旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用

劉新合 張靜 蔡生鈺 張發英（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000）

旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用

劉新合 張靜 蔡生鈺 張發英（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000）

離子膜法是當前氯堿工業中制堿的最佳方法之一，而其中離子膜法制鉀堿更是對氯堿工業的發展具有重要意義。自我國引進旭化成電解槽后，如何將其更好地應用到離子膜法制鉀堿中，就成為了行業內的一個熱點問題。本文結合該行業的相關經驗，概述了旭化成電解槽的相關內容，分析了離子膜法制鉀堿的相關工藝，就如何在離子膜法制鉀堿中應用好旭化成電解槽，并發揮其實用價值提出了相關見解，以供具體的實踐或研究進行參考。

旭化成電解槽；離子膜法制鉀堿；應用

無論是從世界范圍內看還是就我國而言，離子膜法都是現階段最為可靠的制堿方法，它對于提升鉀堿產量，滿足鉀堿產品需求，推動氯堿工業的生產發展都發揮了重要作用。在新時期的背景下，各國為了進一步推動自身氯堿工業發展，紛紛引入了先進的生產方式，我國就由日本的旭化成公司引入了電解槽，并將其應用于離子膜法制鉀堿中，取得了良好的實踐效果。本文正是基于這一背景來對上述問題進行分析探討，具有較強的現實意義和行業參考價值。

1 旭化成電解槽簡述

在上文中已經提到，我國由日本的旭化成公司引入了電解槽，這也是旭化成電解槽名字的由來。從旭化成電解槽的特征來看，基于槽型進行分類它被歸為復極槽；而基于電解液循環方式進行分類它則被歸為強循環工藝。在旭化成電解槽的實際應用中，考慮到強制循環所具有的高能耗和高壓差問題，為了避免離子膜損耗過大而降低使用壽命，所以對電解槽進行了改造，以自然循環作為電解槽電解液循環方式。通過這一改造，不僅有效降低了對離子膜的損壞，保障了離子膜的使用壽命，還可以節約電量，為陽極室提供飽和鹽水，無需外部循環即可排出單元槽淡鹽水，取得了良好的應用效果，從總體上降低了對離子膜的影響。

2 離子膜法制鉀堿的工藝分析

離子膜法制鉀堿在實踐生產中非常普遍，其主要的工藝原理是在陽極和陰極間設置帶有選擇性滲透的陽離子，如果堿液經由陰極室或者鹽水經由陽極室就會發生電解。在這一過程中，經過電解的氯化鉀將被電離為K+、Cl-，此時在陽極室中放置Cl-進行放電，即可獲得氯氣。而在離子膜法的作用下，把K+轉移到陰極室中，受電解作用的影響會生成OH-及氫氣，此時K＋和OH-經由反應作用生成氫氧化鉀。以上就是離子膜法制鉀堿的主要過程，從上述過程中可以看出，這一制作方法不僅效率較高，而且所造成的污染及能耗問題都可以控制在一個合理的范圍內，在實際的化工生產中具有極高的應用價值。

3 旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用

一般情況下，旭化成電解槽是于單元槽上方不通電處實現氣液分離室的設置，這樣可以較為容易的在通電部位實現氣泡及電解液的引入，同時無需損失任何壓力，還能夠及時把氯氣引入到電解槽外部，避免離子膜干區出現。另外需要強調的是，該方法不會因為氣體流動而造成分離氣液面振動。在實際的離子膜法制鉀堿過程中，應用旭化成電解槽能夠于鹽水稀釋、樹脂塔控制等方面實現。

就樹脂塔控制而言，關鍵在于把一次鹽水送至樹脂塔中，并對金屬陽離子進行清理，使鈣鎂離子小于20ppb。而想要實現這一目的，就涉及到了離子膜交換塔的應用，其運行將直接關系到生產。需要指出的是，在離子膜電解中，對于二次精制鹽水有著較高的質量要求，如果質量不達標，易損壞離子膜，進而會降低它的使用壽命，所以樹脂塔控制的重要性自然不言而喻。就樹脂塔再生而言，首先需要水洗，通過純水把再生塔余下鹽水替換，把純水由頂塔灌入，鹽水進入回收鹽水槽。其次需要反洗，由塔底引入水，并把小樹脂顆粒分離。再次需要進行酸再生，把稀釋鹽酸送至樹脂塔，通過H+置換，同時把余下鹽酸用純水置換并排至廢水槽。其次KOH再生，將稀釋鉀堿送至樹脂塔，利用K+置換出H+，用純水置換，廢水排至廢水槽。最后鹽水置換，鹽水由塔底進入，由塔頂進入回收鹽水槽。

就鹽水稀釋而言，其主要原因是陽極液中殘留的氮氣需要通過淡鹽水置換。然而在實際操作中，淡鹽水通過二次精制鹽水構成，需要通過離子水進行稀釋。一般情況下，該項任務會在電解停止時實行，鹽水電解過程中必須中斷電解槽的加入，并通過二次鹽水流量來計算去離子水用量。在應用旭化成電解槽后，制鉀堿的工作會變得更為容易，同時基于自然循環能力所帶來的優勢，可以避免對離子膜的損害。因此綜合來看，該項技術在實際生產中具有極高的推廣價值，可以對制鉀堿工作帶來諸多的幫助。

通過上述分析能夠看出，在離子膜法制鉀堿的過程中應用旭化成電解槽具有非常顯著的效果和價值，不僅能夠保護電解槽不受到損害，還能加強對樹脂塔的管理，對于很復雜的回路也有很好的控制效果，特別是在DCS上，都能非常高效的完成各項任務。總而言之，必須要擴大旭化成電解槽的應用領域，使其一方面創造出更多的產品，另一方面也能推動氯堿工業更好的開展下去。通過本次研究希望能對相關領域的工作起到有價值的參考，盡快研制出更先進的電解槽。

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