[精品]浅谈氯碱生产之电解.doc

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1、浅谈氯碱生产之电解•、氯碱生产过程工业原盐进入化盐桶，经两次精制后送至离子膜工序，在复极式电槽进行直流區反应，生成浓度为32%氢氧化钠、氢气和氯气。生产出的氢氧化钠，一部分直接作为产詁销售，另一部分进入蒸发器内继续浓缩蒸发至浓度为48%的液碱；浓缩至48%的液碱一部分直接作为产品销售，另一部分继续进入升膜蒸发器进一步浓缩至浓度为72%片碱，然后送往同碱工序经熬制成浓度为99%以上，经进一步加工为固体桶碱或片。在生产过程屮为了确保氯碱的顺利产出，而屯解精制盐水成为了最关键的一步，它是整个生产屮的瓶颈，也是核心环

2、节,影响因素较多。首先我们对离子膜电解槽的电解原理进行分析:（一）、电解原理：在电解食盐水溶液所使用的阳离子交换膜的膜体屮有活性基团，它是由带负电荷固定离子如SO3—,COO~,同一个带正电荷的对离子N“+形成静电键，磺酸荥阳离子交换膜化学结构的简式为：R--SO3H+(Na+)固定基团对离子活性基团由于磺酸基团具有近水性能，而使膜在溶液屮溶胀，膜体结构变松，从而造成许多微细弯曲的通道，使其活性基团屮的对离子Nf可以与水溶液屮的同电荷的Na+进行交换。与此同时膜屮的活性基团屮国定离子具有排斥CL和OH的能力,

3、见图lo从而获得高纯度的氢氧化钠溶液Na+◎OH水化钠离了从阳极室透过离了膜迁移到阴极室时，水分了也伴随着迁移。此外还有少数CL'通过扩散移动到阴极室。少量的0H—则由于受阳极的而迁移到阳极室。（二）、电解槽屮的电化学和化学反应A：阳极反应2H2O4CL~+6H++3/2O2+20H'2CL—2e——►CLi4OHT—4e—►O2+6CLCT+3H2O—6e—►2CLO3+B：阴极反应2H2O+2e—►H2f其次，对离子膜性能影响因素进行分析（一）、精制盐水质量对离子膜电解的影响（I）钙镁及游离氯含量过多的钙

4、镁等化学物质将加大二次精制螯合树脂塔的生产负荷，缩短再生周期，严重时会使螯合树脂塔出现穿透现象，因此要求钙镁不能超过某一值，同时盐水屮的游离氯会破坏螯合树脂的结构，使Z失去螯合作用，有机物附着在螯合树脂上面，会影响螯合树脂的吸附作用，如果盐水屮常存在有机物，会使树脂溶胀，将严重影响超精制盐水的质量，对离了膜电解槽的运行造成不可恢复的损伤。CLCF含量过高吋有三种原因，①NH2SO3溶液添加量不足（2）配制的N42SO3溶液浓度偏低③N"2SO3堆放时间长，部分被氧化成N"2SO4失效。（2）硫酸根离子、锁、碘

5、的含量硫酸根离子、锁、碘的含量高时，其在膜内形成结晶沉淀，使电解槽的槽压略有升高，使电流效率下降（二）阴极液屮的NaOH的浓度对离子膜电解的影响阴极液屮NaOH的浓度对槽床得影响，随氢氧化钠浓度升高，槽电压上升,当浓度超过36%,则电流效率下降，当碱浓度上升1%吋，槽电压一般约上升0.014Vo（三）阳极液的PH值阳极液PH值对电流效率有影响，阴极液屮的OFT通过离子膜向阳极室反渗，不仅直接降低阴极电流效率，而且反渗到阳极室的OFT还会与溶解与盐水的氯发生一系列副反应。这些反应导致阳极丄析氯的消耗，使阳极效率

6、下降，采取向阳极液屮添加盐酸的方法，可以将反渗过来的OPT和HCL反应除去，从而提制阳极电流效率。半今工业化离子膜，绝大多数是全氛硕•酸和全氛竣酸复合膜，必须使阳极液PH值高于一定值，否则膜内部要因发生水泡血受到破坏，使膜电阻上升，电解槽电压就要急剧升高。因此，阳极液加酸不能过量且要均匀，严格控制阳极液PH值不能低于2,采用连锁装置，半盐水停止或电源屮断吋，盐酸立即自动停止加入。（四）电解槽压力和压差增加电解槽床力，电解液屮气体体积缩小，因气泡发生而引起的电解液中气体体积缩小，因气泡发生而引起的电解液电阻下降

7、，电解槽电压降低。但电解槽压力过大，对其强度要求也就高了，并易漏，因此，电解槽气体压力应控制在一定范围内。强制循环复极电解槽压差是电解槽操作Z关键，压差的变化，频繁的波动，会使离子膜同电极反复摩擦受到机械损伤，特别是离子膜己经有皱纹时，就容易在膜上产生裂纹，因此，除了电极表面要做的光滑，而且还要阴极室的压力大于阳极室的压力，使膜紧贴阳极，同吋要自动调节阴极室和阳极室的压差，使其保持在一定范围内，以防止膜颤动而造成损伤。以上是对电解屮电解原理及对电解槽的影响因素进行简单论述，膜使用2〜3年需要更换，为提高离子膜

8、法的电流效率，降低槽电压，增加膜的使用寿命，并且生产出合格的产品，需技术工人对电解工艺的原理有所了解，才能很熟练的掌握过程控制屮的参数，并及吋根据故障做出正确的补救措施。