劉新合 張靜 蔡生鈺 張發(fā)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(yīng)用

劉新合 張靜 蔡生鈺 張發(fā)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(dāng)前氯堿工業(yè)中制堿的最佳方法之一，而其中離子膜法制鉀堿更是對(duì)氯堿工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。自我國(guó)引進(jìn)旭化成電解槽后，如何將其更好地應(yīng)用到離子膜法制鉀堿中，就成為了行業(yè)內(nèi)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文結(jié)合該行業(yè)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，概述了旭化成電解槽的相關(guān)內(nèi)容，分析了離子膜法制鉀堿的相關(guān)工藝，就如何在離子膜法制鉀堿中應(yīng)用好旭化成電解槽，并發(fā)揮其實(shí)用價(jià)值提出了相關(guān)見解，以供具體的實(shí)踐或研究進(jìn)行參考。

旭化成電解槽；離子膜法制鉀堿；應(yīng)用

無(wú)論是從世界范圍內(nèi)看還是就我國(guó)而言，離子膜法都是現(xiàn)階段最為可靠的制堿方法，它對(duì)于提升鉀堿產(chǎn)量，滿足鉀堿產(chǎn)品需求，推動(dòng)氯堿工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展都發(fā)揮了重要作用。在新時(shí)期的背景下，各國(guó)為了進(jìn)一步推動(dòng)自身氯堿工業(yè)發(fā)展，紛紛引入了先進(jìn)的生產(chǎn)方式，我國(guó)就由日本的旭化成公司引入了電解槽，并將其應(yīng)用于離子膜法制鉀堿中，取得了良好的實(shí)踐效果。本文正是基于這一背景來(lái)對(duì)上述問題進(jìn)行分析探討，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和行業(yè)參考價(jià)值。

1 旭化成電解槽簡(jiǎn)述

在上文中已經(jīng)提到，我國(guó)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(lái)。從旭化成電解槽的特征來(lái)看，基于槽型進(jìn)行分類它被歸為復(fù)極槽；而基于電解液循環(huán)方式進(jìn)行分類它則被歸為強(qiáng)循環(huán)工藝。在旭化成電解槽的實(shí)際應(yīng)用中，考慮到強(qiáng)制循環(huán)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(duì)電解槽進(jìn)行了改造，以自然循環(huán)作為電解槽電解液循環(huán)方式。通過這一改造，不僅有效降低了對(duì)離子膜的損壞，保障了離子膜的使用壽命，還可以節(jié)約電量，為陽(yáng)極室提供飽和鹽水，無(wú)需外部循環(huán)即可排出單元槽淡鹽水，取得了良好的應(yīng)用效果，從總體上降低了對(duì)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(shí)踐生產(chǎn)中非常普遍，其主要的工藝原理是在陽(yáng)極和陰極間設(shè)置帶有選擇性滲透的陽(yáng)離子，如果堿液經(jīng)由陰極室或者鹽水經(jīng)由陽(yáng)極室就會(huì)發(fā)生電解。在這一過程中，經(jīng)過電解的氯化鉀將被電離為K+、Cl-，此時(shí)在陽(yáng)極室中放置Cl-進(jìn)行放電，即可獲得氯氣。而在離子膜法的作用下，把K+轉(zhuǎn)移到陰極室中，受電解作用的影響會(huì)生成OH-及氫氣，此時(shí)K＋和OH-經(jīng)由反應(yīng)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(gè)合理的范圍內(nèi)，在實(shí)際的化工生產(chǎn)中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

3 旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用

一般情況下，旭化成電解槽是于單元槽上方不通電處實(shí)現(xiàn)氣液分離室的設(shè)置，這樣可以較為容易的在通電部位實(shí)現(xiàn)氣泡及電解液的引入，同時(shí)無(wú)需損失任何壓力，還能夠及時(shí)把氯氣引入到電解槽外部，避免離子膜干區(qū)出現(xiàn)。另外需要強(qiáng)調(diào)的是，該方法不會(huì)因?yàn)闅怏w流動(dòng)而造成分離氣液面振動(dòng)。在實(shí)際的離子膜法制鉀堿過程中，應(yīng)用旭化成電解槽能夠于鹽水稀釋、樹脂塔控制等方面實(shí)現(xiàn)。

就樹脂塔控制而言，關(guān)鍵在于把一次鹽水送至樹脂塔中，并對(duì)金屬陽(yáng)離子進(jìn)行清理，使鈣鎂離子小于20ppb。而想要實(shí)現(xiàn)這一目的，就涉及到了離子膜交換塔的應(yīng)用，其運(yùn)行將直接關(guān)系到生產(chǎn)。需要指出的是，在離子膜電解中，對(duì)于二次精制鹽水有著較高的質(zhì)量要求，如果質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，易損壞離子膜，進(jìn)而會(huì)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(jìn)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(jìn)行酸再生，把稀釋鹽酸送至樹脂塔，通過H+置換，同時(shí)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(jìn)入，由塔頂進(jìn)入回收鹽水槽。

就鹽水稀釋而言，其主要原因是陽(yáng)極液中殘留的氮?dú)庑枰ㄟ^淡鹽水置換。然而在實(shí)際操作中，淡鹽水通過二次精制鹽水構(gòu)成，需要通過離子水進(jìn)行稀釋。一般情況下，該項(xiàng)任務(wù)會(huì)在電解停止時(shí)實(shí)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(lái)計(jì)算去離子水用量。在應(yīng)用旭化成電解槽后，制鉀堿的工作會(huì)變得更為容易，同時(shí)基于自然循環(huán)能力所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，可以避免對(duì)離子膜的損害。因此綜合來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中具有極高的推廣價(jià)值，可以對(duì)制鉀堿工作帶來(lái)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(yīng)用旭化成電解槽具有非常顯著的效果和價(jià)值，不僅能夠保護(hù)電解槽不受到損害，還能加強(qiáng)對(duì)樹脂塔的管理，對(duì)于很復(fù)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(xiàng)任務(wù)?？偠灾?，必須要擴(kuò)大旭化成電解槽的應(yīng)用領(lǐng)域，使其一方面創(chuàng)造出更多的產(chǎn)品，另一方面也能推動(dòng)氯堿工業(yè)更好的開展下去。通過本次研究希望能對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的工作起到有價(jià)值的參考，盡快研制出更先進(jìn)的電解槽。

[1]巴青山,魏洪鑫.伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用[J].化工管理,2015,30:127.

[2]趙國(guó)瑞.高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式離子交換膜電解槽在氯堿工業(yè)的應(yīng)用[J].氯堿工業(yè),2007,11:11-18.

[3]李文廷,何淑芳,高雪嶺,董麗,彭秀麗.離子膜法制燒堿技術(shù)方案的比較和選擇[J].河南化工,2008,04:9-12.