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化工现代氯碱生产技术资料电解槽加酸的探讨

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万方数据
１８
中国氯碱
２００９年第７期
卜槽的实际电流．ｋＡ：
Ｊｖ一安装在槽上的单元槽数．个； Ｌｃ－泄漏电流比率，％，一般按０．３％计算； ０２／Ｃ１：一氯气含氧量，％，一般按０．４５％计算。 条件：出口阳极液的酸度足够中和氢氧根离子， 也就是出口酸度达到０．００１～０．００５ Ｎ。如果酸度不 足，部分ＯＨ一在阳极室会生成ＮａＣＩＯ和ＮａＣｌ０３，导 致计算不准确。 （２）ＮａＣＩＯ，增加会影响Ｔ一１６０树脂的寿命。电 解槽不加盐酸或酸量不足时，阳极室会产生ＮａＣＩＯ，。
收穑日期：２００９－－０２－２０
万方数据
ｎｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ ｒｕｎｎｉｎｇ ｗｈｅｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｒｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ ａｎｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｗｈｅｎ
ｅｘｃｅｓｓ
ａｃｉｄ ａｄｄｉｎｇ
ｏｒ
ｌａｃｋ ａｃｉｄ
Hale Waihona Puke ０．１５如果没有氯酸盐分解槽进行分解，ＮａＣｌ０３含量 会越来越多，ＮａＣｌ０，具有很强的氧化性，使Ｔ一１６０ 的螯合树脂破碎，性能下降。随着盐水中ＮａＣＩＯ，含 量的增多，成品碱中的ＮａＣｌ０，含量也相应增加，最 终导致成品碱质量不合格。 （３）不加酸或酸量不足，随着运行时间的推移， 在离子膜的阳极表面会逐渐有Ｆｅ（ＯＨ），附着，使槽 电压上升。沉积量增加到一定程度．部分Ｆｅ（ＯＨ），随 着阳极液流出．附着在阳极出口软管处，对观察阳极 液的流体状态，判断离子膜是否泄漏带来困难。 （４）从阴极室迁移的ＯＨ一在阳极室失去电子形 成氧．氧对阳极活性涂层有一定的破坏作用。使阳极 电位上升，阳极寿命缩短。 （５）阳极室的Ｃｌ：与阴极室迁移的ＯＨ一生成
４需要强调的问题
４．１酸度与ｏＨ值 在旭化成手册中要求控制淡盐水的ｐＨ值为 ２．０。２．５，阳极液出口酸度为０．００１～０．００５ Ｎ。应以酸 度为准，ｐＨ值作为参考值，因为ｐＨ值会受到盐水 中Ｎａ２ＳＯ。含量和其他条件的影响而有所变动，并且 ＰＨ一２６４电极也容易损坏，要以分析值为准。 ４．２加酸与成本的关系 电解槽加酸不增加成本费用。根据物料衡算．如 电解槽不加酸，脱氯系统必须多加酸，总体上，成本 费用不会增加。
０．５ｘ１０－＇；Ｆｅ知≤０．３ｘ１０－６；ｗ（ｒｔＣＤ３ｌ％；游离氯一＜５ｘｌ铲。
盐酸中杂质超标会对离子膜造成污染，从而导致离 子膜性能下降。 （３）加酸量与电流、电流效率以及单元槽数量有 关。电流越高加酸量越大；电流效率越低，加酸量越 大；单元槽数量越多加酸量越大。一般参照旭化成提 供的图表确定加酸量。 （４）目前，氯碱厂家所采用的基本上是高电密电 解槽，加酸的浓度为１７％（与纯水有一定的配比）， 目的是防止在酸与盐水的汇合处析出盐的晶体。 （５）在旭化成提供的操作手册中要求进１３酸度≤
ＮａＣＩＯ，Ｃ１２＋２ＮａＯＨ－－－＇ＮａＣＩ＋ＮａＣＩＯ＋Ｈ２０。
Ｎ；出口酸度为０．００１—０．００５ Ｎ。优先考虑出口酸
度．最佳控制为０．００３ Ｎ，其次考虑进Ｅｌ酸度。 （６）向电解槽加入盐酸要缓慢加入。因为氯气在 阳极室的溶解度受酸度的影响较大．加入量过大与 过快均会造成氯气压力波动剧烈。有时导致压差波 动而停车。
特别是电解槽的下部极易生成ＮａＣＩＯ．对垫片 具有极强的腐蚀性。垫片受到腐蚀后，阳极密封面会 产生缝隙腐蚀，严重时会导致单元槽下部泄漏。 （６）Ｏ＃Ｃ１：较高，氯气纯度降低。由于ＯＨ一在阳极 室失去电子生成Ｏ：，致使氯气纯度受到一定的影 响，随着ｐＨ值的提高，氯中含氧量相应增加。有的 厂家对氯气纯度要求较高，０２／｛２１：在０．５％以下，这 样，必须向电解槽加酸以有效地降低氧含量。
３Ｃ１２＋６ＮａＯＨ－－－＊ＮａＣｌ０３＋５ＮａＣＩ＋３Ｈ２０
解跳闸时，Ｆ一２１ １加酸阀会自动关闭，防止酸过量造 成对电解槽和离子膜的危害。
３对电解槽加酸的要求
（１）当电流达到４ ｋＡ以上时，各项指标趋于稳 定并易于控制。此时，才可以加酸。加酸前应加入适 当的淡盐水，目的是保护钛管，防止酸对钛的腐蚀。 （２）保证盐酸质量。高纯酸的指标为Ｃ矿＋Ｍ矿≤
第７期 ２００９年７月
中国氯碱
Ｃｈｉｎａ Ｃｈｌｏｒ—Ａｌｋａｌｉ
Ｎｏ．７
Ｊｕｌ．，２００９
１７
电解槽加酸的探讨
．梁艳．殷宪立 （旭华索达科技发展有限公司，北京１０００２２）
摘要：通过对旭化成和北化机高电密电解槽不加酸，以及酸度不足对运行带来的影响和加酸过量对 电解槽和离子膜造成的危害分析，总结出电解槽加酸的必要性和严谨性。 关键词：离子膜；电解槽；酸度 中图分类号：ＴＱｌ １４．２６＇２．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－１７８５（２００９）０７—００１７—０２
。专Ｃ１２＂－Ｔ－ｎＥ（Ｎａ＋＋ＯＨ＿）１１＠
ＣＥ＝（１～Ｑ俐ｉｘＣＸＵ．１－Ｕｊ，ＱｏｘＣｊｏ）×１００—２ｘ（鲁）一￡ｃ
式中：ＣＤ一电流效率，％； Ｇ一入口阳极液的酸度，Ｎ； Ｃ０．出口阳极液的酸度，Ｎ； Ｑ；一入口阳极液的流量，为进槽盐水流量与 加酸流量之和： Ｑｏ．出口阳极液的流量，（＝０．７５ｘ Ｑｉ）；
２加酸过量的危害
（１）会导致阳极牺牲电极的腐蚀和阳极钝化， 阳极过电位升高。槽电压上升。 （２）会导致离子膜质子化，离子膜性能下降，电 压上升，电流效率降低。某厂家因为加酸的流量计损 坏，造成加酸过量导致离子膜质子化，整台装置的离 子膜报废。 为了保护电解槽和离子膜，在连锁装置中，当电
５结语
为了保证电解装置能够持续稳定良好的运行， 向电解槽加入足够的盐酸是十分必要的．要严格控 制好盐酸的质量和各项指标，加人盐酸量要逐渐地 提升并且做好阳极液出１３酸度的分析．确保指标在 规定的范围内。
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ＬｌＡ ＮＧ Ｙａｈ．ＹＩＮ Ｘｉａｎ－ｌｉ Ｘｕｈｕａ Ｓｏｄａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
Ｃｏ．，Ｌｉｄ。，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２２，Ｃｈｉｎａ）
ａｃｉｄ，ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ａｎｄ ｃａｕｔｉｏｕｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ ｏｆ
ＡＫＣＣ ａｎｄ ＢＣＭＷ诵ｔｈ ａｃｉｄ ａｄｄｉｎｇ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｏｎｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ；ａｃｉｄｉｔｙ
阳极室反应：２Ｃ１一一２ｅ叫屯１２ 阴极室反应：２Ｎａ＋＋２Ｈ２０＋２ｅ＿＋２Ｎａ＋＋２０Ｈ－＋Ｈ２ 当电解槽不加酸或酸量不足，即ｐＨＩ＞４时．电 解装置的运转会出现以下问题。 （１）各槽电流效率难以算出。为了掌握各槽离子 膜的运行性能状况。一般通过阳极液的进口酸度来 计算阳极电流效率。 电解过程中．随着氢氧根的迁移，阳极液的酸度 将降低。因此，电流效率可以根据进料阳极液和返 回阳极液之间的酸度的不同来计算。 只有出口阳极液的酸度足够中和氢氧根离子的 时候，以下公式的计算值才是精确的。

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电解槽加酸情况分析

电解槽加酸情况分析

槽 加 酸主线 发生 泄露 时， 我们 可 以能过通 过跨 接管 线来保 证 电解 槽单槽 加酸， 从而达 到确 保 工艺平 稳运 行 的 目的。 （） ２ 盐酸 必须 保证浓 度 和游 离氯 ≤ ５× １ ， ０ 并且杂 质 含量不 能超 标 。 （） ３ 盐水 Ｎ Ｃ 量超标 时 ， ａ ｏ含 电解槽 加入 的盐酸 会和碳 酸钙 反应 生成大量 二氧化碳 气体， 随着 二氧化碳 气体 的浓度升 高， 将会 影响 电解槽 的阳极循环 量， 严重 时甚至可 能发生 阳极入 口软管 断流 的情况 ， 此时应 视现场情 况适 当减 小或
氯酸盐 分解和 淡盐水脱 氯加酸 线泄露 处理的 同时， 将不会 影响 电槽 的单槽 加酸 量 ： 电槽 的单 槽加酸 线 也要 能够单独 切 除， 处理 一台加酸 泄露 不会影 响其 各 在
余 电槽 ： 同时， 我们还 可 以在 电槽 的单 槽加 酸线 和来 料盐酸线 上加设跨 线， 单 如
根据实 际的生产经验 ， 我们 可 以得 出： 随着离 子膜运行 时间增加 ， 的性 能 膜 将 会逐 步下 降，Ｈ 可 以大量透 过离 子膜从 而使得 Ｃ Ｏ 的含量 增加 ， Ｏ Ｌ一 这时 需要
加入 适量 的盐酸 来 中和 Ｏ 一 从 而有 效的 降低游 离氯 生成， 酸量 也是依 据 出 Ｈ， 加
Ｎ Ｃ Ｏ＋ Ｎ Ｃ ＋ Ｈ０ ａ Ｌ ： ５ ａ Ｌ ３ ２ ｛
膜 的性能下 降 比较 明显， 酸量 短时 间就 需要 调整 ， 加 调整 幅度 也将不 断增加 。 ３ 日常 操作 保证 加酸 量 的措 施 （） １ 各用酸部位 加酸线 最好设计 成单线供 酸， 确保能够 单独切除， 这样如 果 应 用 技 术 Fra bibliotekＩ ■
电解槽 加酸情 况分析
向电解槽内加酸的问题

向电解槽内加酸的问题

（六）关于向电解槽内加盐酸的问题：（1）旭化成的离子膜电解烧碱技术有加酸工艺，也有不加酸工艺。

旭化成希望用户正确地采用加酸工艺（保证阳极液进、出槽的酸度达到指标要求），从而更多的获取经济效益。

（2）为什么要加酸呢？因为膜的效率不是100%，返回的OH-会在阳极室中生成NaClO3 \ NaOCl等对电解不利的产物。

所以要加酸除去这些产物.（3）加酸的好处：〈1〉氯气纯度高。

〈2〉阳极涂层受腐蚀程度小。

〈3〉槽电压低，原因是Fe(OH)3在膜的阳极面附着量小。

在PH=2时，Fe开始生成Fe(OH)3胶状沉淀，在PH=4时全部生成沉淀，并且覆着在膜的阳极面上，槽电压升高。

加酸会防止氢氧化铁沉淀覆着在膜上。

旭化成的出槽盐水的指标是PH=2~2.5。

（图片36）〈4〉按正确数量加酸（出槽阳极液酸度=0.001~0.005N）。

能够准确计算膜的阳极效率。

当出槽盐水酸度值小于0.001N时，计算值会偏高。

偏高的原因是，由于阳极液的酸度不够，不能够完全消灭由阴极室返迁移过来的OH。

〈5〉加酸会减少淡盐水中的氯酸盐的含量，所以有利于使一次盐水中降低氯酸盐的含量。

这样能够延长螯合树脂的寿命。

〈6〉加酸能够减少阳极液中的NaClO的含量，因此减少了对阳极垫片的腐蚀。

垫片完整，膜以及阳极槽框密封面不会受到腐蚀。

（图片59）这是使用F-4401膜4年后，阳极槽框密封面。

（出槽盐水的酸度在0.001N以上）否则：1〉膜可能在垫片被腐蚀处受到损害。

原因是此处垫片太窄，压强过大膜被割坏，或垫片滑脱膜被撕裂。

2〉会在槽框密封处造成阳极盘的腐蚀泄漏。

垫片及槽框密封面的腐蚀情况见（图片37、38、57、58）。

（可以简述槽框阳极面受腐蚀的过程和机理）这是使用F-4401膜3年后，阳极槽框密封面。

（0.0001N）（4）在那里加酸？根据不同的需要，可以有不同的加酸处。

1》后续的氯产品，不允许氯气中有CO2。

可以在D-170前加酸。

这样可以把盐水中的碳酸根分解掉，从D-170的气体排放口处排出CO2。

氯碱生产技术提高电解效率节约能源

氯碱生产技术提高电解效率节约能源

氯碱生产技术提高电解效率节约能源随着工业化进程的不断推进，氯碱生产技术的发展也日益受到关注。

氯碱生产是指通过电解法制备氢氧化钠和氯气，是一项能源消耗较大的工艺。

为了提高电解效率和节约能源，氯碱生产技术的创新变得至关重要。

本文将从电解设备优化、原料利用率提高以及管理技术创新三个方面来探讨如何提高氯碱生产技术的电解效率和节约能源。

一、电解设备优化首先，在氯碱生产过程中，电解设备的优化是提高电解效率和节约能源的关键。

通过采用先进的电解槽设计和材料，可以减少电解槽的能量损耗，提高电流效率。

同时，改进阳极和阴极材料的选择，可以增加电极表面的活性，并减少电极的腐蚀程度，从而降低电极的替换频率和电解设备的维护成本。

其次，控制电解槽内的温度和流体动力学条件也对电解效率有着重要影响。

合理控制电解槽的温度，可以维持较佳的电解反应速率，提高电解效率。

同时，通过优化电解槽内的流体动力学条件，保持良好的搅拌和流动特性，有助于均匀分布电解液，减少电极间的差异性，提高电解效率。

二、原料利用率提高除了电解设备的优化外，提高原料利用率也是节约能源的关键。

在氯碱生产过程中，氯和碱是主要原料，有效利用这些原料是实现节能减排的关键步骤。

首先，提高氯气的回收利用率是节约能源的重要途径。

在常规工艺中，氯气常以氯碱废气的形式排放到大气中，造成了能源的浪费和环境的污染。

采用高效的氯气回收技术，可以将废气中的氯气有效收集和再利用，从而降低氯的消耗和能源消耗。

其次，提高氢氧化钠的产率也是节能减排的重要手段。

通过改进电解槽的结构和操作条件，提高氢氧化钠的转化率和纯度，可以减少废水和废料的排放，从而达到节约能源的目的。

此外，合理控制反应的温度和压力，也有助于提高氢氧化钠的产量和纯度。

三、管理技术创新除了设备和原料的优化外，管理技术的创新也对提高电解效率和节约能源起到重要作用。

在氯碱生产过程中，合理的生产计划和调度可以最大限度地提高设备的利用率和生产效率，减少能源的浪费。

简述电解槽加酸工艺流程

简述电解槽加酸工艺流程

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