国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介
国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介
液分 离后 存在 于气 液分离 室 内 ，确 保 电解室 上部 无气 泡堆 积 ，有效 通
二 、国 内正在 使用 的几种 单极式 离子膜 电解槽
国 内正 在使 用的单极 式离 子膜 电解 槽主要 有 以下几种 ： １ ． 蓝 星北化 机 Ｂ ＭＣ Ａ 一 ２ ． ５ 型单 极式离 子膜 电解 槽 １ ． １阳极 单 元槽 边框 采 用钛 钯 合金 方管 组 焊结 构 ，确 保 阳极单 元 槽 不受 含游离 氯盐水 腐蚀 ，密封面 不产生 间隙腐 蚀 。
１ ． ２阴极 单元 槽边 框 采用 材质 为 ３ １ ０ ５的不 锈钢 矩 形管 组焊 结 构 ， 确 保 阴极 单元不 受腐蚀 。 １ ． ３阳极 单元 槽 采 用钛铜 复 合棒 结 构导 电 ，确 保 阳极 上 电流分 布
均匀。 １ ． ４阴极 单 元槽 采 用不 锈 钢复 合棒 结 构导 电，确保 阴极 上 电流分 布 均匀 。 ２ ． 日本旭硝 子 Ａ Ｚ Ｅ Ｃ — Ｆ ２型单极式 离子膜 电解 槽 ２ ． １ 阴阳极 液采 用 自然循 环 。 ２ ． ２离子膜 电解槽 与槽 间铜排 相连 。 ２ ． ３阴极 框筋 板 上设 有弹 簧 ，使 阴极 网安装 后 有弹 性并 趋 向于 阳
不 生绣 。
３ ． １ 边 框采 用 不锈 钢 方管 组焊 结构 ，确保 槽框 在使 用 寿命 期 限 内
不生 锈 ，不 易变形 。 ３ ． ２阳极 室 密封 面 使 用钛 钯合 金板 材 ，确 保槽 框在 使 用寿 命期 限 内阳极 密封 面不受 间隙腐蚀 。
１ ． ２阳极 室密 封 面使 用钛 钯合 金 板材 ，确保 槽框 在 使用 寿 命期 限 内密封 面不发生 间 隙腐蚀 。 １ ． ３阴阳极 室 密封 面 采用 刚性 结 构 ，确 保槽 框 在受 挤压 力 时不 易 变形 。 １ ． ４阳极 室下 部 安装 有 电解液 进 液分 散板 ，确保 电解 室 内各位 置
电解水电解槽的选择
国内外水电解槽的生产概况及主要品牌国外情况1.1.箱式水电解制氢装置：电解槽中最古老的产品结构形式，有单极型的，也有双极型的。
在这种箱式结构中，电极是倒挂在箱盖上的，设在箱盖上的集气管把氢气、氧气送到氢、氧分离器中，原料水补给是采用电磁阀控制的，运行温度为65-75℃，压力为100-120mmH2O，氢气纯度99％.1.2.厄利康水电解槽：是BBC公司和厄利康公司生产的，压力型方形电解槽。
阳极为镀镍层，阴极有三硫化二镍活化层和无机活化层两种。
电解小室上的氢氧支管直接连到氢氧分离器中，分离器在槽体上面，洗涤器单独设置，电解液由装在槽体上的立式离心泵进行强制循环。
主要参数如下：电解液KON25%，工作温度75℃，工作压力为常压，氢气纯度99.8%，当电流密度为2000时，小室电压为1.9v。
1.3.海德尔水电解槽：挪威制造，常压型水电解槽。
槽体由撑脚型电极和隔膜框组成，辅助设备位于电解槽端头，和电解槽固定在同一底板上。
生产规模100-400m3/h，外形尺寸5400*2500*4005-13200*3700*5200，重量17-41t。
主要参数如下：工作温度75-80℃，出气压力1-3Kpa，纯度99.9%，直流耗电4.1±0.1Wh/m3H2(4000Ah)。
1.4.EV水电解槽：由德国马克公司生产的EV电解槽是常压型方形电解槽。
阳极采用镀镍的月牙形孔板，阴极采用二硫化三镍活化处理的月牙形孔板，石棉隔膜布周边包以橡胶，起密封作用。
框架由两块薄框组成，分别位于石棉隔膜两侧。
小室宽度约30mm，极板、框架和密封圈的上下部位都有整齐的小孔，这样构成了电解槽内部气、液道孔，使电解液能均匀地进入各电解小室，产品气也能最快的速度排出。
电解液采用自然循环，分离器和均压罐置于槽体上部，这样提高了分离器的高度，确保了电解液能自然循环。
均压罐起到洗涤和调节氢氧两侧气压的作用。
如果气压超过了规定的压力时，气体可以通过均压罐排空。
旭化成、氯工程、北化机三种电解装置的比较
旭化成、氯工程、北化机三种电解装置的比较旭化成、氯工程、北化机三种电解装置的比较一、工艺比较目前，旭化成、氯工程、北化机三家最新推出电槽均为高密度、低电耗运行的复极式电槽。
北化机与旭化成工艺上基本一致，比自身以前槽型有很大改进。
单从工艺上讲，这二家在新进工艺中增加了稀盐水程控配制系统，以便电解槽连锁停车后，由原来的浓盐水循环改为稀盐水循环，从而保护离子膜。
北化机和氯工程在每台电解槽上配一台极化整流器，主要用于电解槽开停车来使用，旭化成在极网上采用专有技术喷涂，不需配极化整流器。
氯工程与北化机和旭化成工艺相比在盐水电解前后去除硫酸盐和氯酸根有自己的技术专利，就是电解之前或电解之后，将盐水输送进入一个由阳离子交换膜隔开的电解槽中阳极室然后电解盐水在氯化物离子被分离出来之后，将盐水排出该电解系统之外。
与传统的方法比较，可以减少氯化钠的排出量，而且没有必要采用HCl分解氯酸盐。
北化机和旭化成工艺是在进电解槽盐水中加17% HCl，以去除电解槽中产生氯酸根。
综合以上三家的工艺，它们在工艺上基本相似，局部上氯工程的盐水进电解前后去除硫酸盐和氯酸根的工艺，较北机、旭化成先进。
旭化成极网喷涂技术优于北化机和氯工程。
北化机、旭化成、氯工程在性能上相近。
二、设备比较(一)旭化成离子膜装置特点1(优点(1)槽框结构稳定，密封性好，不泄漏;(2)结构电压低，槽内液体和电流分布均匀使离子膜使用寿命延长;(3)阴阳极电位低，稳定性良好;(4)单元槽保证寿命10年;(5)优异的阳极涂层及活性阴极;(6)单元槽托架采用优质ABS工程塑料制造，绝缘性好;(7)阳极密封面采用钛钯合金;(8)由过去的强制循环改为现在的自然循环，很好的保护了离子膜在突然停车时造成的液体压差波动冲击。
2(缺点旭化成离子膜中所谓“单元槽”是不确切的存在，因为我们所说的“单元”应该为独立存在，在旭化成离子膜装置中没有独立存在的“单元槽”，无论是双头挤压，还是单端头挤压，无论哪一种结构形式，一旦“单元槽”一个出现问题，采取的措施只有全部停车来进行处理，费用维修高，影响生产，同时又破坏了其它离子膜“单元槽”的正常运行。
国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介
国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介摘要：本文主要介绍了目前国内离子膜电解槽常见的几种槽型结构及特点。
关键词：离子膜电解槽槽型结构国内一、常见的几种离子膜电解槽参数比较二、国内正在使用的几种单极式离子膜电解槽国内正在使用的单极式离子膜电解槽主要有以下几种：1.蓝星北化机BMCA-2.5型单极式离子膜电解槽1.1 阳极单元槽边框采用钛钯合金方管组焊结构，确保阳极单元槽不受含游离氯盐水腐蚀，密封面不产生间隙腐蚀。
1.2 阴极单元槽边框采用材质为3105的不锈钢矩形管组焊结构，确保阴极单元不受腐蚀。
1.3 阳极单元槽采用钛铜复合棒结构导电，确保阳极上电流分布均匀。
1.4 阴极单元槽采用不锈钢复合棒结构导电，确保阴极上电流分布均匀。
2.日本旭硝子AZEC-F2型单极式离子膜电解槽2.1阴阳极液采用自然循环。
2.2离子膜电解槽与槽间铜排相连。
2.3阴极框筋板上设有弹簧，使阴极网安装后有弹性并趋向于阳极侧。
2.4导电铜排配置复杂，相对耗铜量较大[1]。
三、国内正在使用的几种强制循环离子膜电解槽国内正在使用的强制循环离子膜电解槽主要有以下几种[1]：1.蓝星北化机MBC-2.7型离子膜电解槽1.1边框采用不锈钢方管组焊结构，确保槽框在使用寿命期限内不生绣。
1.2阳极室密封面使用钛钯合金板材，确保槽框在使用寿命期限内密封面不发生间隙腐蚀。
1.3阴阳极室密封面采用刚性结构，确保槽框在受挤压力时不易变形。
1.4阳极室下部安装有电解液进液分散板，确保电解室内各位置能及时补充新鲜电解液，保持浓度均匀。
2.日本旭化成FC型离子膜电解槽2.1 阴极室材质为镍，阳极室材质为钛，对相应的电解质均有极强的耐腐蚀性能，因而大大提高了单元槽的寿命。
2.2 阳极为多孔板结构，小孔均匀密布，对膜的损伤较小。
2.3 在单元槽的上部均装有阴极堰板和阳极堰板，减少了气泡效应，防止膜的上部出现干区。
2.4外框架采用碳钢条，整体结构刚性好、加工精度及单元槽关键尺寸易于保证。
中国式离子膜电解槽情况简介[1]
![中国式离子膜电解槽情况简介[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/72484416650e52ea55189814.png)
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的 阴 阳 极 即 同现 在 沧 化 的 电槽 阴 阳 极 是 相 同 的)
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然 后 我 们 在 大沽 化 工 厂 和 北京 化 工
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中 国 式 离子 膜 电 解 槽 情 况 简 介
北 京化 工 机械 厂
冯忠贵
今年
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月 由 我 厂 设 计 制 造 的 国 内 第一
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套 年 产 万 吨 烧 碱 的 离 子 膜 电解 槽 在 沧 州 化 工 厂 正 式 开 车 成 功 标 志 着 我 国 应 用 离子 膜
199 1
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HClO＋NaOH→ 1 2
O2＋NaCl＋H2O
BiTAC-859复极式离子膜电解槽生产烧 碱的工艺流程
图3-20 电解精制盐水生产烧碱的工艺流程示意图
压力计
压力计
图3-10 旭硝子单极槽离子膜电解工艺流程简图
由一块阳极终端板，若干中间单元和一块阴极
N2 供
酸性溶液中，在电解时化学稳定性好，缺点是膜电阻
Na+可以与水溶液中的同电荷的
此，通过各个电解单元的电流之和就是通过这台单极电
渗透，因此阴极室的NaOH浓度可达35%左右。
由一块阳极终端板，若干中间单元和一块阴极
变松，从而造成许多微细弯曲的
图3-16 BiTAC-859复极式离子膜电解槽单元极板上电流流动形式示意图
废
氯
氯 气 总 管
气 总 管
淡
循
应
一、离子交换膜的种类
联的，各个单元的电流相等电解槽的总电压是各个电解
图3-21 电解槽紧密及针孔压力实验及水封罐
全氟羧酸/磺酸复合膜是一种性能优良的离子膜，使
6ClO-＋3H2O－6e→2ClO3-＋4Cl-＋6H+＋ O2
由用若的干 阳电离解子质交单换元膜组的成膜，体每中个有电活解性单基元团由，阳它极是、由离带子负交电换荷膜与阴电针极解孔槽实组气验成密工。及具 此，通过各个电解单元的电流之和就是通过这台单极电
工业应用案例—离子交换膜电解槽
一、离子交换膜电解槽的种类 工业上用的每一种槽型，每台电解槽都是
由若干电解质单元组成，每个电解单元由阳极、 离子交换膜与阴极组成。 按供电方式的不同，离子膜电解分为单
极式和复极式两大类。
工业应用案例—离子交换膜电解槽
整流器
烧碱行业高电流密度离子膜电解槽比较
电流密度5～6A/m2；实际在4.5～5.0kA/m2 3.15～3.20V 2200～2250kW·h/t
（1）其结构、外形完全仿制旭化成；（2）价格相对便 宜。
（1）技术还不够成熟，没有大装置运行经验；（2）加 工精度有限，离子膜以及单元槽框损坏比较多。（3）极 网涂层技术虽有旭化成的技术，但并未应用到设备上。 （4）其产品性能、质量、运行稳定性等方面，有很大的 提升空间。
（1）价格高。（2）由于弹性十字导 电爪与阴极网的接触面有限，不能保 证把全部的阴极网都和离子膜、阳极 网紧密的紧压在一起，也就是不能实 现全部阴阳极的最小极距。（3）长时 （1）价格高；（2）配件交货周期长 间运行以后，弹性十字导电爪也有可 能出现弹性衰减。（4）操作要求严 格，微小压力波动必然会使整体氯气 和氢气系统压力控制要求更高，系统 的波动会造成电解槽的联锁停车.
有浙江巨化的5万吨/年、天津大沽12万吨/年 、新疆天业32万吨/年装置。 （1）槽框结构稳定，密封性好，不泄漏； （2）结构电压低，槽内液体和电流分布均匀 使离子膜使用寿命延长；（3）阴阳极电位 低，稳定性良好；（4）单元槽保证寿命10 年；（5）优异的阳极涂层及活性阴极；（6） 单元槽托架采用优质ABS工程塑料制造，绝缘 性好；（7）阳极密封面采用钛钯合金；（8） 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。（9）电解槽操作 压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理 。
离子交换膜电解槽结构
离子交换膜电解槽是一种用于电解水的装置，其结构通常包括以下几个部分：
1. 阳极室：阳极室是电解槽中的一侧，通常由金属制成，用于作为阳极。
2. 阴极室：阴极室是电解槽中的另一侧，通常也由金属制成，用于作为阴极。
3. 离子交换膜：离子交换膜是一种具有选择性通透性的膜，可以阻止阳离子通过，但允许阴离子通过。
离子交换膜的主要功能是防止阳离子从阳极室进入阴极室，从而保证电解过程的稳定性。
4. 电解质：电解质是离子交换膜电解槽中的液体，通常是盐水或酸性溶液。
电解质中的离子会在电解过程中被还原或氧化，从而产生氢气和氯气等产物。
5. 电极：电极是电解槽中的导电部件，通常由金属制成。
在离子交换膜电解槽中，电极通常被放置在阳极室和阴极室之间的离子交换膜上。
6. 冷却器：冷却器是离子交换膜电解槽中的冷却部件，通常用于降低电解槽的温度，以提高电解效率和稳定性。
离子交换膜电解槽的结构可以根据具体的应用需求进行设计和优化。
例如，可以通过改变离子交换膜的类型、厚度、通透性等参数来优化电解效率和稳定性。
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国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介摘要：本文主要介绍了目前国内离子膜电解槽常见的几种槽型结构及特点。
关键词：离子膜电解槽槽型结构国内
一、常见的几种离子膜电解槽参数比较
二、国内正在使用的几种单极式离子膜电解槽
国内正在使用的单极式离子膜电解槽主要有以下几种：
1.蓝星北化机BMCA-
2.5型单极式离子膜电解槽
1.1 阳极单元槽边框采用钛钯合金方管组焊结构，确保阳极单元槽不受含游离氯盐水腐蚀，密封面不产生间隙腐蚀。
1.2 阴极单元槽边框采用材质为3105的不锈钢矩形管组焊结构，确保阴极单元不受腐蚀。
1.3 阳极单元槽采用钛铜复合棒结构导电，确保阳极上电流分布均匀。
1.4 阴极单元槽采用不锈钢复合棒结构导电，确保阴极上电流分布均匀。
2.日本旭硝子AZEC-F2型单极式离子膜电解槽
2.1阴阳极液采用自然循环。
2.2离子膜电解槽与槽间铜排相连。
2.3阴极框筋板上设有弹簧，使阴极网安装后有弹性并趋向于阳极侧。
2.4导电铜排配置复杂，相对耗铜量较大[1]。
三、国内正在使用的几种强制循环离子膜电解槽
国内正在使用的强制循环离子膜电解槽主要有以下几种[1]：
1.蓝星北化机MBC-
2.7型离子膜电解槽
1.1边框采用不锈钢方管组焊结构，确保槽框在使用寿命期限内不生绣。
1.2阳极室密封面使用钛钯合金板材，确保槽框在使用寿命期限内密封面不
发生间隙腐蚀。
1.3阴阳极室密封面采用刚性结构，确保槽框在受挤压力时不易变形。
1.4阳极室下部安装有电解液进液分散板，确保电解室内各位置能及时补充新鲜电解液，保持浓度均匀。
2.日本旭化成FC型离子膜电解槽
2.1 阴极室材质为镍，阳极室材质为钛，对相应的电解质均有极强的耐腐蚀性能，因而大大提高了单元槽的寿命。
2.2 阳极为多孔板结构，小孔均匀密布，对膜的损伤较小。
2.3 在单元槽的上部均装有阴极堰板和阳极堰板，减少了气泡效应，防止膜的上部出现干区。
2.4外框架采用碳钢条，整体结构刚性好、加工精度及单元槽关键尺寸易于保证。
四、国内正在使用的几种高电流密度自然循环离子膜电解槽
国内正在使用的高电流密度自然循环离子膜电解槽主要有以下几种[2]：
1.蓝星北极化ZMBCH-
2.7型自然循环离子膜电解槽
1.1 边框采用不锈钢方管组焊结构，确保槽框在使用寿命期限内不生锈，不易变形。
1.2 阳极室密封面使用钛钯合金板材，确保槽框在使用寿命期限内阳极密封面不受间隙腐蚀。
1.3阴阳极室密封面采用刚性结构，确保槽框在受挤压力时不易变形，结构稳定。
1.4 阴阳极室下部安装有电解液进液分散管，确保电解室内各位置能及时补充新鲜电解液，保持电解液浓度均匀。
1.5 阳极室上部、下部都安装有电解液内循环用堰板，确保电解液在电解室内存在一定量的内部循环，使电解液充分电解和浓度分布均匀。
1.6电解室顶部气液分离装置。
电解室内生成的气体上升与电解液分离后存在于气液分离室内，确保电解室上部无气泡堆积，有效通电面积范围内的离子膜全部处于电解液的浸泡中。
1.7 阳极室顶部气液分离室内安装有除泡沫装置，确保气液分离室两端压差稳定，出口处气液排出稳定。
2.日本旭化成NCH型离子膜电解槽
2.1 外框架采用碳钢条，整体结构刚性好、加工精度及单元槽关键尺寸易于保证。
2.2 单元槽阴极室材质为镍，阳极室材质为钛，对相应的电解质均有极强的腐蚀性能，因而大大提高了单元的寿命。
2.3 单元槽阴阳极侧上部分别设置了阴阳极气液分离室，使得阴阳极室内气液混合物流经分离室时及时进行分离，减少气液混合物流经出口接管时的湍动现象。
2.4 单元槽阴阳极侧下部分别设置了液分散管，分散管上均匀地分布着二十几个小孔，有利于离子膜电解槽内电解液浓度的均匀，可有效降低槽电压。
2.5单元槽阴阳极侧均设置了分散板，其中阳极循环板呈现一定的斜度，保证了循环液体的及时补充，也避免了由于气泡而产生离子膜局部干膜现象。
3.蓝星北化机ZBH-2.7型膜极距离子膜电解槽
3.1 边框采用不锈钢方管组焊结构，确保槽框在使用寿命期限内不生锈，不易变形。
3.2 阳极室密封面使用钛钯合金板材，确保槽框在使用寿命期限内阳极密封面不受间隙腐蚀。
3.3 阴阳极室密封面采用刚性结构，确保槽框在受挤压力时不易变形，结构稳定。
3.4 阴阳极室下部安装有电解液进液分散管路，确保电解室内各位置能及时补充新鲜电解液，保持电解液浓度均匀。
3.5 阳极室上部、下部都安装有电解液内循环用堰板，确保电解液在电解室内存在一定量的内部循环，使电解液充分电解和浓度分布均匀。
4.德国伍德BM2.7-120型离子膜电解槽
4.1 单元槽的阴极和阳极两种电极面对面组装，膜装在阴阳极之间，外缘用法兰禁固密封自成一体，这样在停槽检修时对槽内液体处理较方便。
4.2 阴阳极支撑筋采用板条压制成波纹带，结构简单，便于加工，且节省材料。
4.3 阴阳极采用1mm的板材冲压成百叶窗结构，电极的上平面十分光滑，利于保护离子膜。
4.4 阴阳极的进出口均在单元槽的下部，出口管内有一根插入单元槽上部的PTFE管将气液导出。
4.5 在阴极板面上按一定间距设置ECTFE隔条，使膜在安装过程中保持平整并贴向阳极侧，相对增加了膜的刚度和强度。
5.英国INOES公司的BiChlorTM型离子膜电解槽
5.1独立单元槽设计，使得单元槽和离子膜同时更换，现场维修更换单元槽时间短，同时带来后续安装拆卸的不方便，但维修工作可以不在离子膜电解槽现场进行，可以转移到维修车间。
5.2 在单元槽装进离子膜电解槽电解前，可以对单个单元槽进行压力密封检测。
5.3 设计电流密度为6kA/m2，设计操作压力250mbar（1mbar=102Pa），单片单元槽面积为2.895m2。
5.4单元槽上部设计有气液导出盒，保证离子膜完全浸泡在电解液中，确保离子膜不会干燥。
5.5 垫片采用EPDM材料衬PTFE，提高耐磨腐蚀能力和密封能力。
5.6酒窝式的电极板设计，最大限度地利用钛和镍材。
5.7 零极距设计，对于电槽电压起到降低作用。
参考文献
[1] 刑家悟，刘东升. 离子膜法制烧碱操作问答[M]. 化学工业出版社，北京. 2009年6月，77-89.
[2] 郭庆海.3种高电流密度离子膜电解槽的性能对比与介绍[J]. 氯碱工业，2004，（2）：1-4.。