《制碱工业》PPT课件.ppt

明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 (1)过饱和度 在碳化塔中，由于溶液连续不断地吸收CO2而产生NaHCO3，当其 浓度超过了该温度下的溶解度，并且形成过饱和时才合结晶析出。氯化 铵的析出并不是由于逐步增加浓度而使其超过溶解度的，而是在一定浓 度条件下降低温度而形成过饱和后桥出的结晶。 1. 影响氯化铵结晶的因素 明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 (2)影响氯化铵结晶粒径的因素 a溶液的成分。不同母液组成具有不同的过饱和极限，氨母液I的介稳 区铰宽，而母液的介稳区较窄。 b搅拌强度。适当增强搅拌，可以降低溶液的过饱和度，并使其不超过 饱和极限，从而减少骤然大量析品的可能。但过分激烈搅拌特使介稳区 缩小，又易出现纫品，同时颗粒问的互相康接撞击会使结晶粉碎，因此 搅拌强度要适当。 c冷却速度。冷却越快，过饱和度必然有很快增大的趋势，容易超出 介稳区极限而析出大量晶核，从而不能得到大晶体。 明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 (2)影响氯化铵结晶粒径的因素 d晶浆固液比。母液过饱和度的消失需要一定的结晶表面。固液比高 ，结晶表面积大，过饱和度消失较完全。这样不仅可使已有结晶长大， 可防止过饱和度积累，减少细品出现，故应保持适当的固浓比。 e结晶停留时间。停留时间为结晶器内结晶盘存量与单位时间产量之比 。在结晶器内结晶停留时间长，有利于结晶粒子的长大。当结晶器内晶 浆固液比一定时，结晶盘存量也一定。当单位时间的产量小时，则停留 时间就长，从而可获得大颗粒晶体。 明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 (3)主要设备结晶器 冷析结晶器盐析结晶器 明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 2. 氯化铵结晶分离流程 (1)并料流程 在母液 中析出氯化 铵分为两步，先冷析后盐析，然后分别 取出晶浆，再稠厚分离出氯化铵，此即“并料流程”。 明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 (2)逆料流程 将盐析结晶器的结晶借助于晶浆泵或气升设备送回冷析结晶器的 晶床中，而产品全部从冷析结晶器中取出。半母液 则由冷析结晶器 溢流到盐析结晶器中，经加盐再析结晶，因此结晶须经过两个结晶器 ，停留时间较长，故加盐量可以接近饱和。 明德励志 博学笃行 6.3.4 氯化铵结晶与生产流程 (2)逆料流程 优点： (1)由于盐析结晶器中的结晶送至冷析结晶器悬浮层内，使固体洗盐在 Na+浓度较低的半母液中可以充分溶解。 (2)逆料流程对原盐的粒度要求不高，不像并料流程那样严格，而仍能 得到合格产品，可使盐析结晶器在接近饱和NaCl条件下进行操作，相 对盐析结晶器的控制也较容易掌握。 (3)由于盐析结晶器内 接近饱和NaCl ，因此，可提高值，使母液的 结合氨可以降低，从而提高了产率，母液的当量体积可以减少。 明德励志 博学笃行 6.3.5 氨碱法和联碱法的比较 原料易于取得且价廉，生产过程中的氨可循环利用，损失较少；能够 大规模连续生产，易于机械化，自动化；可得到较高质量的纯碱产品。 原料利用率低，造成大量废液废渣排出，严重污染环境；碳化后母液 中含有大量的氯化铵，需加入石灰乳使之分解，然后蒸馏以回收氨，这样 就必须设置蒸氨塔并消耗大量的蒸汽和石灰，从而造成流程长，设备庞大 和能量上的浪费。 原料利用率高；不需石灰石及焦碳，降低了很多成本；纯碱部分不需要 蒸氨塔、石灰窖、化灰机等笨重设备，缩短了流程，建长投资花费减少；无 大量废液、废渣排出，可在内地建厂。 1、氨碱法的优点： 2、氨碱法缺点： 3、联合制碱法与氨碱法都有下列优点： 明德励志 博学笃行 NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点： 1、相同点：原理相同 明德励志 博学笃行 2、不同点： 索氏制碱法（氨碱法） 侯氏制碱（联联合制碱法） 滤滤液处处理 方法 原料来源 循环环物质质 优优缺点优优点： 缺点： Ca(OH)2+2NH4Cl 2NH3+CaCl2+2H2O Ca(OH)2来源： CaCO3CaO+CO2 CaO+H2O Ca(OH)2 1、通入NH3： a、增大NH4+的浓浓度，使NH4Cl更多地析 出 b、使NaHCO3转转化为为Na2CO3，提高析 出NH4Cl的纯纯度 2、降温,并加入过量NaCl： 低温时时 NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可 以使NH4Cl析出，同时补时补 充Na+ CO2 NH3 CO2 NaCl 1、原料（食盐和石灰石）便宜； 2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收 循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生 产。 CO2 ：石灰石的煅烧烧 NH3 ：Ca(OH)2与NH4Cl的反应应 CO2 ：高温下焦炭与水蒸气的反应应 NH3 ：工业业合成氨的反应应 1、 NaCl利用率低 2、生成用途不大的CaCl2 优点：1、提高了NaCl利用率 2、产生了有用的化工原料和 肥料 NH4Cl 明德励志 博学笃行 索氏制碱法的流程图:（氨碱法） 饱 和 食 盐 水 氨 盐 水 沉淀 NaHCO3 滤液 NH4Cl、NaCl 石灰石 Ca(OH)2石灰乳 通 NH3 过滤 洗涤 通 CO2 煅烧 CO2(循环使用） Na2CO3产品 煅烧 CO2 CaO NH3(循环使用） 废液CaCl2、NaCl Ca(OH) 2 侯氏制碱法的流程图（联合制碱法） 明德励志 博学笃行 补充：芒硝制碱 直接用芒硝取代氯化钠，采用联碱法生产纯碱同时副产硫酸铵 与传统的联碱法比较，采用芒硝制碱时对设备的腐蚀低，副产硫酸 铵价值高于氯化铵。并且可以采用产品质量更好，操作更简便的热法联 碱工艺，因此从建设投资和经济效益方面，采用芒硝制碱新工艺均明显 优于传统的联碱工艺。 明德励志 博学笃行 补充：芒硝制碱 明德励志 博学笃行 补充：芒硝制碱 明德励志 博学笃行 电解法生产烧碱在制得烧碱的同时还生产氯气和氢气，所以工 业上电解法生产烧碱也称氯碱工业。 它是基础化学工业之一，它的产品烧碱和氯气在国民经济中占 有重要地位，广泛用于纺织工业、轻工业、冶金和有色冶金工业、 化学工业和石油化学工业等部门。 电解法生产烧碱，根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不 同可分为水银法、隔膜法和离子交换膜法。 6.4 电解法制烧碱 概述： 明德励志 博学笃行 电解饱和食盐水反应原理 实验步骤： 1、按装置图安装好仪器。 2、向U型管中注入饱和食盐水。 3、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的 淀粉碘化钾试纸分别放在阴阳两极试管口 上方。 4、接通电源。 明德励志 博学笃行 1.两极均产生气体。 2.阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。 3.阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有刺激性气味的气体，分析应是Cl2。 电解的总化学反应方程式： 实验现象及结论： 2NaCl2H2O = H2Cl22NaOH 电解 上述装置的弱点： 1.H2和Cl2 混合不安全 2.Cl2会和NaOH反应，使得到的NaOH不纯 电解饱和食盐水反应原理 明德励志 博学笃行 阴极：2H+ + 2e H2 阳极：2C1- - 2eCl2 总反应： 2NaCl + 2H2OCl2 + H2+ 2NaOH 电解饱和食盐水反应原理 （1）电极反应： Cl2 + H2O HCl + HClO NaOH + HClO = NaClO + H2O 2NaOH + Cl2 = NaClO + H2O （2）电极副反应 阳极室及阳极上的副反应 明德励志 博学笃行 NaClO + 2HClO NaClO3 + 2HCl 12ClO- + 6H2O -12e4HClO3 + 8HCl + 3O2 HClO3 + NaOHNaClO3 + H2O HCl + NaOHNaCl + H2O 4OH- - 4e O2 + 2H2O 电解饱和食盐水反应原理 NaClO + 2H = NaCl + H2O NaClO3 + 6H NaCl + 3H2O 阴极室和阴极上的副反应 明德励志 博学笃行 电解法生产烧碱除原料易得、生产流程较短外，主要有以下三个特点 。 能耗高 电解法生产烧碱的主要能耗是电能，其耗电量仅次于电解法 生产铝。 氯与碱的平衡 电解法制烧碱所得到的烧碱与氯气的产品的质量比恒 定为1:0.88，但一个国家或地区对烧碱和氯气的需求量，是随着化工产品 生产的变化而变化的。 腐蚀和污染严重 电解法制烧碱的特点： 明德励志 博学笃行 6.4.1 隔膜法电解 隔膜法是在阳极与阴极之间设置种多孔渗透性隔膜，把阴、阳 极产物隔开。当输入直流电进行电解后，食盐水溶液中的部分氯离 子在阳极上失去电子生成氯气并逸出。阳极溶液中剩下的钠离子随 溶液一同向阴极迁移，流入阴极的电解液，溶液中所剩的氢氧根离 子与钠离子形成碱溶液。 明德励志 博学笃行 6.4.1 隔膜法电解 1. 电极反应与副反应 隔膜法电解制碱原理 阳极上： 阳极室 阴极室 食盐水溶液中，主要存在四种离子：Na+、Cl-、H+、OH-。 阴极上： 石墨或涂RuO2 -TiO2阳极 铁阴极 明德励志 博学笃行 阴极实际反应： 阴极的Na+不参加反应与留在溶液中的OH-形成NaOH溶液,并聚集在阴 极附近，使阴极附近的碱浓度不断增大。与此同时，阳极附近的NaCl浓度 不断降低。 1. 电极反应与副反应 副反应： (1)阳极上产生的Cl2部分溶于阳极液中,与水反应生成次氯酸与盐酸: (2)阴极的NaOH随浓度的增大必然向阳极扩散,与次氯酸与盐酸反应: 明德励志 博学笃行 当溶液中的HClO和NaClO的含量增大时,又可能发生下列反应: 次氯酸根浓度增大时,还会参加阳极反应放出氧气: (3)阳极液中的次氯酸钠和氯酸钠也会由于扩散作用,通过隔膜进入阴极室,被 阴极上产生的新生态H还原为氯化钠: 2. 隔膜法电解原理 明德励志 博学笃行 (4)在阳极附近OH- 离子浓度升高后, OH-在阳极放电: (5)盐水中含有硫酸盐时,在一定条件下,如氯离子浓度局部降低时,硫酸根 会放电而释放氧气: 总之,电解过程中副反应的结果,不仅消耗了产品Cl2、H2和NaOH， 还生成了次氯酸盐、氯酸盐、氧等，降低了产品Cl2和NaOH的纯度，而 且增大了电能消耗。 2. 隔膜法电解原理 明德励志 博学笃行 减少副反应发生通常采取的措施： （1）采用经过精制的饱和食盐水溶液； （2）控制较高的电解液温度以减少氯气在阳极液中的溶解度； （3）保持隔膜的多孔型和良好的渗透率，使阳极液正常均匀地透过 隔膜，阻止两极产物的混合和反应； （4）保持阳极液面高于阴极液面，用一定的液面差促进盐水的定向 流动，以阻止OH-由阴极室扩散到阳极室。 2. 隔膜法电解原理 明德励志 博学笃行 1）阳极材料 （1）对阳极材料的要求 A 具有较强的耐化学腐蚀性； B 对氯的过电压低，导电性能良好； C 机械强度高且易于加工； D 电极材料来源广泛； E 电极使用寿命长。 由于电解槽的阳极是直接地持续地与化学性质十分活泼，且腐蚀性较强 的湿氯气、O、盐酸和次氯酸等接触，因此阳极材料应具有较强的耐化学腐 蚀性，同时具有对氯的过电压低，导电性能良好，机械强度高而且易于加工 ，来源广泛和使用寿命长等特点。 3. 电极及隔膜材料 明德励志 博学笃行 （2）石墨阳极 人造石墨是石油焦、沥青及无烟煤等制成的，主要成分是碳素。 2O + C CO2 2O +2C 2CO 2HClO + C 2HCl + CO2 HClO + C HCl + CO 分析：食盐水的冲刷造成机械磨损，石墨电极的内部含有许多极细 微的小气孔，这种小气孔越多，电极的损耗越快。降低石墨电极的孔隙 率可以延长电极的寿命。 3. 电极及隔膜材料 措施：工业生产上，通常用亚麻油来浸渍电极，把电极气孔堵住。 这样处理过的电极，其寿命可延长一倍。 隔膜电解槽中，当电流密度在100安/米2 左右，石墨电极的使用寿命 ，一般在工作78个月左右。 明德励志 博学笃行 (3)金属阳极 金属阳极是以金属钛为基体,在基体上涂一层其它金属氧化物(如二氧化 钌与二氧化钛)便构成“钛基钌-钛金属阳极”。 与石墨阳极相比，金属阳极具有以下优点： A 耐腐蚀性能好，使用寿命长 金属阳极耐碱和氯的腐蚀，并可更换涂层，使用寿命可达8年以上。而 石墨由于电化学腐蚀及机械强度低等原因，使用寿命一般在7-8个月。 含钌金属阳极：如钌-钛、钌-铱、钌-铱-钛、钌-锡-锑等 非钌金属阳极：如锡-锑、锡-锑-钴等 常用：钌钛（RuO2-TiO2）金属涂层 3. 电极及隔膜材料 明德励志 博学笃行 C 产品质量好 因电极耐腐蚀，使金属阳极性能稳定，槽电压低而稳定，碱液无色透明 ，浓度高，氯气纯度高。 D 电能损耗小 在金属阳极上氯的放电电位比在相同条件下石墨阳极上的约低200mV，每 生产1tNaOH可以节电140- 150kW.h。 B 生产能力大 金属阳极能耐高电流密度，一般情况下可达15-17A/dm2，为石墨阳 极电解槽电流密度的两倍，大幅度提高了单槽的生产能力。 3. 电极及隔膜材料 明德励志 博学笃行 2）阴极材料 （1）对阴极材料的要求 A 能耐NaCl、NaOH等的腐蚀； B 导电性良好，H2在电极上过电压低； C具有良好的机械强度和易于加工。 阴极材料要具有耐氯化钠、氢氧化钠的腐蚀，导电性能良好，且 氢在电极上的过电位要低等特点。 隔膜电解槽常见的阴极材料有铁、铜、镍等。 3. 电极及隔膜材料 （2）铁阴极 铁能耐NaCl、NaOH等的腐蚀，且具有导电性能良好、氢的过电压低 的优点，是一种质优价廉的阴极材料。使用寿命可达40年。 明德励志 博学笃行 （1）对隔膜材料的要求 A 应具有较强的化学稳定性，既耐酸又耐碱的腐蚀； B 应有相当的机械强度，长期使用不宜损坏； C 必须保持多孔及良好的渗透性，能使阳极液维持一定的流速且均匀地透 过隔膜，并防止阳极液和阴极液的机械混合； D 应具有较小的电阻，以降低电压损失，材料易得， 制造成本低。 3. 电极及隔膜材料 3）隔膜材料 隔膜是隔膜电解槽中直接吸附在阴极上的多孔性物料层，用它将阳 极室和阴极室隔开。 明德励志 博学笃行 （2）隔膜材料 石棉 石棉的主要成分是含水的硅酸镁（3MgO.2SiO2.2H2O），石棉隔膜在 长期使用后，由于各种杂质及悬浮物的沉积，会堵塞隔膜的孔隙，使隔膜 的渗透性恶化，阳极液流量下降，造成电解液温度升高，槽电压升高。因 此隔膜要定期更换。 （3）改性石棉隔膜 （4）合成材料隔膜 微孔聚四氟乙烯(PTFE)隔膜 3. 电极及隔膜材料 明德励志 博学笃行 4. 隔膜法电解的工艺流程 （1）隔膜法电解的工艺流程 明德励志 博学笃行 （2）隔膜电解槽 隔膜电解槽可分为立式和水平式两种，目前水平式已被淘汰。虎克式 立式电解槽是隔膜电解槽中技术指标较好、采用较多的一种。虎克式电解 槽由阴极箱，浇铅阳极组，槽盖和槽底四个部分组成。 4. 隔膜法电解的工艺流程 明德励志 博学笃行 （2）隔膜电解槽 虎克式电解槽优点： （1）阳极与阴极直立紧凑排列，占地面积小； （2）电流效率高，容量大，投资省，耗电少； （3）电解液含碱浓度高，操作平稳，密闭性好，对环境污染小。 明德励志 博学笃行 1）盐水的制备和精制 （1）制备 目前我国氯碱工业所用的原料以海盐为主。以海盐为原料制成饱 和食盐水，质量浓度保持在310-315g/L. (2)精制 杂质：钙盐、镁盐、硫酸盐和机械杂质。 5. 电解操作条件与经济指标 危害与对策： 使隔膜堵塞，影响了隔膜的渗透性，使电解槽运行恶化。 对策： 加入石灰乳，使镁离子成为Mg(OH)2沉淀；加入纯碱使钙离子生成CaCO3。 明德励志 博学笃行 5. 电解操作条件与经济指标 2）操作条件 (1) 盐水的浓度 电解质溶液的导电是依靠溶液中正负离子的迁移并在电极上放电而引 起的。所以，电导率随电解质溶液浓度的升高而升高，一直到溶液饱和为 止。工业生产上电解液采用的是NaCl的饱和溶液，其质量浓度为(315 5)g/L。 普通工业食盐中常含有钙盐、镁盐、硫酸盐等其他杂质，对电解操 作极其有害。故工业用原盐制备的粗盐水，必须加以精制。 明德励志 博学笃行 在生产中，一般采用添加过量的Na2CO3和NaOH除去Ca2+、Mg2+杂 质,为了控制SO42-的含量，采用加入氯化钡的方法。精盐水的质量应达到 以下指标： 2）操作条件 明德励志 博学笃行 2）操作条件 (2) 盐水的温度 提高温度，可提高电解质的电导率，降低氯气在阳极液中的溶解度 ，提高阳极电流效率，同时还可降低阳极上析出氯气和阴极上析出氢气 的过电位。升高温度可提高NaCl的溶解速度。入电解槽前的盐水温度 在70左右，电解槽温度控制在95左右。 明德励志 博学笃行 NaOH含量：130145 g/L NaCl含量：175210 g/L 2）操作条件 (3) 盐水的流量与碱液浓度 盐水流量的大小会对电解过程带来较大的影响。盐水流量小，NaCl 分解率高、NaOH浓度高，但OH-的反迁移严重，副反应多，电流效率低 。但盐水流量大，NaOH浓度低，碱液中NaCl含量高，碱液蒸发的能耗高 明德励志 博学笃行 2）操作条件 (4) 氯气的纯度及压力 氯气是有毒气体，不允许泄露，要保证电解槽、管道等连接处的 密封，氯气总管的压力采用微负压-49-98Pa下操作。为避免在电解槽 内Cl2和H2混合爆炸，必须防止H2漏到Cl2中，应控制阳极室液面高于 隔膜顶端，同时密切注意隔膜的完好情况。 电解槽出来湿氯气经冷却干燥后的干基气体组成为Cl2 96.5%98%， H2 0.1%0.4%，O2 1.0%3.0%。 明德励志 博学笃行 2）操作条件 (5) 氢气的纯度及压力 (6) 电流效率 电解槽产生的氢气纯度是很高的，其体积分数一般在99%（干基） 以上。为防止空气与氢气混合发生爆炸，一般电解槽氢气系统都是保持 微正压4998Pa下操作。 电流效率为实际产量与理论产量的比值。电流效率是电解槽的一项 重要的技术经济指标，与电能消耗、产品质量以及电解操作过程关系十 分密切。较先进的隔膜电解槽的电流效率为95%97%。 明德励志 博学笃行 6.1.3 烧碱工业生产方法 离子膜法的特点： 总能耗最低，在4000A/m电流密度下，每吨烧碱的直流电耗为2100kWh； 碱液质量好，烧碱纯度高，50的氢氧化钠碱液，含氯化钠5060ppm; 氯气及氢气纯度高，氢气纯度高达99.99%； 无水银或石棉污染环境的问题； 操作、控制都比较容易； 适应负荷变化的能力较大； 要求用高质量的盐水，2035mg.L-1； 离子膜法制碱对盐水质量的要求远远高于隔膜法，因此要增加盐水 的二次精制。 离子膜本身的造价也非常昂贵，容易损坏。 离子膜法电解制碱存在不足之处： 明德励志 博学笃行 6.4.2 离子交换膜法电解 1. 离子交换膜电解原理 离子膜法制碱与隔膜法制碱的根本区别在于离子膜法的阴极室 和阳极室是用离子交换膜隔开。 离子交换膜是一种耐腐蚀的磺酸型阳极离子交换膜，它的膜体中 有活性基团，活性基团是由带负电荷的固定离子（如-SO3-、-COOH） 和一个带正电荷的对离子（如Na+）组成。磺酸性阳离子交换膜的化学 结构式为： R-SO3- H+（Na+） 明德励志 博学笃行 图2 离子膜法电解制碱原理示意图图1 离子交换膜示意图 6.4.2 离子交换膜法电解 明德励志 博学笃行 离子交换容量(IEC)以膜中每克干树脂所含交换基团的摩尔数表示。 含水率是指每克干树脂中的含水量，以百分率表示。膜电阻以单位面积的 电阻表示，单位是/m2。 各种特性相互联系又相互制约。如为了降低膜电阻，应提高膜的离 子交换容量和含水率。但为了改善膜的选择透过性，却要提高离子交换容 量而降低含水率。 2. 离子交换膜的性能及种类 6.4.2 离子交换膜法电解 离子交换膜的性能由离子交换容量(IEC)、含水率、膜电阻这三个主 要特性参数决定。 明德励志 博学笃行 根据离子交换基团的不同，可分为全氟磺酸膜、全氟羧酸膜以及 全氟羧酸磺酸复合膜。 全氟磺酸膜(Rf-SO3H) 酸性强，亲水性好，含水率高，电阻小 ，化学稳定性好。 全氟羧酸膜(Rf-COOH) 一种弱酸性和亲水性小的膜，含水率低 ，膜内的固定离子浓度较高，但膜的电阻较大。 全氟羧酸磺酸复合膜(Rf-SO3H/Rf-COOH) 一种性能比较优良的 离子膜，兼有羧酸膜和磺酸膜的优点。 2. 离子交换膜的性能及种类 明德励志 博学笃行 离子交换膜法制烧碱工艺流程示意图 3. 离子膜法电解的工艺流程 明德励志 博学笃行 3. 离子膜法电解的工艺流程 明德励志 博学笃行 4. 离子膜法电解槽 目前，工业生产中使用的离子膜电解槽形式很多，不管是哪一种槽 型，每台电解槽都是由若干电解单元组成，每个电解单元均包括阳极、 离子交换膜和阴极三个部分。 根据供电方式的不同，离子膜电解槽分为单极式和复极式两大类。 一组单极槽与复极槽的直流电供电方式示意图 明德励志 博学笃行 单极槽与复极槽的性能比较 单极槽复极槽 单元槽并联，连接点多，安装较复杂单元槽串联，配件少，安装方便 供电是低电压，高电流，电流效率低，电压 效率低；电流是径向输入，内部设置金属导 电体，可使电流分布均匀 供电是高电压，低电流，电流效率高，电压 效率高；电流是轴向输入，电流分布均匀 电解槽之间用铜排连接，铜消耗量多，且槽 间电压损失大约为3050mV 电解槽之间不用铜排连接，一般用复合板或 其他方式，槽间电压损失小约为320mV 膜的有效利用率较低，只有72%77% 膜的有效利用率较高，可达92% 电解液循环方式一般为自然循环，极个别为 强制循环 电解液循环方式为自然循环和强制循环 一台电解槽发生故障，可以单独停车检查， 其余可继续运转，开工率高，但电解槽检修 拆装比较繁琐 一台电解槽发生故障，需停下全部电解槽才 能检修，影响生产，但电解槽检修拆装比较 容易 电解槽占地面积大，数量多，维修量大，费 用高 电解槽占地面积小，数量少，维修简单方便 ，费用低 一般适用于小规模生产，单台生产能力小， 可根据不同需求自由选择电解单元槽的数量 一般适用于大规模生产，单台生产能力大， 电解单元槽的数量不能随意变动 4. 离子膜法电解槽 明德励志 博学笃行 (1) MGC单极式电解槽 MGC单极式电解槽由6个部件组成，端板和拉杆、带有导管的阳极 组件、带有导管的阴极组件、铜电流分布器、密封垫圈组件及槽间联接 铜排。 明德励志 博学笃行 (2) 旭化成复极式电解槽 化成复极式电解槽是我国最早引进、使用较为广泛的一种离子膜电 解槽。该电解槽由单元槽、总管、挤压机、油压装置四大部分组成。 明德励志 博学笃行 5. 离子膜法技术经济指标 以某厂离子交换膜法为例，生产1tNaOH(100%)其消耗定额： 离子膜法生产1tNaOH(100%)消耗定额 项 目消耗定额项 目消耗定额 原盐（100%NaCl）1480kg动力电50.17kWh 离子膜0.01m2高纯度盐酸（31%）135.5kg 直流电2100kWh蒸汽665kg 明德励志 博学笃行 离子膜法制碱技术中，进入电解槽的盐水质量是这项技术的关键 ，其对离子膜的寿命、槽电压、电流效率及产品质量有着重要的影 响。 Ca2+、Mg2+微量的存在就会使电流效率下降，使槽电压上升。 6. 离子膜法操作条件 离子膜电解槽的操作关键是使离子膜能够长期稳定地保持较高的电 流效率和较低的槽电压，进而稳定直流电耗，延长离子膜的使用寿命。 (1) 盐水质量 明德励志 博学笃行 6. 离子膜法操作条件 (2) 阴极液NaOH浓度 随着阴极液NaOH浓度的升高，阴极侧膜的含水率就降低，膜内固定 离子浓度随之上升，因此电流效率就上升。 (3) 阳极液中NaCl浓度 一般阳极液中NaCl浓度越低，电流效率也随之降低。 (4) 电流密度 离子膜电解时存在极限电流密度即电流密度的上限。在工业生产中， 为了在高的电流效率下获得高纯度的NaOH，运转时的电流密度都接近极 限电流密度。 明德励志 博学笃行 6. 离子膜法操作条件