膜極距電解槽加酸過程控制研究

張戰衛

(河南神馬氯堿發展有限責任公司，河南 平頂山 467242)

河南神馬氯堿發展有限責任公司(以下簡稱“神馬氯堿”)2期20萬t/a燒堿生產裝置于2009年投產。采用ZMBCH-2.7高電流密度自然循環電解槽(共8臺，每臺172個單元槽),隨后逐臺進行膜極距改造。神馬氯堿離子膜電解裝置采用DCS自動控制，通過質量分數為31%的鹽酸自控閥與自力式純水調節閥形成串級控制配置17%鹽酸，同入槽精鹽水一起連續不斷地送入電解槽陽極。

1 電解槽加酸的原理

在離子膜制堿工藝中，具有選擇性滲透的陽離子交換膜安裝在陽極和陰極之間。將經過二次精制的飽和鹽水加入電解槽的陽極室，在直流電作用下，氯化鈉被電離成Na+和Cl-，溶液里的Cl-在陽極放電生成Cl2，從溶液中逸出，消耗部分NaCl的飽和鹽水則成為淡鹽水流出電解槽，而Na+則透過膜移向陰極；同時，向電解槽陰極室加入純水，水被電解生成氫氣和OH-，H2從溶液中逸出，而OH-則和從陽極來的Na+結合成NaOH。在實際生產中，OH-通過膜的傳遞數不是絕對為零，還有1-η的OH-從陰極室反遷移到陽極室，從而增加了陽極副反應，導致電流效率下降[1]。

電解槽中進行的反應如下。

(1)總反應方程式：

(2)陽極室中主反應：

(3)陰極室中主反應：

陽極副反應：

為了中和從陰極室反滲透到陽極室的OH-，需要在陽極室加入適量的17%鹽酸，從而減少陽極副反應，提高陽極電流效率。

2 電解槽加酸的影響

神馬氯堿使用的離子膜是全氟羧酸和全氟磺酸復合型離子交換膜，在有—COONa存在時具有優良性能。……