巴青山 魏洪鑫

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000

伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用

巴青山 魏洪鑫

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000

離子膜電解法屬于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最重要的制鉀堿聯(lián)產(chǎn)氫氣、氯氣的技術(shù)，它的應(yīng)用降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，同時(shí)也增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，使得企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力得以提升。現(xiàn)階段，伍德電解槽被應(yīng)用于青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，并更是提升了該企業(yè)的制鉀堿能力與質(zhì)量。為進(jìn)一步擴(kuò)大伍德電解槽在各個(gè)化工企業(yè)的應(yīng)用，本文將從離子膜電解法與伍德電解槽的基本情況入手，重點(diǎn)研究伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用。

伍德電解槽；離子膜法制鉀堿；應(yīng)用

現(xiàn)代化學(xué)工作中最常用、最基本的原料工作當(dāng)屬氯堿工業(yè)，同時(shí)鉀堿與氯產(chǎn)品對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起到很大影響，尤其是氫氧化鉀應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在化學(xué)工業(yè)和輕工業(yè)中都有應(yīng)用。離子膜電解法屬于當(dāng)今世界先進(jìn)的制鉀堿技術(shù)，為了促進(jìn)制鉀堿技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，伍德電解槽被應(yīng)用于化工產(chǎn)業(yè)中，并在青海鹽湖工業(yè)股份有限公司制鉀堿生產(chǎn)中取得了顯著效果。

1 離子膜電解法與伍德電解槽的概述

1.1 離子膜電解法

離子膜電解法也稱為模電槽電解法，主要是將陽(yáng)離子交換膜應(yīng)用其中，用于分隔單元電解槽，將其分成陽(yáng)極室與陰極室兩部分，是一種能夠?qū)㈦娊猱a(chǎn)品分隔開(kāi)來(lái)的方法。通常被應(yīng)用于氯堿工業(yè)中，用于氯堿生產(chǎn)。離子膜電解法的總能耗相對(duì)較低，所制鉀堿純度較高，同時(shí)不存在水銀和石棉，更不會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)其操作與控制也比較簡(jiǎn)單，能夠適應(yīng)負(fù)荷變化較大問(wèn)題，但對(duì)鹽水質(zhì)量要求較高，且離子膜的價(jià)格也較為昂貴［1］。

1.2 伍德電解槽

伍德電解槽生產(chǎn)與伍德迪諾拉公司，融合了伍德電解槽技術(shù)和迪諾拉電極技術(shù)，在伍德電解槽中，主要是由多個(gè)獨(dú)立單元槽支撐一個(gè)大型鋼支架，同時(shí)將頂桿螺栓壓緊，防止各單元出現(xiàn)導(dǎo)電情況。每個(gè)獨(dú)立單元都由陰陽(yáng)極半殼以及離子膜構(gòu)成，并在周圍用螺栓完成密封組裝工作。伍德電解槽只有一個(gè)元件，很少出現(xiàn)泄露事故，如需安裝各個(gè)離子膜指需要改變墊片厚度即可，通常情況下，它的操作壓力可以達(dá)到0.03MPa，對(duì)于離子膜的檢修與更換也很方便，只要在單元槽中取一張膜就能完成，且不會(huì)對(duì)其他單元槽產(chǎn)生影響。對(duì)于它的墊片材質(zhì)則主要是PTEE，其壽命較長(zhǎng)，銅排配置也以簡(jiǎn)單為主。

2 伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用

離子膜法制鉀堿是現(xiàn)階段最先進(jìn)的制堿技術(shù)，這種制鉀堿技術(shù)的應(yīng)用，其濃度較高，含氧量較低，且屬于無(wú)污染、無(wú)公害的制鉀堿方式，同時(shí)，這種制堿技術(shù)的應(yīng)用也使氯堿工業(yè)找到了新的發(fā)展方向。伍德電解槽屬于離子膜法制鉀堿中的一種，由于離子膜法制鉀堿電解槽有單極式與復(fù)極式之分，而伍德電解槽就屬于復(fù)極槽。伍德電解槽的電解液在循環(huán)時(shí)屬于自然循環(huán)，但其循環(huán)量卻很大，且是使用壽命較長(zhǎng)，最常壽命可達(dá)到8年以上，同時(shí)，其陽(yáng)極液的自然循環(huán)量最高可達(dá)到進(jìn)槽鹽水量的15倍，而陰極自然循環(huán)量則是進(jìn)槽純水量的150倍左右，且能夠均勻分布電解液濃度［2］。

在伍德電解槽中，其陰陽(yáng)極液進(jìn)出口都設(shè)在單元槽底部，且在出口管中插入直通單元槽頂端的PTEE管，主要用于導(dǎo)出氣液，之所以采用這樣的設(shè)計(jì)是為了防止氣體層對(duì)離子膜產(chǎn)生腐蝕。同時(shí)，在電解室上端架設(shè)一個(gè)擋板主要是為提升電解液高度，并讓離子膜在通電以后只有一部分可以處于液體中，盡管陰陽(yáng)極室的最上端只有少量膜處于液體中，但在靠近陽(yáng)極室的一端有PTEE材料作為隔層，即便離子膜被針孔扎破或出現(xiàn)破裂情況也會(huì)避免氫氣混入到氯氣中，且不會(huì)發(fā)生氯氣與氫氧化鉀發(fā)生的情況，這樣也可以保護(hù)離子膜不受損壞。

伍德電解槽被應(yīng)用于離子膜法制鉀堿工作中以后，不僅有效阻止了離子膜被破壞的情況，還使很多制鉀堿工作進(jìn)行的更加順利。對(duì)于以此鹽水精制來(lái)說(shuō)，鹽水質(zhì)量屬于離子膜法制鉀堿工作中一項(xiàng)重要內(nèi)容，在鹽水中含有很多細(xì)小固體懸浮物，如果不能將這些物質(zhì)處理干凈，會(huì)使離子膜堵塞，致使槽電壓飆升，減弱其性能，而伍德電解槽的應(yīng)用就可以很好的解決這一問(wèn)題，將凱膜過(guò)濾器應(yīng)用其中，能夠?qū)Ⅺ}水中的懸浮物去除掉［3］。在二次鹽水精制工作中，主要使用的設(shè)備為螯合樹(shù)脂塔，它能夠?qū)g2+和Ca2+等離子吸附起來(lái)，并形成螯合物。當(dāng)離子交換完成以后，樹(shù)脂就會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)，這時(shí)樹(shù)脂也將失去原有作用，需要再次進(jìn)行操作動(dòng)作。伍德電解槽的應(yīng)用不僅可以使樹(shù)脂層充足，還可以防止出現(xiàn)穿透情況，為穩(wěn)定鹽水質(zhì)量，還可以適當(dāng)?shù)南蚱渲屑尤脒m量的亞硫酸鉀，主要用于去除C10-，確保設(shè)備襯里不受損害，同時(shí)也可以有效防止螯合樹(shù)脂出現(xiàn)中毒的情況。但是在控制PH值時(shí)一定要嚴(yán)格，通常情況下PH值在9.0左右最合適。在脫氯工作中，主要使用化學(xué)脫氯法，主要是將適量鹽酸加入到淡鹽水中，將PH值控制在1.6左右，這時(shí)其中的氯就會(huì)分離出來(lái)，這樣就可以完成脫氯任務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

離子膜法制鉀堿是現(xiàn)階段最先進(jìn)的制堿技術(shù)，尤其是伍德電解槽的應(yīng)用更是推動(dòng)了氯堿工業(yè)的發(fā)展，因此，應(yīng)大力推行伍德電解槽在化工行業(yè)中的應(yīng)用。

［1］聶少林，張穎琴.離子膜電解槽搬遷及改建［J］.氯堿工業(yè)，2015，02：11-12.

［2］董辰生，王學(xué)軍，張永明.氯堿離子膜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T30297—2013解讀［J］.氯堿工業(yè)，2015，04：9-13.

［3］周建國(guó).新建離子膜燒堿裝置的開(kāi)車條件［J］.中國(guó)氯堿，2010，12：40-42.