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1、淺析離子膜法制堿中堿中含鹽原因及影響淺析離子膜法制堿中堿中含鹽原因及影響摘耍：本文主耍介紹了單極離子膜制堿過程中堿中含鹽量的影響因索。關(guān)鍵詞：離子膜堿中含鹽1刖S在離子膜法制堿技術(shù)中，堿中含鹽越來越被人們關(guān)注，堿中含鹽的高低，顯示出離子膜的運(yùn)行狀況及N&OH產(chǎn)品質(zhì)量，所以，就堿中含鹽的原因及影響，本文進(jìn)行淺析。2影響堿中含鹽的因素影響堿中含鹽的原因是多方面的，其中最主耍的原因就是工藝控制條件的影響，另一個(gè)原因就是離子膜性能所決定的，即在非計(jì)劃停車時(shí)堿中含鹽升高的必然性。堿中含鹽的影響因素是諸多方面的，下面就從4個(gè)主耍方面加以說明。2.1離子膜影響離子膜運(yùn)行狀況直接
2、會(huì)影響到堿中含鹽，離子膜運(yùn)行狀況差，導(dǎo)致針孔出現(xiàn)，陽極鹽水滲漏到陰極，堿中含鹽上升。2.1.1鹽水屮金屬離子含量的影響。過量的鈣離子在短期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致離子膜電流效率下降(降至85%)和電壓上升，長時(shí)間會(huì)造成離子膜過早失效，其破壞機(jī)制是生成的碳酸鈣品體沉淀覆蓋在陰極側(cè)膜的竣基聚合物表面，離子膜表而產(chǎn)生凹坑和孔洞。鎂離子含量超標(biāo)時(shí),槽電壓上升嚴(yán)重，但不影響電流效率。其他金屬離子對(duì)離子膜的影響機(jī)制與鈣鎂離子相同。這就耍求鈣離子、鎂離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和低于2X10-8,總離子、頓離子均低于10-6,鐵離子低于10-6,銀離子低于10-8,鐳離子低于5X10-8。2.1.2總有機(jī)碳
3、(TOC)的影響。進(jìn)槽鹽水中存在的過量TOC會(huì)造成電解電壓升高和電流效率下降。TOC直接覆蓋在陽極活性涂層上導(dǎo)致活性消失，同時(shí)造成電流分布不平衡而影響離子膜的使用壽命。2.1.3陽極液濃度的影響。FI常生產(chǎn)中，陽極液：中氯化鈉質(zhì)量濃度必須保持在200-220g/L之間。如果陽極液N&C1的濃度太低，水和鈉離子結(jié)合太多，水的電解將增強(qiáng)。陰極室0H-反滲透，導(dǎo)致電流效率下降；且陽極液中的氯離子擴(kuò)散到陰極室，導(dǎo)致堿中含鹽增多。更嚴(yán)重的是，在低N&C1質(zhì)量濃度情況（低于50g/L）下運(yùn)行，離子交換膜會(huì)嚴(yán)重起泡、分離，直到永久性損壞。如果淡鹽水中氯化鈉質(zhì)量濃度大于230g/
4、L,離子膜電阻也增大，水遷移能力下降，特別在高電流低溫度情況下，離子膜交換能力容易過載，使槽電壓上升。2?1.4陰極液NaOH濃度的影響。當(dāng)陰極液NaOH的濃度上升時(shí),離子膜的含水率降低，離子膜內(nèi)固定的離子濃度隨之上升，離子膜的交換容量變大，電流效率上升。但隨著NaOH濃度的繼續(xù)升高，由于0H-的反滲透作用，離子膜屮的0H-濃度也增大。當(dāng)NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過35%時(shí)，離子膜中的0H-濃度起決定性作用。NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)每上升1%,槽電壓就會(huì)上升0.014V,如果0H-反滲透到陽極側(cè)，會(huì)與陽極液中溶解的氯發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致電流效率明顯下降，同時(shí)使氯屮含氧量升高。牛產(chǎn)
5、中常采用在陽極室內(nèi)加鹽酸調(diào)整pH值的方法提高陽極電流效率，降低陽極液中的氯酸鹽和氯中含氧量。2.1.5陰極液循環(huán)量減少的影響。陰極液循環(huán)量的減少，容易使陰極液中的氫氧化鈉濃度上升，當(dāng)氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45%-50%時(shí),將導(dǎo)致電壓上升，并破壞離子膜。2.2氣體壓力變化對(duì)離子膜性能的影響陽極室的氯氣和陰極室的氫氣之間壓差變化不能太大，以免離子膜不能貼在陽極側(cè)。隨著氣體壓差的大波動(dòng)，離子膜來回震動(dòng)，與單元槽反復(fù)摩擦，離子膜因受到機(jī)械磨損，局部出現(xiàn)撕裂或強(qiáng)度降低。因此要把陰極室、陽極室的壓差控制在一定范圍，讓陰極室的壓力大于陽極室的壓力，使離子膜壓緊在陽極上。電解槽氣體壓
6、差正壓過大,將使陽極永久變形，極距增大，電壓上升，離子膜損壞。電解槽出現(xiàn)負(fù)壓吋，不僅槽電壓上升，而且使貼向陽極的離子膜反貼向陰極，陰極表面的鎳和其他沉積物就會(huì)污染膜o為了避免膜和電解槽因陰陽極的氣體壓差波動(dòng)大而受損，可設(shè)置連鎖保護(hù)。2.3溫度對(duì)離子膜性能的影響電流密度一定，在操作范圍內(nèi)適當(dāng)提高溫度，會(huì)使陰極側(cè)離子膜的空隙增大，從而提高鈉離子的遷移率，即提高電流效率，有助于槽電壓降低。一般要求溫度不低于65°C,槽溫上升10°C,槽電壓可降低50~100mVo但槽溫不能太高，如果高于92°C,會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣而使槽電壓升高。當(dāng)電流密度下降吋，為了取得最高電梳效率，槽
7、溫必須相應(yīng)降低，但不能太低。溫度過低，離子膜內(nèi)的-C00-與Na+結(jié)合，生成-COONa+,使離子交換容量下降。同時(shí)，陰極側(cè)的膜因得不到水和鈉離子而脫水，其結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變，對(duì)0H-反滲透的阻力減弱，從而造成電流效率下降，以后即使提高溫度，離子膜的性能也難以恢復(fù)。因此在生產(chǎn)中根據(jù)電流密度，槽溫控制在70-90°Co所以，離子膜狀況的好壞直接影響堿中含鹽，，只有嚴(yán)格按工藝要求控制電解槽指標(biāo)，才能夠確保堿屮含鹽在指標(biāo)范圍內(nèi)。2.4電流密度電流升高后，電流密度上升，對(duì)于氯離子的排斥力大，減少了氯離子向陰極遷移量；鹽水流量加大，電槽內(nèi)部循環(huán)較好，減少了局部陽極液濃度低
8、的情況；氣
