離子膜酸化原因及處理方法

董雷 ，于海軍

(黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033)

離子膜是氯堿裝置重要的核心部件，離子膜性能的優(yōu)劣決定了氯堿主產(chǎn)品燒堿的產(chǎn)量與品質(zhì)，離子膜性能及使用壽命是決定氯堿裝置運(yùn)行狀態(tài)的重要標(biāo)準(zhǔn)。保障離子膜良好的性能，延長(zhǎng)離子膜使用壽命至關(guān)重要。

1 離子膜酸化的原因

離子膜酸化的原因有：進(jìn)入電解槽陽極液濃度過低；電解槽加酸過量；氯氣進(jìn)入電解槽；陽極液pH值過低。離子膜被酸化后，離子膜的陽極側(cè)磺酸層結(jié)構(gòu)被破壞，磺酸層膨脹，羧酸層收縮，使離子膜分層。由于磺酸層和羧酸層的親水性不同，水會(huì)聚集在磺酸層和羧酸層之間，致使離子膜產(chǎn)生水泡[1]。

2 離子膜被酸化后變化

離子膜被酸化后首先表現(xiàn)為電解槽電壓大幅上升，離子膜效率下降，數(shù)據(jù)如表1所示。

3 不同類型離子膜酸化后處理方法

3.1 國(guó)產(chǎn)東岳DF-2807型離子膜酸化后處理措施

離子膜被酸化的電解槽停車后，將離子膜用2%～10%的弱堿水浸泡24 h。具體做法為：依據(jù)電解槽陰極室容積計(jì)算進(jìn)入電解槽加堿量，保證陰極液含堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%～10%。向電解槽陰極側(cè)充洗槽純水，向堿液進(jìn)口加堿，保障電解槽內(nèi)為弱堿水。邊充弱堿水邊在陰極側(cè)取樣口取樣，分析弱堿水濃度，保證弱堿水濃度在規(guī)定范圍。每次充弱堿水須充到電解槽的槽尾溢流，可多溢流一會(huì)，使離子膜被完全浸泡?？砷g隔4 h或6 h復(fù)充1次，保證弱堿水濃度在規(guī)定范圍。

表1 離子膜被酸化前和酸化后的運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比Table 1 Operation data before andafter ion membrane is acidified

3.2 日本旭硝子8080及9010型離子膜酸化后處理措施

將電解槽陽極側(cè)淡鹽水質(zhì)量濃度由200～215 g/L降至190 g/L；陰極側(cè)燒堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)由32%～32.5%降至31%運(yùn)行5天。

陽極液降低濃度的方法有3種。①降低進(jìn)入電解槽的鹽水循環(huán)量。②將電解槽正常運(yùn)行的FICZA-231鹽水與開車時(shí)使用的電解槽充液FICA-241聯(lián)鎖斷開，再將進(jìn)、出槽鹽水濃度用ZV-241和FCV-242共同控制。③降低電解槽運(yùn)行負(fù)荷，低電流運(yùn)行。

陰極液降低濃度的方法有：若無其他電解槽運(yùn)行，可直接增大電解槽總管的純水加入量；若有其他電解槽在正常運(yùn)行，則提高需處理電解槽的陰極液循環(huán)量，提量多少依據(jù)化驗(yàn)分析陰極測(cè)濃度定。為降低陰極液濃度，也可降低被酸化電解槽運(yùn)行負(fù)荷，令其在低電流密度運(yùn)行[1]。

3.3 日本旭化成離子膜酸化后處理措施

對(duì)被酸化的電解槽進(jìn)行緊急停車后進(jìn)行2遍純水洗槽處理。水洗電解槽開車后，被酸化電解槽的陽極側(cè)用新鮮堿液以205 g/L的質(zhì)量濃度循環(huán)8 h。

3.4 處理后效果

以上3種不同類型離子膜被酸化后第一時(shí)間進(jìn)行了緊急處理，處理后離子膜電流效率得到大幅度提升、電解槽電壓得到大幅下降。

離子膜被酸化后和處理后的運(yùn)行數(shù)據(jù)如表2所示。

發(fā)現(xiàn)不同類型離子膜被酸化第一時(shí)間采取處理措施后，離子膜效率及電解槽的槽電壓均會(huì)有不同程度的好轉(zhuǎn)。但為了避免離子膜被酸化，保護(hù)好離子膜，須盡量避免導(dǎo)致離子膜被酸化的情況發(fā)生。

控制好電解槽陽極液的pH值。電解槽陽極液pH值主要是由進(jìn)槽鹽水中加入的鹽酸量決定。防止離子膜被酸化的控制措施是：在給鹽水加酸管線增加流量計(jì)，在鹽酸進(jìn)入電解槽出、入口均增加pH值檢測(cè)儀。對(duì)單臺(tái)電解槽出、入口酸度及陽極pH值進(jìn)行雙重檢測(cè)，保證電解槽陽極液pH值在規(guī)定范圍內(nèi)。

為防止氯氣進(jìn)入電解槽致使膜酸化，定期更換電解槽陽極氯氣主管出口雙道蝶閥，保證閥門能完全關(guān)嚴(yán)；或在長(zhǎng)期停車的單臺(tái)電解槽的出口雙道蝶閥的氯氣主管上加設(shè)盲板。若氯氣已進(jìn)入電解槽，須第一時(shí)間對(duì)電解槽陽極氯氣主管氯氣出口閥門及廢氯氣除害閥門進(jìn)行開關(guān)確認(rèn)，保障氯氣不持續(xù)進(jìn)入電解槽內(nèi)。隨后快速對(duì)電解槽陰陽極系統(tǒng)用堿液、鹽水補(bǔ)液，置換進(jìn)槽氯氣。若不具備用堿液、鹽水置換電解槽內(nèi)存留的氯氣，也可充純水至電解槽的槽尾溢流，以置換槽內(nèi)存留氯氣；若具備水洗條件，也可對(duì)電解槽進(jìn)行水洗處理。

離子膜酸化對(duì)離子膜損傷極大。為維護(hù)好離子膜，保障離子膜有長(zhǎng)久的優(yōu)良性能，應(yīng)盡量避免離子膜被酸化。