离子膜法烧碱装置的安全保证
在电解烧碱技术中，电解产品氯气剧毒，氢气易与空气或氯气混合而形成爆炸性气体，烧碱、盐酸则为强腐蚀性物质，此外，电解生产时所用直流电的电压较高，有触电和被电流灼伤的危险；因此，离子膜法烧碱装置的主要危险、有害因素是：中毒、火灾、爆炸、腐蚀、灼伤和触电等。在多层安全防护设计的理念下，从核心层的工艺本质安全开始，经过基本过程控制系统、监测报警系统、安全连锁系统、安全附件和结构防护，逐层向外扩展至应急处置救援防护，共7方面
来保证装置的安全运行。
1工艺本质安全
1.1防腐措施
离子膜法烧碱生产电解过程中存在着大量的烧碱、盐酸、硫酸、次氯酸钠溶液等物质，对设备具有较强的腐蚀作用，而且盐酸中的氯化氢气体逸出，或者烧碱、盐酸、次氯酸钠溶液等泄漏，会对建筑、设备产生腐蚀；长时间接触盐水，一些金属设备也会被腐蚀。若重要建筑和设备的关键结构被腐蚀，结构损坏，强度下降，还可能产生更严重的后果。电解会产生高温湿氯气，淡盐水中也含有少量氯气，如果氯气处理设备、管线、法兰等选材不合理，将会腐蚀穿孔，物料泄漏。因此，生产中使用的工艺管道、设备、仪表等的防腐工作尤为重
要。
(1)接触盐水(含微量游离氯)的设备，一般应采用碳钢衬鳞片玻璃钢树脂或采用整体玻璃钢的材质；泵的材料多选用钛泵或铸铁衬聚四氟乙烯。树脂塔等几台设备，应采用碳钢衬低Ca2+、Mg2+的橡胶，以保证人电解槽盐水的高纯性；对于氯化钠盐水管线大多采用钢衬聚
烯烃管道、非金属管道等。
(2)电解工序，主要是阳极液、阴极液系统设备的防腐及离子膜电解槽的防腐。接触淡盐水的设备、泵的材质，一般采用钛材，如阳极液循环槽，主要是阳极液的腐蚀，所以选用钛材，其后的淡盐水泵、脱氯塔也选用钛材。而接触阴极液设备，由于碱的浓度较高、温度较高，所以使用SUS310S不锈钢；阀门、管道、管件材料较多采用非金属材料如聚偏二氟乙烯(PVDF)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、硬聚氯乙烯(PVC)、玻璃钢(FBP)等，既降低了工程造价，又保证了防腐蚀效
果。
(3)氯处理工序，接触介质为氯气、水的设备一般选用玻璃钢，换热器选用钛材；经洗涤、冷却后的氯气用浓硫酸进行干燥，接触浓硫酸、氯气的设备采用PVC，外部用FRP加强；接触质量分数为75%-92%的浓硫酸(含微量的溶解氯)的换热器应采用哈氏合金；接触质量分数为92%以上的浓硫酸的换热器采用316L；因为浓硫酸能使碳钢表面形成致密的保护膜，其他设备采用碳钢，可以达到防腐目的。
(4)离子膜法烧碱装置所涉及的设备及其附件(平台、支座、楼梯、扶手等，但不包括土建钢结构)和管道、管道组件、管架等需要外部
防腐设计。
1.2防火防爆措施
离子膜法烧碱装置的电解厂房、氢气处理等场所均存在氢气。如果设备、管路、阀门有泄漏点，操作条件控制不当，都可造成氢气逸出或者设备内进入空气，使氢气与空气混合，形成爆炸性混合物，一旦遇到明火、电气火花、机械火花、雷击、高热等都会发生火灾爆炸
事故。
①由于爆炸危险气体介质为氢气，爆炸和火灾危险环境区域的电气设备、开关、仪表系统、照明及其线路的防爆等级不低于dIICT1(其中：d--隔爆；II-工厂用；C--防爆等级；T1--引燃温度组别，T1高于450℃)级。②爆炸和火灾危险环境区域的设备、管线(包括采暖管线，上下水管线等)及厂房的金属构件应有良好的静电接地。设备、管道、金属框架按规定设置防雷、防静电接地。③厂房必须有良好的防雷电装置。④设备、管道选择有效密封件，保证密闭。⑤氢气的放空管顶
部设置阻火器。
1.3防毒、防窒息
氯气是电解产物之一，在氯气以及含氯溶液的处理、输送、储存等的过程中，若设备、管线、法兰等处泄漏，未能及时排散，将会发生中毒危险。脱氯真空塔、氯气吸收塔等设备均在负压条件下运行，当设备结构不合理、壁厚腐蚀减薄或负压过大时，就会发生失稳，使塔器、容器等设备及管道变形、抽瘪甚至破裂，而导致氯气外溢等重大事故的发生。氢气是电解产物之一，氮气是安全保护性气体，当这
些气体泄漏在工作环境中，一旦形成充满上述气体的缺氧小环境，生产操作人员误人此处，可能发生窒息伤亡事故。
(1)由于离子膜法烧碱生产过程中有剧毒物质氯气产生，所以选用的设备、管道、法兰管件等均按比设计条件高一个等级选取，氯气压缩机后氯气管道所有法兰选用凹凸面法兰。
(2)加强设施的自然通风。在电解和氢气压缩机厂房中，利用氢气密度小于空气密度的特性在电解厂房顶部设天窗，使氢气一旦泄漏，也不能在厂房中集聚。在自然条件允许的情况下，氯气、氢气处理工序宜采用露天化布置，利用良好的自然通风，使有毒和可燃的危
险气体不发生聚集。
1.4防触电措施
电气设备、设施、线路、开关等，若质量不佳、绝缘性能不好、运行不当、机械损伤和绝缘老化，易导致漏电；违章操作、安全措施不完备、保护失灵时，人体不慎接近或触及正常带电体和意外带电部位都有可能发生触电事故。特别是高压设备和线路，触电的危险性更大，后果更严重。①低压电气线路采取三相五线制，电气设备设有保护接零措施。②设置可靠的过负荷、短路保护设施。③保护接地、接零安装连接可靠，电阻值符合规范要求。④按规定对电气设备线路设
置漏电保护器。
1.5防烫措施
表面温度超过60℃的设备和管道，在距地面或工作平台高度2.1 m范围内或距操作平台周围0.75m范围内设防烫伤隔热层。
1.6供电措施
离子膜法烧碱装置中电解、氯氢处理、整流的关键设备用电负荷以及中控室DCS电源为一级负荷，其余用电负荷为二级负荷。一级负荷采用双回路供电电源加事故备用应急电源的供电方式，以保证供电的可靠性。对于不能中断供电的DCS，还增设不间断电源装置
(UPS)。
1.7作业场所的防护设施
装置室内外楼梯和走廊设有牢固的栏杆，栏杆高1.1 m，防止操作人员从高处坠落；工业水池、废水处理池及盐泥池等周围架设防护栏，防止淹溺事故发生；转动设备都设置防护罩，防止机械伤害；在电解工序、氢气处理工序等危险部位设置“禁止烟火”等安全禁止标志；在一次盐水助剂储存配制区、氯气处理工序等有毒物质聚集的地方设置“有剧毒”等安全警告标志；在安全消防通道处设置“消防通道”等指示标志；对需要迅速发现并引起注意以防发生事故的场所、部位均涂安全色；在阀门附近标明输送介质的名称、符号或设置明显的标志，避免因误操作而引发事故。
2基本过程控制
保证正常运行的过程控制，包括各种过程操作和程序控制。在氯碱工业中氯气中含氢量过高或氢气中含氯量过高都会导致火灾、爆炸事故的发生。为确保离子膜法烧碱装置能安全、可靠地运行，必须严格控制各项生产重要指标，对流量、压力、液位、电位差、温度和物料分析等检测仪表的测量精度、稳定性和可靠性，都有很高的要求。
