旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用

魏洪鑫 巴青山（青海鹽湖工業(yè)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

魏洪鑫 巴青山（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000）

在氯堿工業(yè)中有很多中制堿方法，常用方法有水銀法、隔膜法以及離子膜法，在這三種制堿方法中，離子膜法是現(xiàn)階段最好、最優(yōu)質(zhì)的方法。離子膜法制鉀堿的應(yīng)用極大的提升了制堿技術(shù)，是制堿工作進(jìn)行的更加順利。為進(jìn)一步推動(dòng)氯堿工業(yè)發(fā)展，我國(guó)又從日本旭化成公司引進(jìn)了電解槽，稱之為旭化成電解槽。因此，研究旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用就顯得十分重要。為此，本文將從旭化成電解槽的基本情況入手，結(jié)合離子膜制鉀堿的工藝原理，重點(diǎn)研究旭化成電解槽在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用。

旭化成電解槽；離子膜法制鉀堿；應(yīng)用

現(xiàn)階段，全世界利用離子膜法制鉀堿的總量可以達(dá)到每年上千萬(wàn)噸，我國(guó)作為世界大國(guó)所做出的貢獻(xiàn)也不可忽視，尤其在引進(jìn)各種先進(jìn)生產(chǎn)方式以后更是推動(dòng)了世界氯堿產(chǎn)生的增長(zhǎng)，極大的滿足了人們對(duì)鉀堿產(chǎn)品需求。旭化成電解槽屬于離子膜法制鉀堿電解槽中的一種槽型，它的應(yīng)用顯著提升了氯堿工業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)了氯堿工業(yè)發(fā)展。

1 旭化成電解槽概述

旭化成電解槽的得名主要來(lái)源于其生產(chǎn)廠家，這種電解槽的由日本旭化成公司生產(chǎn)，按照離子膜電解槽的槽型分類，它屬于復(fù)極槽，按離子膜電解槽電解液的循環(huán)方式分類，它是強(qiáng)制循環(huán)工藝中的一種。但由于強(qiáng)制循環(huán)能耗較大其操作壓力過(guò)大，循環(huán)量較大，很容易導(dǎo)致較大壓差出現(xiàn)，縮短離子膜使用壽命，因此，后來(lái)的旭化成電解槽電解液的循環(huán)方式改為了自然循環(huán)。改造后電解槽不僅更加省電，還能減少對(duì)離子膜的損害，延長(zhǎng)其使用壽命［1］。自然循環(huán)的旭化成電解槽能夠直接為陽(yáng)極室供給飽和鹽水，不需要進(jìn)行外部循環(huán)就能將單元槽中的淡鹽水排出，但是電解液溫度適宜，其陰極液也會(huì)進(jìn)行一些強(qiáng)制循環(huán)活動(dòng)，其對(duì)離子膜整體影響并不大。

2 離子膜法制鉀堿工藝原理

在利用離子膜法制鉀堿時(shí)，通常是將具選擇性滲透的陽(yáng)離子安裝在陽(yáng)極與陰極之間，一旦鹽水流經(jīng)陽(yáng)極室循環(huán)或堿液經(jīng)過(guò)陰極室時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電解。這時(shí)氯化鉀就會(huì)被電離成K+、C1-，然后將C1-放置在陽(yáng)極室中接受放電，這樣就能生成氯氣。同時(shí)，在離子膜法的作用將K+轉(zhuǎn)移到陰極室中，其在電解的作用下就會(huì)生成氫氣和OH-，這時(shí)K+就會(huì)與OH-發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈉。這樣的一個(gè)過(guò)程就是鉀堿形成的一個(gè)過(guò)程。利用離子膜法制鉀堿能夠極大的減少不必要的工作，同時(shí)還能有效減少化工生產(chǎn)所帶來(lái)的環(huán)境污染、高能耗問(wèn)題，也正是因其有這樣的特點(diǎn)才使離子膜法在化工行業(yè)得以廣泛應(yīng)用［2］。

3 旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用

旭化成自然循環(huán)復(fù)極電解槽通常是在單元槽上部不通電的位置安裝一個(gè)氣液分離室，在不存在任何壓力損失的情況下，就可以輕松的將氣泡和電解液從通電部位引入進(jìn)來(lái)，并將氯氣及時(shí)引到電解槽外部，防止出現(xiàn)離子膜干區(qū)，更重要的這種方式不會(huì)由于氣體流動(dòng)而導(dǎo)致分離氣液面出現(xiàn)振動(dòng)。旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿的應(yīng)用可以從樹(shù)脂塔控制、鹽水稀釋等方面進(jìn)行。

首先，對(duì)于樹(shù)脂塔控制來(lái)說(shuō)主要是將一次鹽水送到樹(shù)脂塔中，主要是清理其中的金屬陽(yáng)離子，這就需要應(yīng)用到離子膜交換塔，它的運(yùn)行情況將直接對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響。運(yùn)用離子膜電解要求二次精制鹽水質(zhì)量要高，如果達(dá)不到相應(yīng)要求就會(huì)使離子膜受到損耗，縮短使用壽命，因此，樹(shù)脂塔控制就成為了關(guān)鍵內(nèi)容。對(duì)于樹(shù)脂塔的再生，第一要進(jìn)行水洗，利用純水將下線塔中的剩余鹽水換下來(lái)，從塔頂將純水灌入，然后回收廢鹽水［3］。第二要反洗，主要是從塔底引入水，這時(shí)樹(shù)脂顆粒就會(huì)得以疏松，將小樹(shù)脂顆粒帶走，第三則是酸再生，此項(xiàng)工作是將稀釋后的鹽酸送到樹(shù)脂塔中，并用H+進(jìn)行置換。然后將塔中余下的鹽酸用純水換出來(lái)，將廢水引入到廢水槽中。第四做好KOH的再生工作，稀釋后的鉀堿送進(jìn)樹(shù)脂塔，這時(shí)就可以其中的K+就可以將H+置換出來(lái)，最后將廢水排出。

其次，稀釋鹽水，之所以要進(jìn)行鹽水稀釋主要是由于陽(yáng)極液中還留有一定的氯氣，這就需要用淡鹽水將其置換出來(lái)，但由于淡鹽水是由二次精制鹽水形成，還需要利用去離子水稀釋。這一工作通常在電解停止以后才能進(jìn)行，在電解鹽水時(shí)應(yīng)停止向其中加入電解槽，對(duì)于去離子水的用量應(yīng)由二次鹽水流量確定。旭化成電解槽的應(yīng)用極大的方便了制鉀堿工作，特別是其具有自然循環(huán)的能力更是使離子膜所受振動(dòng)較小，更不會(huì)出現(xiàn)損害離子膜的情況。因此，在化工生產(chǎn)中應(yīng)多應(yīng)用這種技術(shù)，減少離子膜損害，也只有這樣才能使制鉀堿工作進(jìn)展得更好。

4 結(jié)語(yǔ)

利用旭化成電解槽進(jìn)行離子膜制鉀堿工作，能夠優(yōu)化對(duì)樹(shù)脂塔的控制，使電解槽連鎖受到保護(hù)，在實(shí)際工作中還發(fā)現(xiàn)旭化成電解槽還可以控制好較為復(fù)雜的回路，尤其是在DCS上也可以輕松實(shí)現(xiàn)操作任務(wù)，其整體運(yùn)行情況較為良好，且能夠進(jìn)行自動(dòng)控制。因此，在制鉀堿工作中應(yīng)注重這種方法的應(yīng)用，以便促進(jìn)氯堿工業(yè)發(fā)展，為各行各業(yè)提供更多的產(chǎn)品，滿足人們的需求。希望本文的研究能為相關(guān)人士帶來(lái)指引，并研制出屬于我國(guó)自有的電解槽。

［1］程殿彬.離子膜法電解制燒堿設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題之我見(jiàn)［J］.氯堿工業(yè)，2011，03：10-15.

［2］田開(kāi)偉.氯堿企業(yè)離子膜法制燒堿技術(shù)方案的比較和選擇［J］.科技信息，2011，21：487-488.

［3］婁本和.離子膜法燒堿電解槽比較和選擇［J］.科技信息，2010，23：459-460.