零极距电解槽专家讲座
影响离子膜电解槽电压的因素
影响槽 电压的温度包 括 电解 温度和 电解液温度 。 温度 升高 ， 槽 电压 下降 因 为温 度上 升 ， 将使膜 的 孔隙增大 ， 有 助于 提高膜 的导 电度 ， 从 而降低 槽 电压 。 同 时， 温度上 升 ， 将 使 电解液的 电导度提 高 ， 从 而降低 溶液 电压 降。 有数据 显示 ， 电 解液 温 度每增 、 减１ ℃， 离 子膜碱 的 折标直 流 电耗 减 、 增７ ｋ Ｗ＊ ｈ ／ ｔ ［ ２ ］ 。 但温 度高 于９ ０ ＂ Ｃ时 ， 水 的蒸 发量 增加 ， 使 电压 上升 。 所 以， 生 产 中控 制 电解 温度 在８ ５ —９ Ｏ
℃。
由于羧 酸层 电阻较高 ， 因此 ， 在保证 电流效率 的条件 下 ， 尽可能 地减少 羧酸 层 的厚 度 ， 有助 于降 低离 子膜 的 电压 降 ， 从 而降 低槽 电压 。 各公司的离子膜均由数层复合而成， 而在提高膜性能的同时， 都要尽量减 少膜 的厚 度 ， 以便 降低 膜 的 电压 降 。 ２、 电流 密度 对槽 电压 的影 响 膜 电压降 直接受 电流 密度的 影响 。 一般 情况 下 ， 膜 电压 降应 正 比于 电流 密 度， 并呈直 线 关系 。 稍稍偏 离直 线关 系 ， 在１ ． ５ — ４ ． Ｏ ｋ Ａ ／ ｍ ＂ 这 一 常用 电流密度 范 围内 ， 呈直 线关 系。 对 于食盐 电解来说 ， 浓度较 高 ， 温度 也较高 ， 膜的表面 附近一 般不会产 生浓差 极化 现象 。 电流密度 不仅影 响膜的 电压 降 ， 还 影响气泡效 应 、 阳 极及 阴极 的过 电位和 溶液及导 体的 电压 降 。 总的效果 是 ， 电流 密度升高 ， 槽 电压 也逐渐 升高 。 可见 ， 虽然槽 电压与 电流密度 呈正 比关系 ， 但 随着膜结构 性能 的改 变， 电压 曲线 的斜率 发生 了变 化 ， 导 致膜 电压 降 的下降 。 （ １ ） 非活性不 锈钢 阴极 ， 非亲 水性膜 ， 极距为 ３ ｍｍ的 电解 槽的 电流密度 与槽 电压 的 关系为 ： Ｖ＝ ２ ． ６ ２ ３ ＋ ０ ． ２ ７ ７ Ｉ 。 Ｉ 为 电流 密度 ， Ｖ 为膜 电压 降 （ ２ ） 活性镍阴极， 亲水性离子膜、 零极距电解槽的电流密度与槽电压的关系 为： Ｖ＝ ２ ． ４ ２ ３ ＋ ０ ． １ ７ ７ Ｉ 。 Ｉ 为 电流密 度 ， Ｖ 为 膜 电压 降 ３ 、 烧碱 浓 度对 槽 电压 的 影 响 随着 电解 过程Ｎａ Ｏ Ｈ浓度 的提 高 ， 膜 中含水 率逐渐 降 低 ， 导致 膜 电压 降升
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。
离子膜电解槽停车时反向电流的产生、危害及防止措施
文献标 识码 ： Ｂ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — １ ７ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ０ １ — ０ ５
Ｃａ ｕ ｓ ｅ ｓ ， ｈ ａ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗｈ ｅ ｎ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｚ ｅ ｒ ｏ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ； ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｕ ｎ ｎｉ ｎｇ ； ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｕｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ； ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ； ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ
量 高 、无 污染 等诸 多优 点而 被世 界公 认 为技术 最 先 进 和 经济最 合 理 的制碱 方法 。 近 年来 ， 离子 膜 法 电解
技 术不 断创 新 ． 其主要 目标是 降低 直 流 电耗 。 旭 化成 公 司研 制 的高 电流密 度零 极距 电解槽 在天 津大 沽化 工 股份 有 限公 司运行 后 ， 节 电效果 非 常 明显 。 并 且可 以将 普通 自然 循环 电解槽 改造 为 零 极 距 电解 槽 ． 零 极 距 电解槽 现 已成 为行业 首选 的电解 槽 ，其他 厂商 也 推 出 了相应 的新型 电槽 ． 如氯 工程 研 制 的新 型 ｎ —
摘 要 ： 介 绍 了离子 膜 电解槽 停 车 时反 向 电流 产 生 的原 因及 其 危 害 ， 提 出 了改进 设 计 、 工 艺参数 及 设
离子膜电解槽氯中含氧升高的因素及其控制措施
2019年07月离子膜电解槽氯中含氧升高的因素及其控制措施董旺旺周生刚（滨化集团股份有限公司，山东滨州256600）摘要：针对离子膜电解槽中可能引起氯中含氧升高的因素进行了分析，并提出了相应的控制措施。
关键词：离子膜电解槽；氯气；含氧量；控制措施滨化集团东瑞公司25万t/a 离子膜烧碱装置采用的电解槽为伍迪4代槽。
自电解槽重涂以来，氯中含氧量出现上升，氯气纯度出现降低；电解槽零极距改造后，也出现了氯气纯度地下降及氯中含氧的上升。
1电解槽影响因素分析1.1重涂电解槽对比重涂前后数据氯气纯度均有不同程度下降，氯中含氧上升。
因电解槽重涂前后工艺流程、工艺条件一致，对比同类型离子膜分析认为，电解槽重涂技术的影响为主要原因，不同厂家重涂的电解槽也有所差异。
1.2零极距改造电解槽对改造前后进行对比，可以发现氯气的纯度出现了下降，氯中含氧上升。
通过对电解槽进料盐水加酸等方法调整，仍然很难恢复到正常的水平。
分析认为主要受限于电解槽零极距改造技术影响，另外因为离子膜与极网密切接触，副反应相对较多也有一定影响。
另不同型号的离子膜氯中含氧也有所差异。
2氯气纯度的控制2.1进槽盐水质量的影响盐水中金属离子如Ca2+、Mg2+和Fe3+与从阴极侧反渗的OH-反应，形成不溶性沉淀，吸附到离子膜表面，容易导致离子膜交换通道堵塞，是的膜电阻初选上升，同时也使得槽电压上升加快。
在非零极距电解槽中，离子膜与电极中间间距较大，当离子膜表面吸附沉淀物时，会导致槽电压上升，但是不会对电流效率以及氯气纯度带来较大影响。
而零极距电解槽中，离子膜与电极密切接触，氢氧化物等不溶物吸附在离子膜表面，同时也会覆盖阳极面网，严重时堵塞阳极网孔，进而干扰了这一部分盐水的正常循环。
如盐水浓度太低，会使这一区域OH-分解量增多，而且还会使氯中含氧上升氯气纯度下降。
2.2进槽盐水酸度的影响通过向进料盐水加酸中和阴极侧反渗的OH-，减少副反应，提高氯气纯度。
如果反渗的OH-不能被完全中和，会与氯气进行反应形成副产物（NaClO 3、NaClO ），最终导致氯气纯度下降氯中含氧上升。
诚丰矿业解吸电解技术讲座
1 解吸电解技术操作讲座 讲座内容： 一、高温高压解吸电解设备的优缺点介绍 二、解吸、电解、炭再生的基本原理简介 三、解吸、电解、炭再生的工艺流程简介 四、主要设备的结构与使用 五、解吸电解的技术操作规程 六、QSY252活性炭再生窑的结构与使用
二00七年四月二十日 1
针对尾矿回收产出金泥的实际需要，诚丰公司选用了张家口东坪黄金新技术有限公司研制的一套对载金炭进行高温高压解吸电解的提金设备。该设备系统具有自动化程度高、安全设施齐全、操作简便、运行稳定可靠等优点。 五月末即将产出半成品——金泥。在张家口东坪黄金新技术有限公司的技术人员来我公司实际指导操作之前，想先给大家讲一讲有关对载金炭进行高温高压解吸电解操作技术的知识和步骤。 进行本讲座的目的，是想使大家对载金炭进行高温高压解吸电解的操作技术能有个比较全面的、系统的了解，以便张家口东坪黄金新技术有限公司的技术人员来后，在指导实际操作时，大家能较快地理解与掌握操作技术。 一、 高温高压解吸电解设备的优、缺点介绍 （一）、优点： 1、载金炭解吸电解的速度较快 该系统由于解吸电解的工作温度高，达150℃，较常规系统工作温度高出30℃～55℃以上，同时高系统工作压力高，达0.5Mpa较常规系统工作压力高出0.2Mpa～0.5Mpa，在高温高压的条件下，载金炭的解吸电解速度较快，可以在12小时～14小时内完成一批（500kg）载金炭的全部解吸电解工作，较常规系统工作时间缩短近三倍。 2、无氰解吸、能耗较低 常规的解吸液配制时需要加入氰化钠及氢氧化钠两种药剂，既提高了解吸电解成本，又恶化了操作环境。而该系统只需加入氢氧化钠，不用氰化钠，既降低了作业成本，同时又保持了环境清晰。 系统中解吸温度与电解温度相同，没有换热装置，保温效果好。又由于工作速度较快，因此系统耗电是常规系统的1/2～1/4。 3、有自动控制设置 液位缓冲机构：由于在运行过程中液体汽化及系统压力变化等原因，系统液体量会有波动，为此，系统特设置了液位缓冲机构，该机构能够自动抵消液位的变化，始终维持系统正常运行。 温度控制系统：温度达到设定值时，该系统自动摘开部分电加热 1
离子膜电解槽氯气及氢气压力压差的控制方法
中国氯碱
Ｃｈｎ ｌｒ Ａｌａｉ ｉａ Ｃｈｏ— ｋ ｌ
Ｎ０ １ ．２
２１ ０ ０年 １ ２月
Ｄｅ 一 ０１ ｃ２ ０
３
离子膜 电解 槽氯气及 氢气压 力压 差 的控 制方法
叶 洪 义
（ 岛海 晶化 工集 团有 限公 司 ， 东 青 岛 ２ ６ ４ ） 青 山 ６ ０ ２
取 决 于 调节 阀 的 流通 能 力 值 ｃ 值 ） ｖ 选择 是 否合 适 、
调 节 器 Ｐ 参 数 的整 定 以及 氯气 压 力 测 量 信 号 的 阻 Ｉ 尼 滤 波作用 ，该信 号经 过运 算后 作 为氢气 压力 调 节 器 的给 定值 ， 以滤 波后 的调 节 效果 更 好 、 稳 定 。 所 更
Ｐｒ ｓ ｕｒ ｏ ｒ ｌｍ ｅ ｈｏ ｆＣｈｌ ｒ ｎｅ ａ ｅ ｓ ｅ ｃ ｎｔ ｏ ｔ ｄ ｏ ｏ ｉ ｎｄ
ｈｙ ｏ ｉ １ｍ ｉ ｅ ｒ ｎ ｅｌ ｒ ｇ ｎ ＂ｎｌ ｍ ｍ ｂｒ ｅｃ ｌ ｄｒ ｑ ‘ ｏ ｃ ｅ ｎ ａ Ｃ
ＹＥ ｏ ｇ ｙ Ｈ ｎ － ｉ
耗 也越 低 。与普 通 电槽相 比 ， 同等 电密 下 ， 零极距 电
解 槽 阴极 侧 溶 液 电压 降 可 以 减 少 约 １０ｍ 折 合 吨 ８ Ｖ， 碱距 电 解 槽 的 离 子 膜 与 阳极 和 阴 极 贴 在
一
产 时 ，一 般要 求氢 气压 力 比氯气 压力 高 约 ４ｋ ａ 在 Ｐ ，
Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｃｍｅ ｒ ｎ ｅ ｌ ｃ ｌ ｒｎｅ ｈｙ ｏ ｅ ｐ ｅ ｓ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｖ ｙ ｗｏ ｄ ：ｏ ｉ ｍｂ ａ ｅ ｃ ｌ ； ｈ ｏ ｉ ； ｄｒ ｇ ｎ； ｒ ｓ ｕｒ ； ｏ ｔｏ ； ｏ ｔｏ ｌｅ ｖ
电解节能技术的应用
２０ ２０ 年， ００～ ０ １ 隔膜 ２期工程投产 １８个 电解 ２
槽 ， 些 电解槽 的 阴极 是 北 京 化工 机 械 厂生 产 的 活 这
降低 槽 电压 、 高 电流 效 率是 电解 生产 的主要 提 节能 途 径 。 在 确 定 状 态 下 ， 压 与 电 解 槽 的 材 料 电
Ｇ Ｏ ｎ—ＸＩＤ ， Ｊａ ｐ ｎ Ａ ｆ ｉ ＩＴ， ＸＵ ｉｎ— ｉｇ Ａ ｔ
（ ． ｉ ｊ ａｕＣ ｅ ｉａ Ｉｄ ｓ ｏ ， ｔ． Ｔａｊ ０４ ５ Ｃ ｉａ １Ｔａ ｉ Ｄ ｇ ｈ ｍ ｃｌ ｎ ｕｔ Ｃ ． Ｌｄ ，ｉｎｉ ３０ ５ ， ｈｎ ； ｎｎ ｙ ｒ ｎ
液 电压 降的零极 距 离子膜 电解槽 。
２ １ 使用 活性 阴极 技术 ．
阳极 ６万 ｔａ即隔膜法烧碱 ２ ／， ４万 ｔａ离子膜强制 ／； 循环 与普通 的 自然 循环 电解槽 ８万 ｔａ离子 膜高 电 ／，
流密 度 与零极距 电解槽 ３ ０万 ｔａ 包 括 ２０ ／（ ０６年 ９月 投产 的 ５个 零 极 距 电解 槽 的生 产 能 力 ） 即离 子 膜 ，
的节能技术 ， 包括 ： 活性 阴极技术 、 改性 隔膜技术 和扩张 阳极技术 ， 着重推荐了零极距单元槽 。
［ 中图分类号】Ｔ １４ ２２ Ｑ １ ．６
Ｔｈ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｎｅ ｇ ． ａ ｉ ｌｃ ｒ ｌ ｓｓ ｔ ｈ ｌ ｇ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｆｅ ｒ ｙ 一ｓ ｖ ｎｇ ｅ ｅ ｔｏ ｙ ｉ ｅ ｎｏ ｏ ｙ ｃ
性阴极。这些活性 阴极使用碱腐蚀法制造 ， 即在高 浓度 、 温度 的 Ｎ Ｏ 高 ａ Ｈ溶 液 中浸 入 不锈 钢 基 体 的 阴
极 网。其原 理 主要是 溶 出阴槽结构 （ 、 极距 ） 制造 、 水平 （ 平整度 、 焊接 ） 电解槽 运行 工 艺条 件 （ 盐水 、 如 浓 度 、 度 、 量 、Ｈ值 、 温 质 ｐ 电流 、 触 电 阻等 ） 切相 接 密
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秋山瑾 2011.4.08 零级距讲座
NCZ 运行注意要点
1 停止后： NCZ极化电流
比较NCH 45 分钟循环
极化电流： 溶存盐水，溶存水素
Cl2 和H2 会产生逆电流，防止阴极酸化
盐水中CLO置换出来
逆电流时间短缩
阴极酸化时间短
2 极化电流 软管阴极会有蓝光 Na+的放电 H2 99% 危险性小
（比较NCH电压高）
正常液体流量大/极化开启，循环量小，Na+易放电
3极化电流时Cl2 和H2产生，电解分解继续
（从电槽出口关闭，关上气体出口，槽内出现过大压
差（易膜裂），发生爆炸（不能关闭出口））
4极化整流时间（20分钟以上） 低电流阳极H2透过到阳极会形成爆
炸， 泄漏电流也会导致爆炸， （阴极流量降低，电槽阴极截面积小，
阴极透过量小，不易爆炸）
运行时阴极液流量
Q+ 63l/h/c=11m3/h……………………250 l/h/c=42m3/h
Q- 300 l/h/c=50 m3/h
停止时 极化15min
Q+ 200 l/h/c=33 m3/h 泄漏电流低 ----H2/CL2 低
Q- 100 l/h/c=17 m3/h 泄漏电流低 ----H2/CL2 低
淡盐水 50min 置换盐水中CLO （根据流量，CLO的含量测算
出置换时间）
Q+ 250 l/h/c =42m3/h
Q- 100 l/h/c=17 m3/h
原NCH 电槽出液高，或机泵有问题时， D-260…….D-280 目的保
证大流量循环时，D-260 液位可以向D-280溢流
停车后开车时间：
15min极化必须运行结束，在50min大流量循环时，可以准备开车。
极化未投入时，自动到50min大流量循环
对阴极涂层和影响很大，
50min大流量循环后，已经开始把气体排出来，极化整流器不必要
启动。
极化器启动与电流串联 和与整流器串联 选择电流（100A-200A）
最好
机化器是UPS供电
5 负压差阴极网变形， 极间力….电压力
极网和弹性网影响很大，零极距变成有极距
特别注意： 1）电槽试漏时压差控制
2）联锁停止时，压差控制
3）1槽并入系统时，按升压操作控制
6 停止时 电槽盐水CLO 没置换完全，阴极Ni损失快，流失到
阴极液
原因：逆电流，CL2，NaClO，反应物接触快
7 膜针孔 阴极涂层损失更快（快速膜试漏检查一定做）
原因：逆电流，CL2，NaClO，反应物接触快
现场湍流的原因 阳极Cl2 湍流
盐水精制中，精制剂的小泡沫在通道上堵，易形成阳极出口软管湍
流，一期负荷没法开高的原因是因为没有除沫器。
二期电槽去上通道有除沫器，因此湍流现象消失，可以高负荷运行。