劉新合 張靜 蔡生鈺 張發(fā)英（青海鹽湖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

劉新合 張靜 蔡生鈺 張發(fā)英（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000）

離子膜法是當(dāng)前氯堿工業(yè)中制堿的最佳方法之一，而其中離子膜法制鉀堿更是對氯堿工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。自我國引進旭化成電解槽后，如何將其更好地應(yīng)用到離子膜法制鉀堿中，就成為了行業(yè)內(nèi)的一個熱點問題。本文結(jié)合該行業(yè)的相關(guān)經(jīng)驗，概述了旭化成電解槽的相關(guān)內(nèi)容，分析了離子膜法制鉀堿的相關(guān)工藝，就如何在離子膜法制鉀堿中應(yīng)用好旭化成電解槽，并發(fā)揮其實用價值提出了相關(guān)見解，以供具體的實踐或研究進行參考。

旭化成電解槽；離子膜法制鉀堿；應(yīng)用

無論是從世界范圍內(nèi)看還是就我國而言，離子膜法都是現(xiàn)階段最為可靠的制堿方法，它對于提升鉀堿產(chǎn)量，滿足鉀堿產(chǎn)品需求，推動氯堿工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展都發(fā)揮了重要作用。在新時期的背景下，各國為了進一步推動自身氯堿工業(yè)發(fā)展，紛紛引入了先進的生產(chǎn)方式，我國就由日本的旭化成公司引入了電解槽，并將其應(yīng)用于離子膜法制鉀堿中，取得了良好的實踐效果。本文正是基于這一背景來對上述問題進行分析探討，具有較強的現(xiàn)實意義和行業(yè)參考價值。

1 旭化成電解槽簡述

在上文中已經(jīng)提到，我國由日本的旭化成公司引入了電解槽，這也是旭化成電解槽名字的由來。從旭化成電解槽的特征來看，基于槽型進行分類它被歸為復(fù)極槽；而基于電解液循環(huán)方式進行分類它則被歸為強循環(huán)工藝。在旭化成電解槽的實際應(yīng)用中，考慮到強制循環(huán)所具有的高能耗和高壓差問題，為了避免離子膜損耗過大而降低使用壽命，所以對電解槽進行了改造，以自然循環(huán)作為電解槽電解液循環(huán)方式。通過這一改造，不僅有效降低了對離子膜的損壞，保障了離子膜的使用壽命，還可以節(jié)約電量，為陽極室提供飽和鹽水，無需外部循環(huán)即可排出單元槽淡鹽水，取得了良好的應(yīng)用效果，從總體上降低了對離子膜的影響。

2 離子膜法制鉀堿的工藝分析

離子膜法制鉀堿在實踐生產(chǎn)中非常普遍，其主要的工藝原理是在陽極和陰極間設(shè)置帶有選擇性滲透的陽離子，如果堿液經(jīng)由陰極室或者鹽水經(jīng)由陽極室就會發(fā)生電解。在這一過程中，經(jīng)過電解的氯化鉀將被電離為K+、Cl-，此時在陽極室中放置Cl-進行放電，即可獲得氯氣。而在離子膜法的作用下，把K+轉(zhuǎn)移到陰極室中，受電解作用的影響會生成OH-及氫氣，此時K＋和OH-經(jīng)由反應(yīng)作用生成氫氧化鉀。以上就是離子膜法制鉀堿的主要過程，從上述過程中可以看出，這一制作方法不僅效率較高，而且所造成的污染及能耗問題都可以控制在一個合理的范圍內(nèi)，在實際的化工生產(chǎn)中具有極高的應(yīng)用價值。

3 旭化成電解槽在離子膜法制鉀堿中的應(yīng)用

一般情況下，旭化成電解槽是于單元槽上方不通電處實現(xiàn)氣液分離室的設(shè)置，這樣可以較為容易的在通電部位實現(xiàn)氣泡及電解液的引入，同時無需損失任何壓力，還能夠及時把氯氣引入到電解槽外部，避免離子膜干區(qū)出現(xiàn)。另外需要強調(diào)的是，該方法不會因為氣體流動而造成分離氣液面振動。在實際的離子膜法制鉀堿過程中，應(yīng)用旭化成電解槽能夠于鹽水稀釋、樹脂塔控制等方面實現(xiàn)。

就樹脂塔控制而言，關(guān)鍵在于把一次鹽水送至樹脂塔中，并對金屬陽離子進行清理，使鈣鎂離子小于20ppb。而想要實現(xiàn)這一目的，就涉及到了離子膜交換塔的應(yīng)用，其運行將直接關(guān)系到生產(chǎn)。需要指出的是，在離子膜電解中，對于二次精制鹽水有著較高的質(zhì)量要求，如果質(zhì)量不達標(biāo)，易損壞離子膜，進而會降低它的使用壽命，所以樹脂塔控制的重要性自然不言而喻。就樹脂塔再生而言，首先需要水洗，通過純水把再生塔余下鹽水替換，把純水由頂塔灌入，鹽水進入回收鹽水槽。其次需要反洗，由塔底引入水，并把小樹脂顆粒分離。再次需要進行酸再生，把稀釋鹽酸送至樹脂塔，通過H+置換，同時把余下鹽酸用純水置換并排至廢水槽。其次KOH再生，將稀釋鉀堿送至樹脂塔，利用K+置換出H+，用純水置換，廢水排至廢水槽。最后鹽水置換，鹽水由塔底進入，由塔頂進入回收鹽水槽。

就鹽水稀釋而言，其主要原因是陽極液中殘留的氮氣需要通過淡鹽水置換。然而在實際操作中，淡鹽水通過二次精制鹽水構(gòu)成，需要通過離子水進行稀釋。一般情況下，該項任務(wù)會在電解停止時實行，鹽水電解過程中必須中斷電解槽的加入，并通過二次鹽水流量來計算去離子水用量。在應(yīng)用旭化成電解槽后，制鉀堿的工作會變得更為容易，同時基于自然循環(huán)能力所帶來的優(yōu)勢，可以避免對離子膜的損害。因此綜合來看，該項技術(shù)在實際生產(chǎn)中具有極高的推廣價值，可以對制鉀堿工作帶來諸多的幫助。

通過上述分析能夠看出，在離子膜法制鉀堿的過程中應(yīng)用旭化成電解槽具有非常顯著的效果和價值，不僅能夠保護電解槽不受到損害，還能加強對樹脂塔的管理，對于很復(fù)雜的回路也有很好的控制效果，特別是在DCS上，都能非常高效的完成各項任務(wù)?？偠灾?，必須要擴大旭化成電解槽的應(yīng)用領(lǐng)域，使其一方面創(chuàng)造出更多的產(chǎn)品，另一方面也能推動氯堿工業(yè)更好的開展下去。通過本次研究希望能對相關(guān)領(lǐng)域的工作起到有價值的參考，盡快研制出更先進的電解槽。

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