【正文】 分解電壓（或稱操作電壓）叫做槽電壓。⑦ 陽極液 pH值；⑧ 鹽水中雜質(zhì)；⑨ 電解槽操作壓力和壓差；⑩ 開停車及電流波動。影響電流效率的因素：① 離子交換膜的交換容量；② 電解槽結(jié)構(gòu)；③ NaOH濃度； 在 現(xiàn)代氯堿工廠中，電流效率一般為 95% ～ 97% 。四、離子膜電解工藝操作條件 * （ 一）基本概念 在電解過程中，由于在電極上要發(fā)生一系列副反應(yīng)，溶液中一些雜質(zhì)離子也要在電極上放電，以及電路漏電等因素，電解時的實際產(chǎn)量要比理論產(chǎn)量低?！芩伎碱} [1]： ≤5g/L懸浮物（ ） ≤1ppmSiO2≤20ppb（ 20μg/L）ClO3 當(dāng) B塔單獨運轉(zhuǎn)時， 當(dāng)二塔串聯(lián)時， B→A則 B B B A4閥開， A A A B4閥關(guān)閉。② 氫型樹脂轉(zhuǎn)變成鈉型樹脂 4%NaOH 調(diào)節(jié) pH為 14，樹脂又回到吸附前的狀態(tài)。 樹脂的 再生機理 ，可用下面兩個方程式表示。 （ 2）脫吸、再生 當(dāng)塔內(nèi)樹脂床達到最大的吸附能力時，在流出塔的鹽水中鈣鎂離子會急劇增加。 螯合樹脂的交換原理 是：螯合樹脂在水合離子作用下，交換基團 COONa水解成 COO和 Na+。 螯合物又叫內(nèi)絡(luò)合物 ，它是由中心離子和多基配位體形成的，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物。 （ 1） 吸附（工作原理） ： 螯合樹脂 也是一種離子交換樹脂。② 氨（胺）基磷酸型。② 苯乙烯式。TP208；法國 ES46 ES466；中國上海 D751；中國天津 D412。 選擇時 注意 兩點 ： ① 實際操作中，選擇哪個 pH值作為控制指標，應(yīng)以樹脂塔出口 Ca2+、Mg2+的測定結(jié)果來決定。ClO＜ 5mg/LCa2++Mg2+＜ Fe2+＜ 10mg/L 中和用的 鹽酸質(zhì)量 ： HCl≤31% （高純）、 Mg2+含量超標，為杜絕這種現(xiàn)象，采用添加鹽酸來降低鹽水的 pH值， 使 Ca2+螯合樹脂只能吸附 Ca2+但還存在沒有濾掉的 CaCO3和Mg(OH)2微粒， Mg(OH)2微粒溶解的 pH值為 ， CaCO3微粒溶解的 pH值為 。 pH 過濾后，鹽水中的 Ca2+、 1mg/L；SS4mg/L；Ca2++Mg2+；； 一般含過量 NaOH為，含過量 Na2CO3為 。一次鹽水精制過程中，為降低鹽水中的 Ca2+、 Mg2+離子 , 如此返洗四次后就可達到再生效果。 目的是利用 α纖維素在水中的分散性，使過濾器生成的泥餅在返洗時碎成小塊剝落。操作時先通滿鹽水，用泵將鹽水和 α 纖維素配制成的懸浮液送到過濾器中，并且不斷循環(huán)，使涂層厚度達 2～ 3mm即可。 碳素管： 化學(xué)組成 目前常用碳素管式過濾器。經(jīng)過過濾以后微小顆粒大部分被除去， Ca2+、Mg2+的含量有一定的降低，減輕了螯合樹脂負擔(dān)。 從閥門 5取樣進行化學(xué)分析，測得的結(jié)果，用來監(jiān)測自控系統(tǒng)的工作情況。 由泵送出的 5% 亞硫酸鈉水溶液，通過自動調(diào)節(jié)閥 1加入鹽水管道，經(jīng)過管道混合器后與鹽水均勻混合，其中的一小部分進入氧化 還原分析器，輸出的信號去自控閥門，調(diào)節(jié)亞硫酸鈉加入量。即采用 DCS自動控制見圖 13。Na2SO3過量不宜太多，因為過量 Na2SO3多，生成 SO42也多，反爾無益?！鶦lO+Na2SO3（ 二）二次鹽水精制 二次精制由以下工藝過程構(gòu)成：除 ClO一次鹽水 過濾 調(diào)節(jié) pH值樹脂吸附二次鹽水 1.SS10g/L以下。ClO 這部分 ClO如不除去會對過濾設(shè)備、二次精制設(shè)備造成很大危害。 在電解室內(nèi)，生成的氯氣會溶解在鹽水中并發(fā)生以下反應(yīng)：（ 3） ClO）。→(2)目前新的研究表明 Ba2+對膜的影響比原先估計的大，故適當(dāng)?shù)靥岣?SO42濃度還是有利的。生產(chǎn)上需要加入 BaCl2生成 BaSO4沉淀，使鹽水中 SO42維持一定的濃度，但同時也帶來 Ba2+的污染。Ba2+如果重金屬離子超標，可以在堿性鹽水中加入硫酸鈉，重金屬離子生成更難容的硫化物沉淀，使鹽水中重金屬含量降下來。經(jīng)過沉降后，鹽水中的 Ca2+、 Mg2+離子降到 10mg/L以下，重金屬的總量低于 1mg/L。生成的 Mg（ OH） 2具有膠體性質(zhì)，剛生成的 Mg（ OH） 2能包住細微分散的 CaCO3晶狀物而使沉降速度加快，而在上述沉降過程中，有些雜質(zhì)如 BaSO4顆粒及其他金屬的氫氧化物，隨之產(chǎn)生吸附沉淀。+ Mg(OH)2→+2Na+↓Na2CO3（先加入） Ca2+ 、 ClO3等。（一）一次鹽水精制過程 鹽水中主要雜質(zhì)： 原料帶來 的有 Ca2+、 Mg2+、 Sr2+此外，鹽水中 氯酸根 和 懸浮物 也能影響離子膜的正常運行。這樣一方面使 離子膜 的電阻增加，引起槽電壓上升，另一方面會加劇 OH離子的反滲透而造成電流效率下降。因此它不僅能使 Na+離子大量通過，而且也能讓 Ca2+、 Mg2+、 Fe2+、 鹽水的質(zhì)量影響離子膜使用壽命，確保離子膜高電流效率。鹽水精制的原因 ：氯堿工業(yè)鈦陽極氯堿工業(yè)是腐蝕性很強的工業(yè)程殿彬化學(xué)工業(yè)出版社三、 鹽水的二次精制 *NaCl+1/2O 2NaOH2NaCl+1/2O 2Cl2+2NaOHH2O→HCl+HClO（ 3）溶解的氯氣與從陰極室反滲透過來的氫氧化鈉的反應(yīng)。Cl2+2H2O Cl2（ aq）（ 2）生成的氯氣與陽極液中的水反應(yīng)Cl2（ g） →3. 溶液中的反應(yīng)（陽極室內(nèi)）（ 1）生成的氯氣在電解液中（陽極液）的物理溶解+2OH H22H2O+2e陰極反應(yīng)3/2O2+2ClO3→ Cl2↑4OH4e2e陽極反應(yīng)2Cl通過調(diào)節(jié)加入陰極室的去離子水量，可得到一定濃度的燒堿溶液。飽和精制鹽水進入陽極室，去離子水加入陰極室。和 OH的能力，使它們不能透過 離子膜，從而獲得高純度的氫氧化鈉溶液。而活性基團中的固定離子（ SO3 膜體中有 活性基團 ，它是由帶負電荷的 固定離子如 SO COO， 和一個帶正電荷的 對離子 Na+形成靜電鍵。離子膜法燒堿工藝流程示意圖陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)流程示意圖氯堿企業(yè)電化學(xué)精制裝置二、 離子膜法制堿原理（一） 制堿原理 *日本的蒸汽消耗只有h/t ，與國外先進水平相差 17%43% 。二．裝置連續(xù)運行時間短，離子交換膜使用壽命不夠長 能夠連續(xù)運行 3個月以上的裝置很少；我國的膜壽命一般只有 2～ 4年，平均 ，而國外的膜壽命可達 3～ 6年，甚至更長。 我國離子膜法燒堿 裝置 存在著 “使用超前，研發(fā)滯后 ”的 問題 。電耗由 70年代末2700kwh/t降到目前 2100~2200kwh/t，電解槽NaOH濃度也由過去的 23% 提高到 30~35% 。 離子膜在電價較為便宜的國家或地區(qū)會收到較高的經(jīng)濟效益 。我國成為繼美國、日本之后，第三個擁有離子膜生產(chǎn)能力的國家，從而打破了外國對這一高難技術(shù)近半個世紀的壟斷。 1990年初，日本旭硝子公司開發(fā)出直接從電解槽生產(chǎn) 50% （ wt） NaOH用的 FX50陽離子交換膜 ，采用這種膜的電解槽在 3kA/M2，鹽水濃度在 210g/L下，電流效率 93~95% ， NaOH濃度50% （ wt）， 堿中含鹽 ~，電解槽總能耗等于或略小于生產(chǎn) 50% （出電解槽 NaOH濃度為 35% （ wt）） NaOH時的總能耗。1987年末 ，日本燒堿生產(chǎn)方法中隔膜法占 29% ，離子膜法占 71% 。1985年 世界上已有 90家氯堿廠 應(yīng)用離子膜的工藝技術(shù)，燒堿總生產(chǎn)能力達到萬 t/d級。Pont）公司 開發(fā)了宇宙燃料電池的全氟 磺酸 陽離子交換膜，即 Nafion膜，能耐食鹽水溶液電解時的苛刻條件，為離子膜法制堿奠定了基礎(chǔ)，但初期的 Nafion膜電流效率較低。 主要問題 ：所用的膜不耐電解產(chǎn)物，受氯侵蝕膜會降解，性能很快劣化，無法實現(xiàn)工業(yè)化。離子膜電解制堿技術(shù)是 70年代中期出現(xiàn)的具有劃時代意義的電解制堿技術(shù)，已被公認為技術(shù)最先進和經(jīng)濟上最合理的氫氧化鈉生產(chǎn)方法，是當(dāng)今電解制堿技術(shù)的發(fā)展方向。 （ 3）腐蝕和污染 氯堿產(chǎn)品如燒堿、鹽酸等具有強腐蝕性，在生產(chǎn)過程中使用的原材料如石棉、汞和所產(chǎn)生的含氯廢氣都可能對環(huán)境造成污染。燒堿和氯氣的質(zhì)量比為 1： 。因為每生產(chǎn) 1噸 100% 的燒堿耗電 2580度，耗氣 5噸，總能耗折標準煤為 。四、 氯堿工業(yè)特點（ 1）能耗大 離子膜法