电解
阴阳离子对离子膜电解性能的影响
王志毅赵开荣
(山东农药工业股份有限公司淄博鲁昊公司,淄博255009)
摘要通过离子膜污染物成分和二次盐水分析结果,提出了盐水中杂质对离子膜性能影响及建议。
关键词阴阳离子离子膜电解槽影响
Influences of anions and cations on the electrolytic
performance of ion-exchange membrane
Wang Zhiyi Zhao K air ong
(Zibo Luhao Co.of Shandong Pesticide Industry Inc.Zibo,255009)
Abstract By analyzing the substances w hich pollute ion-exchange membrane and secondary brine, influences of the impurities contained in brine on the electrolytic performance of ion-ex chang e mem-brane are demonstrated and sug gestions are also offered.
Key word anions and cations,ion-exchange membrane electrolytic cell,influence
为了使离子膜法盐水电解长期稳定的运转,必须熟悉离子膜的特性,掌握其性能下降的主要原因,从而减少失误,真正发挥离子膜电解槽的优良性能。
通过我厂3万t/a离子膜烧碱开车两年来的运行情况,我们发现电解槽平均槽电压已由刚开车时的3.16V(3kA/m2)增长到3.45V(3kA/m2)。在处理出现故障的电解槽时我们发现:离子膜已由刚开车时的无色变为深棕色,膜的大部分明显存在轻度铁迹颜色变化比较大以及白色沉淀物,在盐水进料口上方的膜的上部区域有一些很深的皱折,发现皱折内排列着一系列气泡,在膜的阴极侧面明显存在大量起皱现象,起泡显现宽度大约4cm的局部条带状分布,且位于膜下沿以上约14cm处,与离子膜阳极侧的潮涌线吻合,起泡数量较多,面积大约为20mm@20m m,通
3使用S-940树脂应注意的问题
(1)树脂塔更换树脂后,必需倍量再生后方能投入使用。
(2)进树脂塔的盐水pH值应控制在8.5~9.5。
当树脂塔的pH值为酸性时,树脂将会变成氢型树脂,此时树脂与各种金属离子的亲和力将发生变化,这样将不能有效地去除盐水中的Ca2+、Mg2+等,如进树脂塔的盐水pH值较高,盐水中的Ca2+、Mg2+将有一部分以氢氧化镁、碳酸钙等分子状态的钙镁化合物存在,螯合树脂不能通过离子交换方式除去这部分钙镁化合物,只能以过滤作用拦截一部分。这时,一方面导致树脂塔的阻力增大,另一方面使树脂塔再生时反洗不彻底,再生效果不好而使树脂性能下降,因而使进槽盐水中Ca2+、M g2+含量可能超标而影响膜性能。
(3)严格控制盐水中的游离氯。
不但要使盐水中的游离氯符合工艺要求,同时应注意在树脂加酸再生前树脂塔内的盐水置换及淋洗必须充分,以避免加酸时酸与盐水中的氯酸盐反应产生游离氯,引起树脂氧化中毒。
(4)控制树脂塔内压力。
树脂塔内压力直接影响螯合树脂的寿命,若压力过大会使树脂破损,从而使树脂的使用寿命缩短。
(5)控制盐水进塔温度在(60?5)e。
盐水进塔温度低,会使树脂的吸附能力下降。
4结论
通过我厂近1年来的使用,国产漂莱特S-940螯合树脂完全可以替代进口的CR-11型树脂。这对我国离子膜法工艺国产化、振兴民族工业、降低产品成本、提高产品市场竞争力大有好处。
(1999-09-19收稿)
第11期1999年11月氯碱工业
Chlor-Alkali Industry
No.11
Nov.,1999
过拆槽发现阳极垫片在淡盐水平衡口处被腐蚀掉,有的阳极板中的阳极板条被局部腐蚀掉,长条被腐蚀断,呈锋利的针状物,在碱液出口通道内有大量镍粉颗粒存在。为了便于找出电解槽槽电压升高,离子膜性能下降的原因,外商积极配合,将我们的旧离子膜、旧阳极、阴极板带回去,且进行了分析。通过对离子膜表面的杂质取样分析,分析结果表现在膜的上部盐水进口区的阳极侧面存在中度钛镍污染,在膜的阴极侧面发现的污染物只有镍和阴极涂层的一种成分,英国ICI 公司的分析结果如表1所示。
表1离子膜污染物L g/cm2
污染物标准值运行3个月运行10个月后
Al<1<15
Ba<122
Ca<1820
M g<1<110
Fe<1430
Ni<1920
Sr<11<0.5
I<1<22
Ti<170250
S iO2<11057
英国ICI公司将我们的二次盐水取样带回去进行了分析,分析结果如表2。
表2二次盐水分析结果及要求指标
指标分析结果操作要求指标离子膜阳极涂层阴极涂层
Q(NaCl)/(g/L)305>270>270>250
X(Ca2++Mg2+)/10-60.028<0.03<0.03<30
X(Sr2+)/10-6<0.01<0.50<0.50
X(SiO2)/10-6 6.4<10<10<15
X(I-)/10-60.08<0.5<5.0
X(Ba2+)/10-60.040.15< 1.00.15
X(F-)/10-60.2<1.0<1.0
X(重金属)/10-60.005<0.05<0.05<0.05现将近期我厂自己分析的有关二次盐水的全分析数据列于表3。
通过以上分析结果,我们可看出离子膜性能下降的主要原因是供给盐水中杂质和离子膜中发生水泡的影响,现将各种阴阳离子对离子膜电解槽性能的影响粗略分析如下。
表3二次盐水全分析结果
控制指标标准1998-061998-071998-081998-111998-121999-011999-02 Q(NaCl)/(g/L)300?10.8295.12300.97292.20302.4305.1302.4295.7 X(Ca2++M g2+)/10-60.0320.8416.2615.1 2.14 2.34 2.4 2.03 X(M n2+)/10-6<0.050.0230.0110.0150.0350.0370.0340.036 X(Pb2+)/10-6<0.050.4260.6750.5010.3090.3210.3310.346 X(Al3+)/10-6<0.100.0090.00780.00240.00370.00520.00450.0065 X(Ba2+)/10-6<0.100.2000.2000.2000.8750.9710.9760.974 X(I-)/10-6<1.000.1180.0120.0030.0040.0060.0050.006 X(Fe3+)/10-6<0.500.0230.0230.0150.180.170.120.14
X(S i O
2
)/10-6<10 4.58 4.112 4.03 5.32 5.37 5.14 5.26 X(F-)/10-6<0.700.350.500.400.460.420.480.52
Q(Na
2
SO4)/(g/L)<10 6.957.67 5.32 5.48 4.37 5.657.65 X(S r2+)/10-6<0.500.0080.0080.0090.0090.0110.0100.012 X(Hg2+)/10-6<0.500.0050.0050.0050.0050.0050.0050.005 pH值11.611.3611.611.411.111.611.711.5
1盐水中钙、镁离子的影响
如果盐水中的Ca2+、M g2+不除去,则在电解过程中就会与阴极室迁移到阳极室的OH-结合,形成氢氧化物沉淀,这样不仅会消耗生成的碱,而且这些沉淀物会降低离子膜的渗透性,造成电解液NaOH 浓度上升,OH-反渗加剧,副反应增加,从而导致电流效率下降,槽电压上升,增加了电耗,缩短了离子膜的使用寿命。这些沉淀物沉积在离子膜内或靠近阴极一侧膜内,从而导致电解槽槽电压升高,且槽电压随着钙、镁杂质积蓄量的增加而增加,钙、镁积蓄量各在100ng/cm2时,槽电压的增加分别为25mV和105mV,镁积蓄时增加的幅度大。另一方面,电流效率随着钙积蓄量的增加而降低。而镁的蓄量增加时,电流效率没发生变化。
13
第11期
1999年11月王志毅等:阴阳离子对离子膜电解性能的影响
2硫酸根离子的影响
通过分析自1996年9月至1997年3月共14个样品的二次盐水中SO42-的含量,分析结果为最低5.438g/L,最高为10.14g/L,平均7.42g/L,正常操作条件下,二次盐水中Na2SO4指标应小于10g/ L,可以看出,SO42-不稳定,有超标现象,盐水中SO42-含量高,则会形成Na2SO4沉积在离子膜中,使其电流效率下降。盐水中SO42-含量较高时,会阻碍氯离子放电,促使OH-放电产生O2;同时,SO42-本身在阳极上放电,发生如下电化学反应:
2SO42-=2SO3+O2+4e
SO3+H2O=H2SO4
H2SO4=2H++SO42-
这样就会使Cl2中含氧量增加,电解时在阳极上生成的新生态氧,其中有一部分在活性层介面放电,然后离开电极表面形成氧气进入溶液,而另一部分吸附在电极表面上,穿过活性层向钛基体表面迁移或扩散,化学吸附在钛基体表面上,在钛基体和涂层之间生成非导电的T iO2层而降低性能。从我们处理的2#电解槽和32#电解槽中拆下的损坏阳极板上即可得到证实,阳极板的钛丝被腐蚀成针状物,中间断裂。3锶离子的影响
盐水中的锶离子正常控制在小于0.5mg/kg,锶离子含量的升高会使锶离子以化合物形式沉积在阳极表面,使阳极活性下降,阳极电位迅速上升,使用寿命大大缩短。这种化合物沉积在离子膜上,使离子膜性能下降,槽电压升高,电流效率下降,它比钙离子影响稍轻。
4钡离子的影响
盐水中钡离子正常控制在小于1@10-6,在阳极液中,钡离子与SO42-生成BaSO4沉淀,若覆盖于阳极上,会引起阳极电压升高,若沉淀在离子膜上,会导致离子膜电阻增大,如果与从阴极室迁移到阳极室的OH-结合形成Ba(OH)2,沉积在离子膜上使其电流效率下降,其影响程度比Ca2+、Sr2+稍轻。
5铁离子的影响
盐水中的Fe3+正常控制在小于5@10-7,铁在pH值为2~3以下的酸性盐水中才能溶解,进入膜体形成氧化物,并且沉积在膜内,使阴极涂层中毒,失去活性,导致电流效率下降。阴极表面若被铁覆盖,铁对氢的过电压也是高的,因而引起槽电压升高,电流效率下降。6可溶性硅的影响
正常操作条件下X(SiO2)<1@10-5,盐水中的硅能使离子膜的性能恶化,其复合效果比单独效果更大,即Si-Ca、Si-Ba、Si-I等组合,使膜性能恶化加速,在酸性状态时,铝会溶解,形成多晶硅酸铝,沉积在离子膜上,造成膜的物理性损伤,电流效率可能会降低至90%~93%。
7碘的影响
盐水中总碘控制在1@10-6以下,碘含量的超标导致碘以碘离子形式存在于盐水中,由于阳极室中氧化作用的结果,使碘离子变成了Na3H2IO6沉淀,在盐水的再饱和循环中就有了碘酸盐的慢慢积累,一些碘酸盐能扩散到膜中并以晶体形式沉淀下来,使膜的有效面积减小,造成膜损坏,从而降低电流效率至80%~85%。
8Pb2+、Hg2+、NaClO3的影响
Hg2+正常控制在小于5@10-7,Pb2+正常控制小于5@10-8,汞和铅透过离子膜沉积在阴极上,使阴极涂层中毒,进而阴极过电压升高,槽电压升高。二次盐水中NaClO3小于20g/L,存在于盐水中只能影响NaCl质量,检测结果增加了碱中NaClO3含量。9NH+4的影响
盐水中的NH+4在离子膜电解槽阳极液pH值为2~4的条件下,将产生NCl3,其反应如下:
NH3+3HClO
pH值<4.5
NCl3+3H2O
含有氨或铵盐的盐水进入电解槽后,易生成NCl3,并随Cl2至氯冷凝器等设备而富集,由于NCl3是爆炸性很强的化合物,对系统的安全,特别是液氯生产有很大的威胁,因此必须控制好盐水中NH+4的含量。
为了使离子膜电解槽性能真正发挥出来,我们提出如下建议:
(1)加强现场管理和职工培训工作,将素质高、操作熟练、责任心强的职工充实到二次盐水与电解中控室,严格按照离子膜生产的操作法和工艺规程精心操作。
(2)狠抓一次盐水与二次盐水质量,从原盐质量开始抓起,特别是要求严格控制二次盐水中的Ca2+、M g2+含量,坚决杜绝不合格盐水进入电解槽中,对于二次盐水微量元素的控制,要定期分析,发现问题及时处理,从而保证电解槽性能的正常运行,保证离子膜的使用寿命。
14氯碱工业1999年第11期
设备维护检修规程 离子膜电解槽维护检修规程
1总则 1.1规程适用范围 本规程适用于意大利De Nora2×19DD350复级式离子膜电解槽的维护和检修。 1.2设备结构简述 De Nora2×19DD350复级式离子膜电解槽由38个单元槽组成，有效电解面积为3.5m2，每个单元槽都由三部分组成：10mm厚不锈钢为基础的单元基体、阳极室及阴极室。 a.单元基体分为三部分：
1)中间一层是5mm钢板为导电支承体，上面均匀分布着238个不锈钢柱，等距穿过钢板两侧，进行焊接固定。 2)将1mm钛盘（上面有与钢板对应的238个凹槽）焊接在钢板的不锈钢柱上，同样方式将1mm镍盘焊接在钢板的另一侧。 3)在钛盘和镍盘侧面分别焊接1mm厚的钛网和镍网，作为阳极、阴极的支承网。 b.阳极室在钛盘的钛支承网上，采用该公司创制的贴粘涂层工艺，焊上一层阳极，组成阳极室（即由细、粗钛网及钛板等构成阳极室）。阳极的主体材质为钛，呈丝网状，上涂Ti、Ru等金属的氧化物固溶体作为活性涂层，涂层微观上呈龟裂状态，增大了涂层的表面积。 c.阴极室在镍盘的镍支承网上，覆盖一层由镍丝编织成的弹性镍，在弹性镍上平铺一层1mm的活性镍阴极，组成阴极室（即由粗、软、细三种镍网构成阴极室）。阴极的主体材质为镍，由于弹性镍网有成百万个小孔，可以压缩50%以上，所产生的弹性力将阴极压向膜，从而形成零极距。 1.3设备主要性能 工作介质：盐水、烧碱、氯气、氢气； 工作负荷： 11.5KA 电流密度： 3.285KA/m2 额定电流负荷： 13KA 额定电流密度： 3.71KA/m2 循环方式：自然循环 单元槽电压： 3.07V(新膜) 槽温：正常85℃ 电流效率： 93%（二年平均）、92%（三年平均） O 氯气压力： -20～-50mmH 2 O 氢气压力： +80～+120mmH 2 阳极主体材质：钛 通电面积： 3.5m2 阴极主体材质：镍
电解 阴阳离子对离子膜电解性能的影响 王志毅赵开荣 (山东农药工业股份有限公司淄博鲁昊公司,淄博255009) 摘要通过离子膜污染物成分和二次盐水分析结果,提出了盐水中杂质对离子膜性能影响及建议。 关键词阴阳离子离子膜电解槽影响 Influences of anions and cations on the electrolytic performance of ion-exchange membrane Wang Zhiyi Zhao K air ong (Zibo Luhao Co.of Shandong Pesticide Industry Inc.Zibo,255009) Abstract By analyzing the substances w hich pollute ion-exchange membrane and secondary brine, influences of the impurities contained in brine on the electrolytic performance of ion-ex chang e mem-brane are demonstrated and sug gestions are also offered. Key word anions and cations,ion-exchange membrane electrolytic cell,influence 为了使离子膜法盐水电解长期稳定的运转,必须熟悉离子膜的特性,掌握其性能下降的主要原因,从而减少失误,真正发挥离子膜电解槽的优良性能。 通过我厂3万t/a离子膜烧碱开车两年来的运行情况,我们发现电解槽平均槽电压已由刚开车时的3.16V(3kA/m2)增长到3.45V(3kA/m2)。在处理出现故障的电解槽时我们发现:离子膜已由刚开车时的无色变为深棕色,膜的大部分明显存在轻度铁迹颜色变化比较大以及白色沉淀物,在盐水进料口上方的膜的上部区域有一些很深的皱折,发现皱折内排列着一系列气泡,在膜的阴极侧面明显存在大量起皱现象,起泡显现宽度大约4cm的局部条带状分布,且位于膜下沿以上约14cm处,与离子膜阳极侧的潮涌线吻合,起泡数量较多,面积大约为20mm@20m m,通 3使用S-940树脂应注意的问题 (1)树脂塔更换树脂后,必需倍量再生后方能投入使用。 (2)进树脂塔的盐水pH值应控制在8.5~9.5。 当树脂塔的pH值为酸性时,树脂将会变成氢型树脂,此时树脂与各种金属离子的亲和力将发生变化,这样将不能有效地去除盐水中的Ca2+、Mg2+等,如进树脂塔的盐水pH值较高,盐水中的Ca2+、Mg2+将有一部分以氢氧化镁、碳酸钙等分子状态的钙镁化合物存在,螯合树脂不能通过离子交换方式除去这部分钙镁化合物,只能以过滤作用拦截一部分。这时,一方面导致树脂塔的阻力增大,另一方面使树脂塔再生时反洗不彻底,再生效果不好而使树脂性能下降,因而使进槽盐水中Ca2+、M g2+含量可能超标而影响膜性能。 (3)严格控制盐水中的游离氯。 不但要使盐水中的游离氯符合工艺要求,同时应注意在树脂加酸再生前树脂塔内的盐水置换及淋洗必须充分,以避免加酸时酸与盐水中的氯酸盐反应产生游离氯,引起树脂氧化中毒。 (4)控制树脂塔内压力。 树脂塔内压力直接影响螯合树脂的寿命,若压力过大会使树脂破损,从而使树脂的使用寿命缩短。 (5)控制盐水进塔温度在(60?5)e。 盐水进塔温度低,会使树脂的吸附能力下降。 4结论 通过我厂近1年来的使用,国产漂莱特S-940螯合树脂完全可以替代进口的CR-11型树脂。这对我国离子膜法工艺国产化、振兴民族工业、降低产品成本、提高产品市场竞争力大有好处。 (1999-09-19收稿) 第11期1999年11月氯碱工业 Chlor-Alkali Industry No.11 Nov.,1999
离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过，其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电，生成C1 2 ，从电解槽顶部放出，同时Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H + 放电，生成H 2 ，也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗；不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过，所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。 离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽：主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。 电极均为网状，是粗糙的可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
从当前世界离子膜电解技术发展来看，采用自然循环复极式电槽、高电流密度、单元面积大型化、零（膜）极距是其方向，故本项目推荐采用自然循环高电流密度复极槽技术。 进口离子膜技术/电槽与北化机技术/电槽的技术性能比较 离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工[wiki]机械[/wiki]厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中，旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。- f1 v ^4 K n( J: h A．伍德及伍德诺拉电解槽特点: ?6 e4 P% U6 W ●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构，易于更换电槽，维修时间短，主装好的单元最长存放时间可达2年。 ●电槽单元的焊接由激光自动焊接，均匀，电流接触好，使用寿命稳定，有益于高电流密度下运行。- c) P1 Q9 A8 h+ c: F% ` ●电解槽材料使用好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积2.7 m2，操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。 ●系统设计报警连锁多，安全性考虑周到。 B．氯工程公司BiTAC®电槽特点 ●复极式电解装置，结构简单。1 p+ ` O8 m( `' C9 ? ●电极波浪式结构，电解液分布和电流分布较均匀，较低的电压降，功率消耗低，高电流密度操作。; \' ]5 z* p- V7 z* |1 @ ●操作压力低，溢流式，操作较安全 ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积3.276 m2，操作电流密度一般5~6KA/m2适于高电流密度下运行。. E7 t) p$ e0 w$ o2 D! F3 O- k C．日本旭化成复极NCH型电解槽特点 旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术，以及离子交换膜的公司。 ●电槽板框为压滤机型（由许多单元槽串联组成），独立组成供电线路。" F2 B. i6 E( y( y% T ●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。( G6 f/ m9 X1 K4 Z! f ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。* u3 R) s. v3 I8 s+ o3 y' r. M; j1 x/ k ●单元面积2.7m2，适于的电流密度 4.5~5.5KA/m2。
模拟试题六 单选题 第1题：下列()情况需全面紧急停车。 A、检修 B、停电 C、某设备损坏 正确答案：B 第2题：系统氮气置换前安全附件应()。 A、隔离 B、齐全好用 C、关闭根阀 正确答案：B 第3题：当生产经营单位的生产工艺和技术发生变化时,应急预案()。 A、应当废弃不用 B、可以免于重新备案 C、应当及时修订 正确答案：C 第4题：蒸发操作中,将所产生的二次蒸汽不再利用,经直接冷凝后排去的蒸发操作称为()。 A、简单蒸发 B、单效挥发 C、单效蒸发 正确答案：C
第5题：《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》规定,使用有毒物品作业场所应当设置警示标识、中文警示说明和()。 A、黄色区域警示线 B、红色区域警示线 C、黄色警示牌 正确答案：A 第6题：以下()项,属于高毒物品目录。 A、氯乙烯 B、氯丙烯 C、二氯乙烷 正确答案：A 第7题：氢气系统必须保持()。 A、正压 B、负压 C、0 正确答案：A 第8题：充装量为500kg和1000kg的液氯气瓶使用时应()放置。 A、直立 B、卧式 C、倾斜 正确答案：B 第9题：不属于使用劳动防护用品的一般要求是()。
A、防护用品应定期进行维护保养 B、使用前应首先做一次外观检查 C、劳动用品的使用必须在其性能范围内,不得超极限使用 正确答案：A 第10题：可燃性气体或蒸气与空气形成的混合物,遇明火能发生爆炸的最低浓度称为该气体或蒸气的爆炸()。 A、极限 B、下限 C、上限 正确答案：B 第11题：国家为加强环境保护管理而采取的最主要手段是()。 A、建立和强化环境行政管理机构 B、应用环境经济调节措施 C、强化环境刑事制裁 正确答案：A 第12题：离子膜电解工艺一次盐水安全生产技术指标中,化盐水硫酸根含量为≤()g/L。 A、5 B、8 C、10 正确答案：A 第13题：液氯气瓶泄漏时()向气瓶喷水。 A、不应
职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生产操作》课程案例教学内容 离子膜电解槽电解精制盐水的操作 ⒈ 案例选取的内容 ⑴ 离子膜电解槽型号 BiTAC -859复极式离子膜电解槽 ⑵ 电极尺寸为1400×2340mm ⑶ 阴阳极室内设计工作压差：350±20mmH 2O ⑷ 设计温度：0-100℃ （温差变化要缓慢） ⑸ 有效面积为3.276m 2 ⑹ 日产100%NaOH 的量：101.5t ⑺ 运行温度：82～88℃ ⑧ 板片材料 阳极：钛材（包括钛网与活性涂层）；阴极：镍材（包括镍网与活性涂层） ⑨ 工作介质 阳极室含NaCl 量为250g/l 左右的盐水，并含有NaClO 3、NaClO 和新生态的Cl 2和少量的新生态的O 2；阴极室含30%左右的NaOH 溶液，并含有新生态的H 2。 ⑩ 工作地点：离子膜烧碱生产精制盐水电解生产工序 ⑾ 完成任务的工作人员：顶岗实习的学生小赵、小阚与班长乙 其整体结构见图1所示。 图1 BiTAC -859复极式离子膜电解槽的基本结构示 紧固螺 阴极终端板 电解单元 单元取样 阳极终端 阳极液流出 盐水入槽汇总 压紧螺帽、弹性垫片 槽框横梁 槽框 阴极液流出管 碱液入槽汇总管
图2 离子膜电解槽阴阳极液气液分离装置 ⒉工作任务要求 在二次盐水精制生产岗位上已经生产出含NaCl为310g/l左右，PH=8～10，总硬度为12PPb的合格盐水（Ca2++Mg2+≤20PPb），需要送入电解槽阳极室进行电解；另有合格的30%NaOH 的烧碱溶液和高纯水作为阴极室循环使用，现在准备离子膜电解开车的其他准备工作已由调度安排妥当，本岗位需要生产合格的烧碱产品。 工作时间：每天24小时连续生产。 ⒊工作流程 阴极液系统中的循环碱经流量控制阀调节适当的流量，加入适量的高纯水后，使之碱液的浓度在28%～30%，通过烧碱换热器加热或冷却循环碱液，确保电解槽的操作温度保持在85～90℃，送入电解槽底部的碱液分配器，进入电解槽底部的碱液分配器，分配到电解槽的每个阴极室进行电解。 二次精制合格的盐水经盐水预热器（正常开车时很少用）预热后，调节到合适的流量与高纯盐酸、循环淡盐水在混合器中混合，使之显酸性，但PH值须大于2，然后送入电解槽底部的盐水分配器到电解槽的每个阳极室进行电解。 从电解槽流出的淡盐水通过流量控制阀加酸，调节PH值为2左右，进入阳极液接收罐后，用淡盐水泵送出，并分成两路：一部分与精盐水混合后送往电解槽，循环使用；另一部分送往脱氯塔进行脱除游离氯。 从电解槽阳极侧产生的湿氯气送到氯气总管，去氯气处理系统。当总管Cl2压力过大，可直接高压安全水封去事故氯处理系统，避免Cl2外溢。当总管Cl2负压过大，可由低压安全水封吸入空气，避免膜受到机械损坏。 电解槽溢流而出的烧碱依靠重力流入碱循环罐，由碱循环泵分成两路：一部分产品添加
零极距离子膜电解槽 近年来，中国新建和改造项目基本都采用离子膜法烧碱工艺，离子膜法烧碱产能已占到总产能的69%，其中采用的电解槽多为高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽。近两年出现的新型零极距离子膜电解槽也开始在我国逐步推广应用，该离子膜电解槽比普通离子膜电解槽节能减排效果明显。 离子膜法烧碱电解装置中，电解单元的阴阳极间距（极距）是一项非常重要的技术指标，其极距越小，单元槽电解电压越低，相应的生产电耗也越低，当极距达到最小值时，即为零极距，亦称之为膜极距。 一般用的电解槽都是窄极距的，即阴阳电极间距约2~3mm，从而避免电解单元槽挤坏离子膜，且电压也稍高一些；而零极距是在窄极距的基础上将阴极上加一层弹性缓冲网和面网，即弹性阴极，从而将阴阳电极间距缩小到离子膜的厚度，从而使电解槽的欧姆降大大减小了。不仅提高的电流密度和产量，且电耗明显降低许多。 零极距电解槽通过降低电解槽阴极侧溶液电压降，从而达到节能降耗的效果。原有电解槽阴阳极之间的极间距为1.8~2.2毫米，溶液电压降为200毫伏左右，零极距电解槽就是改进阴极侧结构，增加弹性构件，使得阴极网贴向阳极网，电极之间的间距为膜的厚。与普通电槽相比，同等电密下零极距电槽电压降低约180毫伏，相应吨碱电耗下降约127千瓦时。此外，零极距复极式离子膜电解槽操作方便、运行平稳，可满足大规模生产工艺要求。
我国目前烧碱年产量为1850万吨，如果全部改造为零极距电解槽，年节约电能约23.5亿千瓦时。我国已提出推广该项新技术，根据安排，2012年之前将完成300万吨烧碱产能应用零极距离子膜电解槽的目标，年可节约电能约3.81亿千瓦时。 附：相关介绍 1.弹性网 弹性网是由金属线材（镍）编制，由机械压花折弯使其具备一定弹性的丝网产品。 2.极网 极网由纯镍线材编制加工，有特殊涂层（各个公司有自己不同专利）是膜极距电解槽电极重要组成部分。 3.保护网 保护网是保护膜极距电解槽电极产品，也是由金属线材编织 防止电极弹性网、极网脱落。 4.零极距电解槽生产厂家 零极距电解槽生产厂家有中国的蓝星北化机和日本的旭化成公司。另外，德国伍迪公司的伍德电解槽极距较之零极距多0.04mm 其不采用弹性阴极，也是一种比较节能的选择。 5.零极距电解槽的操作要求以及其他工艺指标可以控制为与高电流密度自然循环电解槽一样。因此 还可以自己购买弹性阴极网在相关厂家的指导下将其改造为零极距电解槽。
化学工艺学试卷及答案
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成
离子膜烧碱工艺标准操作说明 第四部分电解槽操作 2010年12月 旭化成化学株式会社
-目录- IV. 电解槽操作 IV-A 电解槽操作一般指导 IV-A-1 单元槽 IV-A-2 支架 IV-A-3 管口附件 IV-A-4 一次盐水中的悬浮固体（离心脱水） IV-A-5 软管和软管垫片 IV-A-6 总管 IV-A-7 固定头和活动头的隔离（片/板） IV-B 电解槽组件的定期更新和检查 (1) 单元槽垫片 (2) 软管垫片 (3) 阳极液管口处的辅助电极 (4) 单元槽和总管上的阳极液管口 (5) 单元槽和总管上的阴极液管口 (6) 阳极 (7) 阴极 IV-C 电解槽的安装 IV-C-1 安装单元槽 (1) 准备工作 (2) 安装 IV-C-2 在单元槽上贴垫片 (1) 准备工作 (2) 垫片粘贴及垫片位置的设定 IV-C-3 膜安装 (1) 确认和准备工作 (2) 安装膜到单元槽（除了阳极端槽） (3) 安装膜到阳极端框 (4) 记录 IV-C-4 电解槽软管的安装 (1) 准备工作 (2) 电槽软管安装 IV-C-5 充液前检查电解槽 IV-D 膜的更换IV-D-1 局部膜的更换 (1) 确认 (2) 准备工作 (3) 膜的置换 IV-D-2 拆除全部的膜 (1) 确认 (2) 准备工作 (3) 从阳极端框取出膜 (4) 其他膜的取出 (5) 膜取出后所需进行的工作 IV-E 从电解槽中取出单元槽 (1) 准备工作 (2) 把单元槽放在搬运车上
(3) 把单元槽放在木制平台上 IV-A 电解槽操作一般指导 IV-A-1 单元槽 单元槽被复合隔板分成两部分，称作阳极室和阴极室。阳极室的内部是由钛材制成以防止氯气的腐蚀，阴极室的内部侧是镍材制成以防止碱的腐蚀。阳极室和阴极室的隔板两侧分别焊接固定的筋板，筋板上焊接阳极和阴极。每个电解室安装有电解液进口和出口的2个管口。单元槽臂的两边用螺栓固定有支架，单元槽通过支架挂在侧杠上。 图IV-1 图IV-2
电解岗位题库 一、填空： 1、电解食盐水溶液的产品有三种，即氢氧化钠，联 产氯气、氢气。 2、烧碱的生产方法主要有苛化法、水银电解法、隔 膜电解法、离子膜电解法、本厂使用的是隔膜电解法和离子膜电解法。 3、离子交换膜电解食盐水，向阳极室提供盐水、向阴 极室提供纯水，并通以直流电进行电解的方法。 4、用于氯碱工业的阳离子交换膜，目前已经工业化的离 子膜有全氟磺酸膜，全氟羧酸膜，全氟羧酸/全氟磺酸复合膜。 5、电解过程的实质是电解质水溶液在直流电的作用 下，溶液中的离子在电极上分别放电而进行的氧化还原反应。 6、如果氯内含氢量超过4% 时，就有爆炸的危险。 7、为了防止氢气与空气混合，一般电解槽的氢气系统都 采用正压操作。 8、对于复极槽，通过各个单元槽的电流是相等的，其总
电压则是各个单元槽的电压之和，所以每台复极槽运转的特点是低电流，高电压了。 ※※9、离子膜电解槽通电后，用数字式电压表测量每个单元槽的电压，如果某单元槽的电压偏离平均槽电压 0.3v 以上，则该单元槽为异常。在进行膜渗漏试验时， 如果膜的渗漏量大于1000ml/h ，则需进行更换。 ※※10、在检修烧碱设备或管道时，不准带压操作，必须戴上防护面罩与橡胶手套，如果遇到碱液溅入眼睛或皮肤时，应立即用大量清水或硼酸水进行冲洗。 ※※11、氢气是易燃易爆气体，氢气与空气混合其爆炸范围是氢气在空气中浓度达到 4.1%~74.2% 。遇到氢气着火，首先要保氢气正压，严禁降电流和停电处理，造成H2系统倒压，同时用二氧化碳灭火器灭火或用石棉手套或湿布隔绝空气灭火。 12、在化工生产中，控制和消除着火源主要是：明火、火花和电弧、危险温度、化学反应热。 二、问答题：
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（ 分 题） 化学工业的基础原料有? ? ?石油 ?汽油 ?乙烯 ?酒精 ?化工生产中常用的“三酸二碱”是指? ? ?硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指? ? ?乙烯、丙烯、丁烯 ?乙烯、丙烯、丁二烯 乙烯、丙烯、戊烯 ?丙烯、丁二烯、戊烯 天然气的主要成份是（ ） ?乙烷 ?乙烯 ?丁烷 ?甲烷 ?化学工业的产品有? ? ?钢铁 ?煤炭 ?酒精 ?天然气 ?反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是? ? ?石油 ?乙烯 ?苯乙烯 ?丁二烯 在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是? ??操作稳定安全 ?一般年产量大于 ???的产品
反应速率极慢的化学反应过程 ?工艺成熟 进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为? ? ?间歇式 ?连续式 ?半间歇式 ?不确定 评价化工生产效果的常用指标有（ ） ?停留时间 ?生产成本 ?催化剂的活性 ?生产能力 ?转化率指的是? ? ?生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 在催化剂作用下反应的收率 ? 电解工艺条件中应控制盐水中 ? ? 、 ? ?等杂质总量小于（ ? ? ???? ? ?????? ? ???? ? ?????? ?带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（ ）总转化率的统计数据。 ?大于 ?小于 ?相同 ?无法确定 ? （ ）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 ?转化率 ?选择性 ?收率 ?生产能力 ? 三合一石墨炉是将合成、吸收和（ ）集为一体的炉子。 ? 干燥 ? 蒸发 ? 冷却 ? 过滤
关于膜法处理技术的总结！ 目前膜技术作为一个古老但是新兴的技术，技术开发越来越深入，应用范围越来越广泛，本文总结目前世界上现有的膜处理技术，详细介绍各种膜技术的原理及应用领域！ 1、微滤（MF）膜技术 1、微滤(MF)的基本原理 微滤膜能截留0.1-1微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为：0.3-7bar。微滤膜过滤是世界上开发应用最早的膜技术，以天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料。对微滤膜而言，其分离机理主要是筛分截留。 2、微滤膜的应用 1、水处理行业:水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除; 2、电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理; 3、制药行业:医用纯水除菌、除热原，药物除菌; 4、医疗行业:除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体; 5、食品工业:饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质、酵母和霉菌的去除，果汁的澄清过滤。 6、化学工业:各种化学品的过滤澄清。 2、超滤（UF）膜技术 1、超滤（UF）原理 超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认
为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 Dalton。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米，截留分子量为 1,000-300,000 Dalton。若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。2、超滤膜的应用 超滤膜的应用范围极其广泛，基本上涉及过滤的行业都可以用到过滤设备，基本过滤的行业如下： 纯水与超纯水制备工艺中作为反渗透预处理以及超纯水的终端处理；工业用水中用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物；饮用水、矿泉水净化；发酵、酶制剂工业、制药工业的浓缩、纯化与澄清；果汁浓缩、分离；大豆、乳品、制糖工业、酒类、茶汁、醋等的分离、浓缩与澄清；工业废水与生活污水的净化和回收；电泳漆的回收。 超滤膜分离可取代传统工艺中的自然沉降，板框过滤，真空转鼓，离心分离，溶媒萃取，树脂提纯，活性炭脱色等工艺过程。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。 3、纳滤(NF)膜技术 1、纳滤(NF)原理 纳滤(NF)是一种新型分子级膜分离技术，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。NF膜孔径在1nm以上，一般在1-2nm;对溶质的截留性能介于RO与UF膜之间;RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率。NF膜能够去除二价、三价离子，Mn≥200的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷，这是它在很低压力下(仅0.5MPa)仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱 除无机盐的重要原因，也是NF运行成本较低的主要原因。NF适合各种含盐水源，水利用率一般为75%~85%，海水淡化时在30%~50%，
化学工艺学习题 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
氯碱电解工艺 1、【判断题】企业要充分利用国家对安全生产专用设备所得税优惠、安全生产费用税前扣除等财税支持政策。在年度预算中必须保证应急救援装备、设施和演练、宣传、培训、教育等投入,提高救护队员的工资福利及其他相关待遇。（√） 2、【判断题】废催化剂属于危险废物。（√） 3、【判断题】液化气是一种易燃、易爆、不易压缩的气体。（×） 4、【判断题】防火用石棉布、石棉板不属于危险废物。（×） 5、【判断题】清洁生产的目的之一就是减少排放。（√） 6、【判断题】设有自动消防设施的单位,应当不定期对其自动消防设施进行全面检查测试,并出具检测报告,存档各查。（×） 7、【判断题】槽电压总是低于理论分解电压。（×） 8、【判断题】管道安全隔绝可采用插入盲板、拆除一段管道、水封或者关闭阀门进行隔绝。（×） 9、【判断题】增产增污是正常的生产行为。（×） 10、【判断题】二级重大危险源应配备温度、压力、液位、流量、浓度等信息的不间断监测、显示和报警装置,并具备信息远传、连续记录等功能。（√）
11、【判断题】离子膜电解工艺中,Fe(OH)3具有吸附和共沉淀作用。（√） 12、【判断题】事故氯系统吸收液碱浓度越高越好。（×） 13、【判断题】氯气冷却过程中,温度低于10℃以下,氯气遇水容易生成水合物结晶,堵塞管路。（√） 14、【判断题】触电是由于电压通过人体造成的损伤。（×） 15、【判断题】离子膜电解工艺中,经过膜过滤后,盐水的钙镁含量为0。（×） 16、【判断题】有关危险化学品单位可以为危险化学品事故应急救援提供技术指导和必要的协助。（×） 17、【判断题】氢气储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关可以设在仓内。（×） 18、【判断题】为了从根本上解决工业污染问题,就是要采用少废无废技术即采用低能耗、高消耗、无污染的技术。（×） 19、【判断题】一次盐水中如存在游离氯,将会对螯合树脂造成严重破坏,因此必须除去。（√） 20、【判断题】固废物分类收集应该遵循危险废物与一般废物分开的原则。（√） 21、【判断题】氯气液化效率表示被液化的氯气量与原料氯气中纯氯气的量之比。（√） 22、【判断题】多效蒸发的目的是提高产量。（×）
工艺与设备 化 工 设 计 通 讯 Technology and Equipment Chemical Engineering Design Communications ·83· 第44卷第7期 2018年7月 1 离子膜电解装置的基本特点介绍 近几年来，离子膜电解装置在很多方面都得到了快速的发展，如电解槽型、盐水精制以及离子膜性能等方面，此种方法也得到了国内外很多厂家的青睐。伴随着相关技术的进一步发展，离子膜电解装置也逐渐呈现出一些新的特点，主要表现为： 第一，近几年来，复极式自然循环电解槽占据主导地位，在氯碱行业当中的应用范围不断扩大，尤其是在进行离子膜烧碱装置的新建或者扩建过程中，选择这种电解槽也成为了不少氯碱企业的共识。 第二，装置变得更加大型化。最初的电解装置烧碱大约为1万t/a 至2万t/a 左右，近几年来，烧碱数量更大的装置层出不穷，有20万t/a ，30万t/a 甚至是100万t/a 的，电解装置也呈现出明显的大型化趋势。 第三，电流密度不断增加。为了使建设成本有效节约，越来越多的企业开始选择密度更高的电解槽，电流的密度高，达到同样生产规模的情况下可以使单元槽的数量有所减少，同时伴随着相关技术水平的提升以及创新发展，电解槽生产企业在具体的生产过程中也更加愿意开发出电流密度更高的电解槽。 第四，在直流耗电上更少。采用低直流耗电的电解槽，与国家当前所提倡的节能降耗的政策要求相符合，而且企业也在一定程度上实现了成本的节省，使企业效益得到提升[2]。 不管从离子膜电解装置自身所拥有的技术特点来看，还是从电极成本、离子膜的成本角度来看，装置管理者的首要任务都应当使电解装置的安全性得到保障，使电解槽的使用寿命得以延长。经过多年的生产实践，需要对已有的离子膜电解装置进行相应的优化控制。 2 离子膜电解装置优化控制方法分析 2.1 电解槽温度以及电压的优化控制方法 电解槽的选定需要离子膜电阻和实际电压之间够成正比关系，电解槽的温度可以通过对进槽盐水或者碱的温度来进行控制。如果电解槽的温度控制比较低，将不利于离子膜性能实现最佳。如果电解槽的温度比较低，那么槽电压会升高。根据已有的数据研究表明，如果电解槽温度变化1℃，电压波动为1.5V~1.7V ，直流电耗所产生的变化则是 6.37kW ·h/t ，应当根据槽温和气温等变化来对槽碱的温度进行调整，让每个电解槽的温度都控制在相对合理的范围之内。 电解槽在运行的初期阶段，因为离子膜的性能都比较好， 也会出现极少的副作用，此时电解槽温度的改变可以通过进槽碱温度的调整来进行调整。但是随着使用时间的不断延长，离子膜自身的性能会不断下降，槽内出现各种各样的副作用，使离子膜的稳定运行状态受到破坏，一旦离子膜上出现更多的针孔，也会加剧副反应，出现恶性循环。当前对于这些问题的优化无法进行单台电解槽温度的单独控制和调整，所以在实际的生产过程中也只能对运行状况比较差的电解槽温度进行控制，让其最高温度不超过90℃。 2.2 电解系统加酸优化管理方法分析 精制盐水在进入到电解槽当中之后，会在阳极室出现游离氯，这是在淡盐水当中出现的游离状态氯的总称。相关的反应公式如下： 2OH -+Cl 2→ClO -+Cl -+H 2O 如果游离氯的含量不断增加，那么表明OH -透过膜的概率也会显著增加，离子膜的强度也因此会降低。如果淡盐水当中游离氯含量增加迅速，必须要向其中加入酸完成相应的中和。 游离氯含量是淡盐水当中十分敏感的评价指标，受到pH 值、盐水浓度和温度等相关因素的影响很大，所以只要上述几项因素都处于比较平稳的状态，那么游离氯的含量也就可以保持相对稳定的状态。在实际生产管理过程中，上槽盐水的pH 值稳定是最为主要与核心的任务。随着电解槽使用时间的延长，还需要结合电解槽的具体使用情况来进行具体的分布实施。如果盐酸消耗量不断升高，表明离子膜对于OH -的反渗阻挡能力不断降低，也表明离子膜的性能不断降低。为了确保电解槽可以稳定运行，应当逐渐增加酸量，以游离氯质量分数不超过0.15%作为判断标准。 2.3 氢气以及氯气的优化路径分析 离子膜电解槽对于阴阳两极的控制需要让其阴极的压力高于阳极压力，确保每个单元槽的内离子膜都可以紧贴在阳极室的极网上。离子膜的两侧压差会影响到最终单元槽的电压，负压差可以导致电解槽的电压上涨，而正压差可以使电解槽电压一定程度降低。实际操作过程中必须要确保两侧电压差的稳定性，如果电压差差异过大，会导致离子膜的羧酸层受到破坏，性能也会出现永久下降，降低其电流效率。3 结束语 主要对离子膜电解装置的特点以及优化路径进行分析探讨，阐述当前离子膜装置被大量应用，今后也会具备很大的发展空间。 参考文献 [1] 王日纬.关于离子膜电解制碱装置稳定运行的分析探讨[J].工程技术：全文版，2016，（12）：2311. 摘 要：主要对离子膜电解装置的相关特点进行分析，阐述了离子膜电解装置的生产过程，并提出相对应的优化改进措施，旨在为今后其更好的应用在实践过程中奠定坚实的基础。 关键词：离子膜电解装置；生产过程；特点；优化控制中图分类号：TQ114 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2018）07–0083–01 Characteristics of Ion-exchange Membrane Electrolyzer and Its Optimization Control Measures Feng Ting-jian Abstract ：This study mainly analyzes the relevant characteristics of ion membrane electrolyzers ，expounds the production process of ion membrane electrolyzers ，and proposes corresponding optimization and improvement measures ，aiming at laying a better application for the future in practice.solid foundation. Key words ：ion membrane electrolyzer ；production process ；characteristics ；optimization 离子膜电解装置特点及其优化控制对策 冯挺剑 （江门市安兴职业安全事务有限公司，广东江门?529000） 收稿日期：2018–04–25作者简介： 冯挺剑（1972—），男，广东江门人，工程师，主要研究 方向为安全工程。
离子膜电解槽接地故障的分析及改进措施 姓名 ：王孙俊 指导老师 ：陈跃充 离子膜烧碱车间采用的是离子膜电解法，离子膜电解装置在其间起着至关重要的作用。电解槽接地对整个生产的危害是很大的，因此电解槽接地检测装置在离子膜电解装置中的地位也是很重要的。本文主要介绍了电解槽接地检测装置的作用和原理，结合具体的事故案例对电解槽接地检查装置进行分析，并对事故中出现的问题提出改进措施。 一、离子膜电解装置的重要性 巨化股份公司电化厂是巨化集团公司控股的巨化股份公司下属骨干生产厂，是全国大型的氯碱企业和浙江省最大的氯碱生产企业。离子膜烧碱更是走在了同类产品的前列，离子膜烧碱装置成为从国外引进中工业化生产最好的装置，技术水平和生产能力均达到国家大型氯碱企业的先进水平。其中，电解槽中的精盐水通过电解，可以直接生产出浓度在32%左右的离子膜烧碱、氢气、氯气等。液氯送氟化公司使用，为氟化系列产品产生良好的经济效益提供了基础保证。 反应方程式： 222 2N aC l+2H O 2N aO H +H +C l ↑↑电解 二、接地检测装置在电解装置中的作用 离子膜烧碱装置通过电解食盐水得到了烧碱，但是也同时得到了氢气和氯气。氢气或氢气和氯气的混合气体都是属于易燃易爆气体。假如在生产过程中出现了着火源，它所能造成的危害是可想而知的，不仅仅是设备损坏这么简单而已，甚至会付出血的代价，环境也会遭到破坏。然而当电解槽中的电解液泄漏出来或出现某些异常故障时，它使得直流电极与大地相连。由于电解装置的电流大，电压高，在接地点处就会产生电弧光，间接成为火源，引起电解槽起火。由此可知，通过整流接地检测装置及时地检测出电解槽接地故障是十分重要的。 离子膜烧碱装置是大电流电解装置，电解槽出现接地状况的时候，电解槽的外壳就会产生高电压。假如此时有员工碰到电解槽外壳，大电流就会从电解槽的外壳流入员工的体内，从而引发触电事故。有隐患存在，就有可能发生事故。因此电解槽的外壳都通过导线连接在一起，并且可靠地接地。尽管这种防范措施可以使大部分的电流在发生接地故障时都流入大地，但当员工触碰到电解槽外壳时，还是会有电流流入的可能存在。因此，当发生接地故障时，必须及时地反映出故障信息，使相应的电解槽跳停。这个可以由接地检测装置来很好的完成。 离子膜烧碱装置是分阳极区和阴极区的，因此在电解槽中必然有个中性点存在。在该中性点上，正电压和负电压大小相等，它们之和为零，所以这个中性点是零电位。理论上这点是位于电解槽的中间，这样就使阳极区和阴极区达到了一个平衡。当因为漏液或其它原因引起电解槽出现接地故障时，如果接地点不是在中性点上，则必然会出现零点电位差，中性点发生偏移。某些单元槽中的电流方向就有可能发生变化。然而在离子膜电解法中，离子膜是有方向的。由于反向电流的作用会使得电极发生腐蚀，电极的涂层受损，使用寿命缩短，电