离子膜电解槽技术 文档
零极距离子膜电解槽
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。
离子膜烧碱电解槽安装施工方案(非常详细,可直接指导施工)
目录第1章编制说明 (2)第2章离子膜电解槽的工作原理和施工原理- (2)2.1 离子膜电解槽工作原理 (2)2.2 离子膜电解槽施工原理 (2)第3章安装前应具备的条件 (3)第4章电解槽组装程序 (4)第5章离子膜电解槽施工特点 (5)第6章电解槽安装 (6)6.1 基础验收 (6)6.2 电解槽框架安装 (6)6.3竣工验收 (20)第7章质量技术措施 (21)7.1 质量措施 (21)7.2 质量保证体系 (21)第8章安全技术措施 (23)第9章技术措施用料计划 (25)第10章主要施工机具计划 (26)第1章编制说明本项目为中国化学工程第四建设有限公司承建的天津渤化化工发展有限公司公司60万吨/年离子膜烧碱项目安装工程，共计20台电解槽，其中电解厂房A共计10台日本进口电解槽，电解厂房B共计10台利旧电解槽，为确保电解槽安装质量，特编制此施工方案。
结构：复极式电解槽，规格17620mm x 2686mm x 1812mm，单元槽个数176个；第2章离子膜电解槽的工作原理和施工原理-2.1 离子膜电解槽工作原理离子膜法制碱是用离子膜把阳极室和阴极室隔开，在这种电解室中进行盐水电解。
这种阳离子膜对溶液中阳离子具有高选择透过性（单透性）和拒绝OH-、CL-离子通过。
由于阳离子膜容许Na+带少量水分透过膜层进入阴极区，并对OH-具有排斥作用，从而阻止了OH-进入阳极区，阳极区的CL-由于受膜和阴极的双重排斥而无法进入阴极区。
因此，阴极区可获得含盐量少的高浓度烧碱。
2.2 离子膜电解槽施工原理离子膜电解槽是由多个单元槽组成，相邻的单元槽之间安装有离子膜，单元槽之间由油压系统挤压串联在一起，安装铜排，软管，从而组装一台完整的电解槽。
第3章安装前应具备的条件一、设备基础验收合格，并办理完工序交接安装技术负责人与主要安装人员都已经过培训并全面掌握了电解槽各零部件的安装要点及安装位置，对各工序都有严格的监控预防措施。
离子膜槽电解法
离子膜槽电解法介绍离子膜槽电解法（Electrodialysis with Ion Exchange Membranes，简称EDIX）是一种通过离子交换膜实现离子选择性传输的电解方法。
该方法可以用于分离溶液中的离子，并广泛应用于水处理、环境保护、化学工业等领域。
原理离子膜槽电解法利用离子交换膜的选择性透过性，将溶液中的离子分离开。
在离子膜槽中，溶液被分成两个盛有离子交换膜的相邻腔室。
当外加电压施加在电解槽上时，离子会通过离子交换膜迁移，形成阳离子腔和阴离子腔。
离子膜槽电解法的关键是离子交换膜。
离子交换膜具有特殊的结构和化学特性，能够选择性地通透不同离子。
阳离子交换膜透过阳离子，阻挡阴离子，而阴离子交换膜则相反。
通过调整电解液的成分和电压的施加，可以实现不同离子的选择性传输和分离。
应用离子膜槽电解法在水处理中的应用非常广泛。
它可以用于去除水中的离子污染物，如重金属离子、硝酸盐离子等。
此外，离子膜槽电解法还可以用于海水淡化，将海水中的盐分去除，以获得淡水资源。
离子膜槽电解法也被应用于化学工业中的溶液分离和提纯。
例如，它可以用于酸、碱、盐等化学品的分离和浓缩。
此外，离子膜槽电解法还可用于生产氢气和氧气，以及其他化学反应的电催化反应。
优势和局限性离子膜槽电解法相比传统的电析法和电渗析法具有以下优势： 1. 选择性高：离子交换膜具有很好的选择性，可以实现高效的离子分离。
2. 能耗低：相对于传统的电析法和电渗析法，离子膜槽电解法的能耗更低。
3. 操作简便：离子膜槽电解法的操作相对简单，只需施加适当的电压和调整电解液成分。
然而，离子膜槽电解法也存在一些局限性： 1. 成本较高：离子交换膜的制备成本较高，增加了整个设备的成本。
2. 膜污染：长时间使用后，离子交换膜容易受到污染，影响传输效率。
3. 对离子浓度要求高：离子膜槽电解法在分离高浓度离子时效果较好，但对于低浓度离子的分离效果较差。
发展趋势随着科学技术的发展，离子膜槽电解法在水处理和化学工业中的应用将进一步扩大和深化。
离子膜电解槽 -回复
离子膜电解槽 -回复
离子膜电解槽是以氯碱工业生产中最常用的一种设备。
这种设备运用了最新的离子膜技术，主要用于电解盐酸或氢氧化钠。
在离子膜电解槽的运作过程中，根据离子迁移的原理，离子膜起到了阻止阳离子通过，而只允许阴离子通过的作用。
离子膜电解槽的主要组成部分包括电极、离子膜、电解液和壳体。
其中，电极是电流通过的部分，一般由阳极和阴极组成；离子膜则是将电解槽分为阴阳两部分的重要元件，起到了阻止阳离子通过的作用；电解液则是电解的介质，一般由含有待电解物质的溶液组成；壳体则是整个电解槽的外壳，能够保护内部元件不受到外界环境的影响。
离子膜电解槽的运行过程主要包括电解过程和反应过程两部分。
电解过程是在电极的作用下，离子在电解液中迁移，由阳极迁移到阴极；反应过程则是在电解过程中发生的化学反应，通过反应生成目标产品。
其中，电解过程和反应过程同时进行，相互影响，是离子膜电解槽工作的核心部分。
离子膜电解槽有许多优点，比如能够提高生产效率、减少能源消耗、减少环境污染等。
另外，由于离子膜电解槽采用了离子膜技术，可以大大提高电解效率，降低生产成本，因此在许多行业中都得到了广泛的应用。
总的来说，离子膜电解槽是一种高效、环保的电解设备，它的应用不仅可以提高生产效率，还可以保护环境，因此在未来的发展中有着广阔的应用前景。
3-1离子膜电解槽的操作.
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1400×2340mm⑶ 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 2⑹ 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。
离子膜电解槽安装说明
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处理单元槽时一定要注意下列各项：(1) 不要划伤密封面特别是单元槽框架的钛一侧。
离子膜电解槽氢气
离子膜电解槽氢气离子膜电解槽是一种重要的电解技术，可用于产生高纯度的氢气。
它是通过电化学过程将水分解为氢气和氧气的方法之一。
离子膜电解槽具有许多优点，如高效、环保、可实现连续生产等。
本文将详细介绍离子膜电解槽产氢的原理、应用以及一些关键问题的解决方法。
首先，让我们了解离子膜电解槽产氢的原理。
离子膜电解槽由两个电解室和一个离子交换膜组成。
在电解室中，水被分解为氢离子和氧离子。
离子交换膜具有选择性通透性，只允许氢离子通过，而阻止氧离子的传输。
因此，氢离子通过离子交换膜进入另一个电解室，与电子结合成为氢气。
而氧离子则在另一侧产生氧气。
通过不断的水电解，我们可以获取高纯度的氢气。
离子膜电解槽的应用范围非常广泛。
首先，它可以用于工业生产中的氢气需求。
氢气在化工、电子制造、食品加工等许多行业中都有重要的应用。
离子膜电解槽可以提供高纯度的氢气，满足不同行业的需求。
其次，离子膜电解槽还可以应用于能源领域。
氢气被认为是一种清洁、可再生的能源媒介，可以用于燃料电池、氢能源储存等方面。
离子膜电解槽为氢能源的生产提供了可行的途径。
然而，离子膜电解槽在实际应用中也存在一些问题，需要加以解决。
首先是离子膜的稳定性问题。
离子膜在电解过程中容易受到腐蚀和污染，导致效率下降甚至失效。
因此，必须采取适当的措施，如定期更换和清洗离子膜，以保证槽体的正常运行。
其次是电解过程中的能源消耗问题。
虽然离子膜电解槽相对于其他方法来说能效较高，但仍存在能源浪费的情况。
在实际应用中，我们应该采取节能措施，如优化电解条件、选择高效电解负载等。
此外，电解槽的尺寸和设计也会对氢气产量和纯度产生影响，需要根据实际需求进行合理设计。
综上所述，离子膜电解槽作为一种产氢技术具有广泛的应用前景。
通过了解其原理、应用以及解决问题的方法，我们可以更好地掌握离子膜电解槽的运行机制，并在实际应用中发挥其优势。
同时，我们也应该关注离子膜电解槽存在的问题，并通过技术创新不断解决这些问题，推动离子膜电解槽的进一步发展和应用。
离子膜电解槽 制氢
离子膜电解槽制氢
离子膜电解槽是一种用于制氢的电化学设备。
它通过电解水来分解水分子，将水中的氢离子（H+）和氢氧离子（OH-）分
离出来，从而产生纯净的氢气。
离子膜电解槽的主要特点是使用离子选择性膜将阳离子和阴离子分离，从而实现水的电解产氢。
离子膜电解槽的工作原理如下：
1. 水分子（H2O）在电解槽中被分解成氢离子（H+）和氧气
离子（OH-）。
2. 电解槽中的离子选择性膜将氢离子（H+）传递到阴极一侧，而将氧气离子（OH-）传递到阳极一侧。
这样，就实现了氢离
子和氧气离子的分离。
3. 在阴极一侧，氢离子（H+）接受电子并反应成为氢气
（H2）。
4. 在阳极一侧，氧气离子（OH-）接受电子并反应成为氧气
（O2）。
离子膜电解槽制氢的优势包括高纯度的氢气产物、高效率的电解和可调节的产氢量。
此外，离子膜电解槽还具有较低的能耗和环境友好性。
制氢是重要的工业过程，离子膜电解槽在制氢领域有着广泛的应用，特别是在氢能源领域。
它可以用来制备氢气燃料，用于燃料电池、氢能源储存等应用。
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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。
A．伍德及伍德诺拉电解槽特点
●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。
●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。
●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。
●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。
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。
●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。
●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2.7m2，适于的电流密度 4.5~5.5KA/m2。
D．北化机电解槽
从1984年开始，北京化工机械厂在国家计委批准下，先后引进了日本旭化成和旭硝子公司的离子膜电槽制造技术，采用国外进口材料配套制造离子膜电解槽，日前已发展到离子膜电解槽可全部进行国产化设计制造阶段。
该厂氯碱装备设计研究所自行开发、设计的第一套MBC-2.7型复极式离子膜电槽，于1993年7月在沧州投入运行，经过多年来不断的改进和完善技术水平得以提高，特别是近2~3年通过引进日本旭化成的高电流密度自然循环复极式电解槽制造技术，生产出的电槽已接近国际先进水平，适于的电流密度为4.5KA/m2。
E．INEOS电解槽特点
●槽电压较低，电耗低：每个单元槽具有512个十字导电爪，电流分布均匀。
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●电解槽材料使用好，镍材多，钛材少，其电耗及维修费用低。
●电流效率高，离子膜寿命长。
电槽阴极室内部设有挡板，以增强电解液的混合，完全浸润的离子膜，能充分利用膜的有效面积。
●电解槽操作简单，停车时间少。
其单元槽采用螺栓紧固，单元槽之间压紧要求不严，只要求保证通电，每个单元槽的密封都是单独的，膜更换时间短。
●单元面积2.895 m2，操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。
个人感觉INEOS的好些，电耗低，比其它的都低较多。
而且维修方便比日本的槽子。
建议用INEOS的。