離子膜電解槽電流效率探討

楊永兵

摘要：離子膜如果要長(zhǎng)期保證其穩(wěn)定、高效的電流效率，最關(guān)鍵的部分就是電解槽的操作問(wèn)題。離子膜的使用壽命會(huì)受到鹽水的影響，因此電流的高密度運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)使得效率進(jìn)一步降低。電解槽有著陽(yáng)離子交換膜，因此，有能透過(guò)溶液的特點(diǎn)。Ca、Mg等多價(jià)陽(yáng)離子在透過(guò)交換膜時(shí)，與少量的從陰極室反遷移來(lái)的OH生成氫氧化物沉淀，使膜電阻增加，會(huì)堵塞離子膜，這樣就會(huì)使得電解槽出現(xiàn)電壓升高的情況，因此，就會(huì)改變反遷徙，電流的效率進(jìn)一步降低。所以本文針對(duì)離子膜電解槽電流效率進(jìn)行了以下探討。

關(guān)鍵詞：離子膜;電解槽;電流效率。

引言

離子膜如果要長(zhǎng)期保證其穩(wěn)定、高效的電流效率，最關(guān)鍵的部分就是電解槽的操作問(wèn)題。這種操作能夠改變相關(guān)的電流量，延長(zhǎng)離子膜的使用壽命，能夠進(jìn)一步避免離子膜受到傷害，以此提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)能夠降低電解槽電壓，起到提升電流效率的作用。

一、鹽水質(zhì)量對(duì)電流效率的影響

離子膜的使用壽命會(huì)受到鹽水的影響，因此電流的高密度運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)使得效率進(jìn)一步降低。電解槽有著陽(yáng)離子交換膜，因此，有能透過(guò)溶液的特點(diǎn)。Ca、Mg等多價(jià)陽(yáng)離子在透過(guò)交換膜時(shí)，與少量的從陰極室反遷移來(lái)的OH生成氫氧化物沉淀，使膜電阻增加，會(huì)堵塞離子膜，這樣就會(huì)使得電解槽出現(xiàn)電壓升高的情況，因此，就會(huì)改變反遷徙，電流的效率進(jìn)一步降低。它能選擇和透過(guò)鹽水中的Na，而其他陽(yáng)離子如Ca、Mg等也同樣能透過(guò)。

二、陰極液中NaOH濃度對(duì)電流效率的影響

根據(jù)相關(guān)的資料顯示，NaOH濃度與電流效率存在極大值的關(guān)系，因此，NaOH的不斷升高會(huì)使得陰極一側(cè)的含水情況比較低。所以相對(duì)來(lái)說(shuō)濃度就會(huì)增加，如果濃度繼續(xù)升高，并且沒(méi)有要下降的趨勢(shì)，膜中OH濃度增大，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)36%，膜中OH濃度增大的影響起決定作用，這樣就會(huì)使得電流的效率不斷降低，影響用電的情況，所以，對(duì)于溶液的濃度來(lái)說(shuō)，要使得能夠達(dá)到相關(guān)的平衡要求，槽出口堿液NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在32%-35%。分析人員和操作人員需要進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析，這樣才能夠?qū)⑷芤旱臐舛群碗娊赓|(zhì)的情況進(jìn)一步結(jié)合考慮。完善平衡的配合模式，這樣才能夠?qū)π纬傻碾娏髯鲞m當(dāng)?shù)目紤]和分析。

三、陽(yáng)極液NaCl濃度對(duì)電流效率的影響

陽(yáng)極液中的NaCl濃度對(duì)電流效率有著非常明顯的影響，因此電流效率是隨著NaCl濃度的下降而下降的，鹽水濃度不斷降低則就會(huì)使得離子膜含水率增高使得電流效率隨之下降，也就是說(shuō)，鹽水的使用和離子膜是形成正的關(guān)系，電解槽出口陽(yáng)極液NaCl質(zhì)量濃度控制為215-225g/L。通過(guò)這幾年的運(yùn)行可以看出，電解槽的管理需要落實(shí)到位才能夠?qū)⒏鞣N溶液的比例熟練確定。進(jìn)一步完善陰極和陽(yáng)極溶液的使用濃度，從而達(dá)到延長(zhǎng)離子膜的使用壽命和提高電解槽的電流效率。

四、電流密度對(duì)電流效率的影響

生產(chǎn)中電流出現(xiàn)負(fù)荷變化的情況很多，電壓也會(huì)出現(xiàn)比較大幅度的變動(dòng)，如果電流出現(xiàn)頻繁的上升或下降，會(huì)使單元槽的氯中氧體積分?jǐn)?shù)、氯中氫體積分?jǐn)?shù)升高，電流效率降低。所以，保證電流的穩(wěn)定是保證生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行和保護(hù)離子膜的基礎(chǔ)。電流穩(wěn)定能夠延長(zhǎng)離子膜的壽命對(duì)于長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展有著積極意義，能夠進(jìn)一步節(jié)省成本。

五、電解液的溫度對(duì)電流效率的影響

據(jù)資料介紹，當(dāng)電解溫度降至65℃以下時(shí)，電流效率下降很迅速，以后即使溫度再上升，電流效率也難以恢復(fù)到原來(lái)的位置上。這和離子膜的溫度范圍有關(guān)系，在這一范圍內(nèi)，溫度的上升會(huì)使離子膜陰極一側(cè)的孔隙增大，使鈉離子遷移數(shù)增多，有助于電流效率的提高。在日常生產(chǎn)中槽溫和槽壓是由DCS控制室來(lái)監(jiān)控的，崗位人員加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)巡檢，槽溫控制范圍為85-88℃，隨電流密度而變化。DCS人員應(yīng)密切監(jiān)控好槽溫的變化情況，也就是為了保證溫度穩(wěn)定在控制指標(biāo)內(nèi)，從而爭(zhēng)取能夠?qū)㈦娏鞯南淖钚』鸬焦?jié)省成本并增加效率的作用。

六、小結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，離子膜電解槽的操作對(duì)于延長(zhǎng)離子膜壽命有著至關(guān)重要的作用，由于膜價(jià)格比較高，所以需要進(jìn)一步節(jié)省成本，提高效率，就要延長(zhǎng)離子膜的壽命。避免出現(xiàn)重大事故，不要影響離子膜的電解性能，這樣就能夠進(jìn)一步帶動(dòng)電流效率的提升，將離子膜的使用發(fā)揮到最大價(jià)值。控制相關(guān)的電解槽操作條件，并完善操作人員的素質(zhì)，才能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)工藝系統(tǒng)的完善和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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