体系建设和实际操作的亟待研究的重要问题。氯碱工业是最基本的化学工业之一, 它的生产过程比较复杂, 需要消耗众多的原料、大量的能源和水资源, 同时也发生各种各样的副反应, 产生大量的副产品和废弃物。将生态工业理念纳入氯碱化工园的运营管理是可持续发展的需要, 也是经济发展的必然。

在循环经济综合评价的研究中, Lin Tao等 (2009) [1]等提出了一个生态层次网络框架来定量选择生态评价指标, 从而避免人的主观随意性和随机因素的干扰。刘生孝等 (2010) [2]以清洁生产效应类指标、产业共生效应类指标、社会经济效应指标和生态文明效应为评价指标, 运用模糊综合评价的方法对天然气产业的循环经济进行评价。Yan Zhao等 (2008) [3]对长春经济技术开发区的社会与经济、资源和环境三个方面建立仿真模型, 并选取17个指标评价了工业系统的生态效率。Hongzhe Sun (2009) [4]从资源消费、资源消耗、资源投入减量化、废弃物排放减量化、资源回收利用、生态环境质量和经济发展7个方面采用改进的算法分析煤炭开采企业的循环经济发展水平。曾绍伦等 (2009) [5]在分析燃煤电厂生产流程的基础上, 从物质流总量、物质流强度和物质流平衡核算三个方面对燃煤电厂进行了物质流分析, 构建了包括资源产出、资源消耗、资源利用和废物排放的燃煤电厂循环经济评价指标体系, 并对该指标体系与燃煤电厂清洁生产评价指标体系进行了对比分析。李小鹏等 (2009) [6]从经济发展、资源减量、循环再生、生态环境和园区政策与管理五个方面, 并利用层次分析法与模糊综合评价相结合的方法, 对生态工业园区的循环经济进行综合评价。许乃中等 (2010) [7]构建了基于生态效率-物质流分析的循环经济绩效评估指标体系, 利用模糊数学和灰色聚类方法分别建立了生态工业园的循环经济绩效评估模型。Xie Fang等 (2009) [8]以资源消耗、资源使用、资源回收、废弃物排放与控制、环境保护和经济发展六个方面选用20个指标, 采用灰色关联度方法评价煤炭企业的循环经济发展效果。当前的循环经济评价研究指标大多从资源、环境、社会、经济四个方面选取指标, 主要采取层次分析法、模糊综合评价法、灰色关联度法、物质流分析、主成分分析法等。

当前对氯碱化工生态工业园的发展水平的评价还没有很好的研究, 本文通过综合评价来反映氯碱化工生态工业园建立以后的运行状况, 判断和测度其发展水平、有利条件和不利条件, 为各级政府、有关部门、企业和公众了解氯碱化工生态工业园发展状况提供科学的判断依据;通过综合评价了解氯碱化工生态工业园发展状况与不利环节, 为优化管理决策提供科学的依据。因此, 氯碱化工生态工业园的综合评价对于各级地方政府和各个决策部门在推进循环经济发展过程中都是不可缺少的政策性工具, 也是促进公众参与循环经济的重要信息来源。

1 评价指标体系的构建

1.1 评价指标选择的原则

1.1.1 3R原则

即减量化原则 (reduce) 、再利用原则 (reuse) 、再循环原则 (recycle) 。

1.1.2 系统性与层次性原则

循环经济评价指标体系是一个复杂的系统, 它包括若干个子系统, 应在不同层次上采用不同的指标。

1.1.3 可测性和可比性原则

评价指标体系应充分考虑到数据的可获得性和指标量化的难易程度, 定量与定性相结合。循环经济评价指标体系应尽可能量化, 但是由于一些难以量化, 其影响意义重大, 也可以用定性指标来描述。

1.1.4 稳定性与动态性原则

评价指标体系中的指标内容在一定的时期内应保持相对稳定, 这样可以比较和分析循环经济发展的过程并预测其发展趋势。发展循环经济是一个持续渐进的过程, 所以设计指标体系时应充分考虑系统的动态变化, 能综合地反映发展过程和发展趋势, 便于进行预测与管理。

1.1.5 完备性与简明性原则

评价指标体系要能全面并综合地反映循环经济发展的各个方面。但是, 随着指标量的增加, 带来的数据收集和加工处理的工作量却成倍增长, 而且, 指标划分过细, 难免发生指标与指标的重叠, 甚至相互对立的现象, 这反而给综合分析评价带来不便。因此, 指标体系又需要内容简单明了、准确, 且具有代表性。

1.1.6 公众化原则

指标体系建立之后不仅应为政府部门的决策服务, 同时还应服务于广大社会公众的日常生产及生活, 指标体系中的指标应该能较容易被广大公众所理解和接受, 同时也应尽可能较直观地反映与公众生活息息相关的内容, 要让社会公众理解、关注并自觉运用指标数据来判断、选择和调整自身生产及生活活动行为[9]。

1.2 评价指标体系的构成

氯碱化工生态工业园综合评价的指标体系分为五类指标:经济指标、物质减量与循环、污染控制、生态环境指标和园区管理指标 (表1) 。指标的选取主要参考: (1) 中国人民共和国国家环境保护标准, 清洁生产标准-氯碱工业 (烧碱HJ—475—2009;聚氯乙烯HJ—476—2009) [10,11]; (2) 中华人民共和国环境保护行业标准, 行业类生态工业园区标准 (实行) (HJ/T 273—2006) ;主要是物质减量与循环指标 (U 2) 和污染控制指标[12]; (3) 李小鹏和赵涛等论文, 基于循环经济的生态工业园区综合评价研究; (4) 赵涛编写的书籍《循环经济概论》。选取31个指标主要是因为清洁生产标准-氯碱工业仅从生产技术、能耗物耗和废弃物排放的角度设置指标, 对经济和园区建设的指标较少;《行业类生态工业园区标准》的指标对经济关注不够。

1.2.1 经济指标

经济指标既要反映当前经济发展水平, 又要反映经济发展潜力。经济发展水平可用人均工业增加值、工业增加值增长率、资源产出率等指标表示。经济发展潜力可用科技投入占工业产值的比例、科技进步对GDP的贡献率、产品种类和原材料的可替代性等指标来描述。

1.2.2 物质减量与循环指标

物质减量与循环指标是生态工业园区的特征指标, 反映物质集成、能量集成、水资源集成、信息共享和基础设施共享的效果, 重复利用、柔性特征和基础设施建设等方面。主要包括单位产品综合能耗、单位产品新鲜水、单位产品废水产生量、工业用水重复利用率和工业固体废物综合利用率指标。

1.2.3 污染控制指标

污染控制指标反应了工业三废排放达标率、物处理率、减排率、综合利用率和危险废物安全处置率等。主要包括单位产品COD产生量、单位产品S02排放量、危险废物无害化处置率、单位产品电石渣与盐泥产生量、电石渣与盐泥排放达标率、废物收集系统和废物集中处置设施指标。

1.2.4 生态环境指标

生态环境指标包括生态建设和生态环境改善潜力等方面。生态建设方面包括噪声达标区覆盖率、人均公共绿地面积、园区绿地覆盖率、环境生态优势和清洁能源所占比例等。生态环境改善潜力用环保投资占工业产值的比重来表示。

1.2.5 管理指标

管理指标包括政策法规制度、管理与意识等。政策法规制度包括促进园区建设的地方政策法规的制定与实施, 园区编写环境报告书情况。管理与意识包括开展清洁生产的企业所占比例、规模以上企业ISO 14001认证率, 生态工业培训和信息系统建设等。

2 基于AHP-FCE的综合评价模型

综合评价法 (FCE) 是对多种因素所影响的事物进行总的评价, 其基本思想是根据综合评价的目标, 对客观事物的影响因素进行分解, 以构造不同层次的统计指标体系, 然后对这些指标进行指标赋值并确定其权重系数, 最后采用综合评价模型进行评价, 得到综合评价值, 以此进行排序和评价。指标权重系数的确定和指标赋值构成了综合评价方法的两大内容。在指标体系构成以后, 指标权重系数依据各层指标对总目标评价贡献份额的大小来确定。指标赋值用于将量纲不同、单位不一致、对总目标作用大小不一、不能直接相加的指标值过渡到可直接相加汇总的指标值。本文采用AHP (层次分析法) 确定指标的权重, 构建模糊评价模型计算氯碱化工生态工业园的循发展水平。

层次分析法 (AHP) 主要包括构造判断矩阵、层次单排序及其一致性检验、层次总排序及其一致性检验三个步骤;模糊综合评价主要包括建立分级标准、构造单因素评价矩阵、模糊综合评价和确定最终结果的评价等级[6]。

3 案例分析

某氯碱化工生态工业园是在以电石法生产PVC树脂的某氯碱企业的基础上建立起来, 属于现有企业改进型的生态工业园, 该园区以氯碱企业为核心, 并配套有电厂、水泥厂、污水处理厂、液氯深加工企业等。

3.1 基于AHP的指标权重的确定

本文对7位专家的打分数据, 利用YAAHP5.0软件对数据进行处理, 得到指标权重表。

1) 一级指标判断矩阵一致性比例:0.030 4;对总目标的权重:1.000 0。

2) 经济发展指标的判断矩阵一致性比例:0.000 0;对总目标的权重:0.265 1。

3) 物质减量与循环的判断矩阵一致性比例:0.054 1;对总目标的权重:0.164 0。

4) 污染控制指标的判断矩阵一致性比例:0.080 3;对总目标的权重:0.119 1。

5) 生态环境指标的判断矩阵一致性比例为0.000 0;对总目标的权重:0.225 9。

6) 园区管理指标的判断矩阵一致性比例:0.000 0;对总目标的权重:0.225 9。

7) 经济发展水平指标的判断矩阵一致性比例为0.017 1;对总目标的权重为0.132 5。

8) 经济发展潜力的判断矩阵一致性比例:0.007 5;对总目标的权重:0.132 5。

9) 生态建设指标的判断矩阵一致性比例:0.004 3;对总目标的权重:0.135 2。

10) 政策法规制度的判断矩阵一致性比例:0.000 0;对总目标的权重:0.135 2。

11) 管理与意识指标的判断矩阵一致性比例:0.037 8;对总目标的权重:0.090 7。

从上述判断矩阵可计算各级指标的权重值。

3.2 模糊综合评价

3.2.1 指标分级标准

综合评价指标的标准值选取依据:1) 国家、行业和地方规定的标准;2) 类比标准, 以国内外相似的园区或目标园区的现状作为参照, 吸取他们的经验和成果, 结合自身的实际情况建立本园区的相应标准。

3.2.2 模糊综合评价

1) 将评价值分为5个等级, 即评价集Y=﹛u1, u2, u3, u4, u5﹜={一级, 二级, 三级, 四级, 五级}。一级表示优秀水平, 二级表示良好, 三级表示中等水平, 实际表示较差水平, 五级表示很差水平。

2) 三级指标的模糊评价关系矩阵Rij

3) 二级指标的模糊矩阵

4) 一级指标的模糊矩阵

5) 目标级的模糊矩阵与归一化处理

U 0为一级指标权重与一级模糊矩阵的积。

归一化后:

6) 综合评价值

同理:u1=5.566;u2=8.889;u3=7.909;u4=

3.3 结果分析

从以上的分析结果中可以看到, 该氯碱化工生态工业园的发展水平将处于二级 (良好) 水平。其中一级指标中, 物质减量与循环综合评价值最高, 主要因为该园区新建设了电石渣制水泥生态产业链和盐泥综合利用生态产业链, 体现出了较好的环境效益;园区在污染控制和管理上评价值也比较高, 反应了园区对环境保护和管理的重视。经济发展综合评价值较低, 目前PVC行业处于不景气状态, 行业经济效益普遍不好, 园区应该寻找新的经济增长点, 提高经济发展水平的综合评价值, 有利于园区整体的发展水平的提高。

4 总结

本文从经济指标、物质减量与循环、污染控制、生态环境指标和园区管理指标五个方面选取指标, 既考虑了企业与园区发展的经济需求, 也把资源的有效利用、废弃物的减量化与再利用, 以及园区的生态建设纳入评价指标体系中。本文在指标选取的时候, 既考虑了生态工业园区循环经济评价的一般性指标, 也结合氯碱化工的具体实际, 设置如电石渣与盐泥排放达标率等具体指标。由于生态工业系统是一个复杂系统, 具有多层次的特性, 并且多个评价指标难以量化, 因此, 采用层次分析法与模糊综合评价 (AHP-FCE) 相结合的方法, 能够很好地解决这个问题, 使得评价结果可靠。

摘要：循环经济是氯碱化工生态工业园实现可持续发展的一种重要的实践途径, 如何判断其循环经济发展所处的阶段和辨别其发展中存在的主要问题是该类园区亟待解决的难题。从经济、物质减量与循环、污染控制、生态环境和园区管理五个方面选取评价指标, 采用层次分析法与模糊综合评价法相结合的方法对氯碱化工生态工业园的循环经济进行综合评价, 为企业、园区制定循环经济发展决策提供科学依据。最后, 以某氯碱化工生态工业园为例, 证实了研究的有效性。

关键词：循环经济,氯碱化工生态工业园,层次分析法,模糊综合评价

参考文献

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[7]许乃中, 曾维华, 薛鹏丽, 等.工业园区循环经济绩效评价方法研究.中国人口.资源与环境, 2010;20 (3) :44—49

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[9]赵涛, 徐凤君.循环经济概论.天津:天津大学出版社, 2008:179—181

[10]中华人民共和国环境保护部, HJ 476—2009.中华人民共和国国家环境保护标准, 清洁生产标准氯碱工业 (聚氯乙烯) .北京:中国环境科学出版社, 2009

[11]中华人民共和国环境保护部, HJ 475—2009.中华人民共和国国家环境保护标准, 清洁生产标准氯碱工业 (烧碱) .北京:中国环境科学出版社, 2009-10-01

氯碱工业厂房 篇8

奥斯本检核表法是一种产生创意的方法, 被誉为“创造之母”, 人们运用这种方法产生了很多杰出创意和大量的发明。其基本做法为:先选定一个要改进的产品或方案, 从“9个角度” (有无其他用途、能否借用、能否改变、能否扩大、能否缩小、能否代用、能否重新调整、能否颠倒、能否组合) 提出系列问题、产生大量创意, 然后对创意进行完善, 形成产品。

高考考纲将化学科考试目的界定为“有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生”, 而高考试题命制的原则是“源于教材又高于教材”, 因此将教材知识编制成高考题就是一项充满“创造性的技术”。教学中, 如何编制充满“高考味”的习题, 让学生与高考试题实现“无缝接触”, 这是每个教师必须思考的问题。下面以高考热点氯碱工业为例, 从奥斯本检核表法的创意角度赏析高考题的命制方向, 希望对广大读者有所启迪。

1. 教材知识

氯碱工业是最重要、最成熟的电解工业, 其中电解食盐水得到的氯气和氢氧化钠是化学工业的基础原料。电解装置有水银法、隔膜法和离子交换膜法, 高中教材重点介绍了后两种装置。隔膜材料常用石棉组成, 耐酸碱, 隔膜电解槽示意图如上图所示, 其中隔膜能阻止氢气、氯气混合, 不能阻止分子离子通过, 浓盐水从阳极区加入, 隔膜阻力使阳极区液面高于阴极区液面 (它是盐水流过隔膜的动力, 也能防止阴极区的OH-扩散到阳极区与Cl2反应) , 阳极区的Na+穿过隔膜与阴极区的OH-形成NaOH。石墨阳极对氯气有良好惰性, 但易被阳极区生成的原子态氧和次氯酸腐蚀, 且增加杂质碳酸钠的含量, 寿命只有6~10个月;氯在石墨上的超电势为0.23V, 电能损失大。离子交换膜 (其示意图如下) 的阳极是钛极板, 上面涂二氧化钛或者二氧化钌组成“活化涂层”, 抗腐蚀性能好, 超电势低, 承受电流密度大, 可用几年。离子膜选择稳定性好的阳离子交换树脂 (包括全氟羧酸型、全氟磺酸型和混合型) , 只允许Na+通过。该方法制得的产品纯度高、产量高, 缺点是对盐水精制要求高, 易形成难溶氢氧化物, 堵塞离子膜。我国新建的氯碱厂大都采用离子膜法, 隔膜法已逐渐被取代。

2. 高考题命制方式赏析

2.1 能否代用创意角度:

现有装置可否用别的东西代替, 用别的材料、零件代替, 或用别的方法、工艺代替, 用别的能源代替?代替后效果如何?

例1 (2008年高考上海卷12题) 取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸, 两根铅笔芯作电极, 接通直流电源 (如右图) , 一段时间后, 发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆, 内圆为白色, 外圆呈浅红色。下列说法错误的是 ()

A.b电极是阴极

B.a电极与电源的正极相连接

C.电解过程中, 水是氧化剂

D.b电极附近溶液的pH变小

赏析:本装置用铅笔芯代替石墨电极, 用浸湿的pH试纸代替NaCl溶液, 实验现象很新颖:“b电极与试纸接触处出现一个双色同心圆, 内圆为白色, 外圆呈浅红色”说明a是阳极 (与电源的正极相连接) , 生成的Cl2溶于水生成HCl和HClO, H+快速扩散至圆外圈显红色, HClO分子扩散较慢, 将圆内圈有色物质漂白。b电极是阴极, H+得电子产生H2, H+来源于H2O的电离, 因此在b电极同时产生OH-, b电极附近溶液的pH增大。该装置简约, 现象生动, 充分体了现微型化学实验的魅力!苏教版《实验化学手册》还介绍如右图电解食盐水装置:鸡蛋壳和瓶盖代换隔膜, 绕在蛋壳上的铁丝充当阴极, 实验取材于生活用品, 装置简易有趣。

2.2 能否组合创意角度:

从综合的角度分析问题, 能否把各种部件进行组合?能否将不同装置装配成一个系统?组合后的功能如何?

例2 (2005年高考北京卷27题节选) 如右图所示装置, 两玻璃管中盛满滴有酚酞的ZW饱和溶液, C (Ⅰ) 、C (Ⅱ) 为多孔石墨电极。接通S1后, C (Ⅰ) 附近溶液变红, 两玻璃管中有气体生成。一段时间后 (两玻璃管中液面未脱离电极) , 断开S1, 接通S2, 电流表的指针发生偏转。此时:C (Ⅰ) 的电极名称是_______ (填“正极”或“负极”) ;C (Ⅱ) 的电极反应式是_______。

赏析:本装置将具有关联性的电解池、原电池装置组合成一个系统 (第一次出现在高考题中) :当断开S1接通S2后先电解NaCl溶液产生H2、Cl2, 再构成燃料电池。H2失电子为负极C (Ⅰ) , Cl2所在极C (Ⅱ) 为正极, 电极反应式为Cl2+2e-2Cl-。该实验装置构思巧妙, 实践也是可行的, 新教材制备燃料电池就是按此思路进行的。本实验装置具有较大的教学价值, 能深化学生对原电池装置的认识:反应物 (燃料气) 可以接触、也可以不接触, 电极材料可以相同、也可以不同。“二池联合”装置在高考题中出现频率很高, 如2012年高考安徽卷11题、2012年高考海南卷16题等。

2.3 能否扩大创意角度:

现有东西能否扩大使用范围?能不能增加一些东西?能否添加部件?扩大后的价值如何?

例3 (2009年高考宁夏卷37题节选) 氯碱工业是高耗能产业, 一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺可以节 (电) 能30%以上。在这种工艺设计中, 相关物料的传输与转化关系如下图所示, 其中的电极未标出, 所用的离子膜都只允许阳离子通过。

(1) 图中X、Y分别是_______、_______ (填化学式) , 比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_______;

(2) 分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应:正极_______, 负极_______;

(3) 这样设计的主要节 (电) 能之处在于 (写出2处) :_______、_______。

例4 (2012年高考北京卷25题节选) 硫酸工业尾气用吸收液Na2SO3吸收SO2后, 溶液pH降至约为6时, 需送至电解槽再生。再生示意图如下:

(1) HSO3-在阳极放电的电极反应式是_______;

(2) 当阴极室中溶液pH升至8以上时, 吸收液再生并循环利用。简述再生原理:_______。

2.4 有无其他用途创意角度:

现有东西 (材料、方法等) 有无其他用途, 保持原状不变能否扩大用途?若稍加改变, 有无别的用途?

例5 (2012年高考重庆卷29题节选) 人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素, 其原理如下图所示。

(1) 电源的负极为_______ (填“A”或“B”) 。

(2) 阳极室中发生的反应依次为_______、_______。

(3) 电解结束后, 阴极室溶液的pH与电解前相比将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”) ;若两极共收集到气体13.44L (标准状况) , 除去的尿素为_______g (忽略气体的溶解) 。

赏析:本装置对电解食盐水功能进行拓展———具有肾脏除尿素的解毒功能, 阳离子膜换成质子交换膜 (即高浓度的H+能透过此膜, 向低浓度区域扩散) 。右侧电极产生H2, B是负极;左侧是阳极, 生成的Cl2将尿素氧化成N2而排出, 发生的反应依次为:

根据反应关系式知阴极室生成2molNaOH, 阳极产生2moHCl, H+扩散至阴极室恰好中和碱, 故阴极室的pH不变, 这与电解食盐水阴极室pH增大不同!两极产生气体是H2、N2和CO2, 根据反应式关系:3H2~3Cl2~N2~CO2, 设CO2为xmol, 则可求得除去尿素7.2g。 (注意:质子交换膜在高考中频频出现, 如2009年高考江苏化学12题微生物燃料电池、2011年高考重庆理综29题臭氧发生器等都出现了质子交换膜)

例6 (2002年高考上海卷16题) 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器, 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液, 通电时, 为使Cl2被完全吸收, 制得有较强杀菌能力的消毒液, 设计了如右图所示的装置, 则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 ()

A.a为正极, b为负极;NaClO和NaCl

B.a为负极, b为正极;NaClO和NaCl

C.a为阳极, b为阴极;HClO和NaCl

D.a为阴极, b为阳极;HClO和NaCl

2.5能否改变创意角度:

现有的东西是否可以作某些改变?可否改变一下形状、材料、颜色、模具、运动形式?改变后的效果如何?

总之, 奥斯本检核表法是研发新产品的有力武器, 已呈现出一种多向发散的创新思维模式, 提供了创新活动的基本思路, 对我们化学教师组织习题教学有如下启示:

(1) 选定材料。“无情景不成大题”是新课标高考的命题趋势, 背景材料要能镶嵌某一化学核心知识 (如重要的化学概念、理论和元素化合物知识) , 并将有关的连带知识“粘贴”在一起 (打破必修教材和选修教材的界限、整合不同版本教材的资源) , 形成综合、丰富的考查背景。如以氯碱工业为载体, 可嵌入原电池、离子反应、化学实验、化学计算等知识。

(2) 创意改编。教师提供与背景材料相关的高考试题, 师生根据奥斯本检核表法提供的创意角度对高考试题进行梳理、分析和改编, 掌握这一化学核心知识在高考命题中的演变轨迹。如高考对氯碱工业的考查, 主要集中于原理、装置、应用、能耗、产品纯度、绿色化学等方面。

(3) 换位思考。教师要充分调动学生的命题热情, 以高考命题专家的眼光重新对这一化学核心知识换位思考:它还能和哪些主干知识联系?还能考查考生的哪些能力?有没有新的设问角度?如氯碱工业的动力能否来自于核裂变 (与同位素、物质结构联系) ?离子膜易被氢氧化钙、氢氧化镁堵塞, 如何植入溶度积这一考点……教师命题考学生、学生命题考教师、学生命题考学生, 师生因此建构化学知识, 熟悉了高考命题特点, 分享了群体智慧。这种高效的习题教学模式是教师备战高考、开启习题教学新局面的创意之匙!