國產離子膜運行總結

崔曉兵，楊振偉

（中鹽常州化工股份有限公司）

1 運行電解槽介紹

中鹽常州化工股份有限公司現有3套電解裝置，其中6萬t/a 燒堿裝置是日本旭硝子公司AZECF2-563型電解槽，為自然循環單極式離子膜電解槽，有效面積為1.71 m2，設計電流密度3.33 kA/m2,共計32臺，每臺電解槽有30個電解單元，1997年投入運行，2003年進行陰、陽極的再生重涂，并且經歷搬遷的過程，平均離子膜壽命＞36個月，目前使用的離子膜是旭硝子F-8020，F-8030，F-8031；杜邦N982TX，N2010TX，N2030TX。

該公司于2010年8月20日在AZEC-F2-563型電解槽EM-307安裝30張國產離子膜，離子膜型號為DF988，運行至2013年5月。2012年4月1日在AZEC-F2-563型電解槽EM-312安裝30張國產離子膜，離子膜型號為DF2801。這兩臺電解槽運行至2013年5月，各項安全指標，工藝指標均不遜于國外同類型號離子膜，整個運行情況安全、平穩，跟蹤分析數據良好穩定。

2 運行數據

（1）DF988從2012年5月至2013年5月運行數據見表1和表2。

（2）DF2801從2012年5月至2013年5月運行數據見表3和表4。

（3）進口離子膜從2012年5月至2013年5月運行數據見表5和表6。

3 數據分析

DF988離子膜在該公司F2電解槽上運行至2013年5月已達33個月，在此過程中運行中經歷多次停車和長期停車1個月的考驗。各項安全指標、工藝指標均能可媲美國外同類型號離子膜，整個運行情況安全、平穩，分析數據良好穩定。DF2801離子膜運行13個月，從目前的各項數據分析，各項指標均優于同期的DF988膜。

（1）安全指標氯氣含氫所有的分析數據為“檢不出”，單元電壓穩定，分布均勻，整個運行中未發現安全隱患。

表1 DF988運行數據

表2 DF988陽極電流效率

表3 DF2801運行數據

表4 DF2801陽極效率

（2）由于單極槽的特殊性，電解槽啟動時采用瞬間高電流送電，在高電流的沖擊下DF988膜和DF2801膜能保持安全穩定。

（3）運行中經歷調峰運行，計劃停車，連鎖停車，長期停車1個月的考驗，30%和32%堿的交替運行，說明國產離子膜的適應性較強。

表5 進口離子膜運行數據

表6 進口離子膜陰極效率

（4）DF988運行氯氣純度基本能保持98.0%（電槽運行不加酸），目前陽極電流效率仍能保持95.7%。

（5）堿中含鹽能穩定在保持小于35×10-6，達到國家標準優等品要求。

（6）由于全氟磺酸層和全氟羧酸層之間采用無界面融合，使得全氟磺酸層和全氟羧酸層更為緊密，不易產生水泡，從而獲得較低的電壓和較高的電流效率。

（7）使用DF2801的電解槽氯氣純度和陽極電流效率均優于同期使用DF988的電解槽。

（8）由于F2電解槽的特殊性，因此該電解槽運行的電流密度低于復極槽，并且槽電壓略高于復極槽。

4 結論

國產氯堿離子膜DF988和DF2801運行結論：

（1）從運行的各項數據分析結果表明，國產離子膜工業化運行安全性能達標，達到了工業化運行的條件。

（2）本次使用的國產離子膜DF988是屬于無犧牲芯材的高強度離子膜，運行性能指標與國外同類產品相當，達到國際同類產品的水平，有部分指標優于國際同類產品。

（3）國產離子膜對碘有較強的耐受性。

（4）DF2801是帶犧牲芯材的高強度離子膜，由于本次的離子膜DF2801厚度大于DF988，因此安全性能有進一步提高。

（5）要確保離子膜的安全穩定運行，運行管理是關鍵，特別是保證鹽水質量，嚴格控制電槽陰極液、陽極液濃度、電槽槽溫，嚴格控制氣體壓差，升降電流的及時調整都是保證穩定運行的基礎。

（6）由于離子膜制造過程非常復雜，全氟磺酸樹脂和全氟羧酸樹脂的穩定性至關重要，并且對成膜過程的機械設備加工精度都有很高的要求，這對產品離子膜的性能有決定性作用，希望能得到進一步提高。

（7）完善對離子膜的分析和檢測方法，對改善和提高離子膜的性能可以提供詳實的數據，為產品的提升具有指導意義。

5 結語

國產離子膜的工業化應用，打破了國外公司壟斷的局面，極大提升了氯堿行業的產業安全性。經過長達33個月的運行，國產氯堿離子膜在該公司的電解槽上能安全穩定運行，且各項指標均能達到如期效果，為今后大面積使用國產氯堿離子膜提供了真實可靠的數據。