伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用

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

伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用

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，它的應用降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，同時也增加了企業(yè)經(jīng)濟效益，使得企業(yè)在市場中的競爭能力得以提升?，F(xiàn)階段，伍德電解槽被應用于青海鹽湖工業(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。為進一步擴大伍德電解槽在各個化工企業(yè)的應用，本文將從離子膜電解法與伍德電解槽的基本情況入手，重點研究伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用。

伍德電解槽；離子膜法制鉀堿；應用

現(xiàn)代化學工作中最常用、最基本的原料工作當屬氯堿工業(yè)，同時鉀堿與氯產(chǎn)品對國民經(jīng)濟增長起到很大影響，尤其是氫氧化鉀應用于各個領域，在化學工業(yè)和輕工業(yè)中都有應用。離子膜電解法屬于當今世界先進的制鉀堿技術，為了促進制鉀堿技術進一步發(fā)展，伍德電解槽被應用于化工產(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，主要是將陽離子交換膜應用其中，用于分隔單元電解槽，將其分成陽極室與陰極室兩部分，是一種能夠?qū)㈦娊猱a(chǎn)品分隔開來的方法。通常被應用于氯堿工業(yè)中，用于氯堿生產(chǎn)。離子膜電解法的總能耗相對較低，所制鉀堿純度較高，同時不存在水銀和石棉，更不會出現(xiàn)環(huán)境污染問題，對其操作與控制也比較簡單，能夠適應負荷變化較大問題，但對鹽水質(zhì)量要求較高，且離子膜的價格也較為昂貴［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和迪諾拉電極技術，在伍德電解槽中，主要是由多個獨立單元槽支撐一個大型鋼支架，同時將頂桿螺栓壓緊，防止各單元出現(xiàn)導電情況。每個獨立單元都由陰陽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元件，很少出現(xiàn)泄露事故，如需安裝各個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到0.03MPa，對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，且不會對其他單元槽產(chǎn)生影響。對于它的墊片材質(zhì)則主要是PTEE，其壽命較長，銅排配置也以簡單為主。

2 伍德電解槽在離子膜法制鉀堿中的應用

離子膜法制鉀堿是現(xiàn)階段最先進的制堿技術，這種制鉀堿技術的應用，其濃度較高，含氧量較低，且屬于無污染、無公害的制鉀堿方式，同時，這種制堿技術的應用也使氯堿工業(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極式之分，而伍德電解槽就屬于復極槽。伍德電解槽的電解液在循環(huán)時屬于自然循環(huán)，但其循環(huán)量卻很大，且是使用壽命較長，最常壽命可達到8年以上，同時，其陽極液的自然循環(huán)量最高可達到進槽鹽水量的15倍，而陰極自然循環(huán)量則是進槽純水量的150倍左右，且能夠均勻分布電解液濃度［2］。

在伍德電解槽中，其陰陽極液進出口都設在單元槽底部，且在出口管中插入直通單元槽頂端的PTEE管，主要用于導出氣液，之所以采用這樣的設計是為了防止氣體層對離子膜產(chǎn)生腐蝕。同時，在電解室上端架設一個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，盡管陰陽極室的最上端只有少量膜處于液體中，但在靠近陽極室的一端有PTEE材料作為隔層，即便離子膜被針孔扎破或出現(xiàn)破裂情況也會避免氫氣混入到氯氣中，且不會發(fā)生氯氣與氫氧化鉀發(fā)生的情況，這樣也可以保護離子膜不受損壞。

伍德電解槽被應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行的更加順利。對于以此鹽水精制來說，鹽水質(zhì)量屬于離子膜法制鉀堿工作中一項重要內(nèi)容，在鹽水中含有很多細小固體懸浮物，如果不能將這些物質(zhì)處理干凈，會使離子膜堵塞，致使槽電壓飆升，減弱其性能，而伍德電解槽的應用就可以很好的解決這一問題，將凱膜過濾器應用其中，能夠?qū)Ⅺ}水中的懸浮物去除掉［3］。在二次鹽水精制工作中，主要使用的設備為螯合樹脂塔，它能夠?qū)g2+和Ca2+等離子吸附起來，并形成螯合物。當離子交換完成以后，樹脂就會達到飽和狀態(tài)，這時樹脂也將失去原有作用，需要再次進行操作動作。伍德電解槽的應用不僅可以使樹脂層充足，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?shù)南蚱渲屑尤脒m量的亞硫酸鉀，主要用于去除C10-，確保設備襯里不受損害，同時也可以有效防止螯合樹脂出現(xiàn)中毒的情況。但是在控制PH值時一定要嚴格，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，這時其中的氯就會分離出來，這樣就可以完成脫氯任務。

3 結(jié)語

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

［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，王學軍，張永明.氯堿離子膜國家標準GB/ T30297—2013解讀［J］.氯堿工業(yè)，2015，04：9-13.

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