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，離子膜性能的優劣決定了氯堿主產品燒堿的產量與品質，離子膜性能及使用壽命是決定氯堿裝置運行狀態的重要標準。保障離子膜良好的性能，延長離子膜使用壽命至關重要。

1 離子膜酸化的原因

離子膜酸化的原因有：進入電解槽陽極液濃度過低；電解槽加酸過量；氯氣進入電解槽；陽極液pH值過低。離子膜被酸化后，離子膜的陽極側磺酸層結構被破壞，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，水會聚集在磺酸層和羧酸層之間，致使離子膜產生水泡[1]。

2 離子膜被酸化后變化

離子膜被酸化后首先表現為電解槽電壓大幅上升，離子膜效率下降，數據如表1所示。

3 不同類型離子膜酸化后處理方法

3.1 國產東岳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：依據電解槽陰極室容積計算進入電解槽加堿量，保證陰極液含堿質量分數在2%～10%。向電解槽陰極側充洗槽純水，向堿液進口加堿，保障電解槽內為弱堿水。邊充弱堿水邊在陰極側取樣口取樣，分析弱堿水濃度，保證弱堿水濃度在規定范圍。每次充弱堿水須充到電解槽的槽尾溢流，可多溢流一會，使離子膜被完全浸泡。可間隔4 h或6 h復充1次，保證弱堿水濃度在規定范圍。

表1 離子膜被酸化前和酸化后的運行數據對比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

將電解槽陽極側淡鹽水質量濃度由200～215 g/L降至190 g/L；陰極側燒堿質量分數由32%～32.5%降至31%運行5天。

陽極液降低濃度的方法有3種。①降低進入電解槽的鹽水循環量。②將電解槽正常運行的FICZA-231鹽水與開車時使用的電解槽充液FICA-241聯鎖斷開，再將進、出槽鹽水濃度用ZV-241和FCV-242共同控制。③降低電解槽運行負荷，低電流運行。

陰極液降低濃度的方法有：若無其他電解槽運行，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行，則提高需處理電解槽的陰極液循環量，提量多少依據化驗分析陰極測濃度定。為降低陰極液濃度，也可降低被酸化電解槽運行負荷，令其在低電流密度運行[1]。

3.3 日本旭化成離子膜酸化后處理措施

對被酸化的電解槽進行緊急停車后進行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用新鮮堿液以205 g/L的質量濃度循環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間進行了緊急處理，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行數據如表2所示。

發現不同類型離子膜被酸化第一時間采取處理措施后，離子膜效率及電解槽的槽電壓均會有不同程度的好轉。但為了避免離子膜被酸化，保護好離子膜，須盡量避免導致離子膜被酸化的情況發生。

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，在鹽酸進入電解槽出、入口均增加pH值檢測儀。對單臺電解槽出、入口酸度及陽極pH值進行雙重檢測，保證電解槽陽極液pH值在規定范圍內。

為防止氯氣進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，保證閥門能完全關嚴；或在長期停車的單臺電解槽的出口雙道蝶閥的氯氣主管上加設盲板。若氯氣已進入電解槽，須第一時間對電解槽陽極氯氣主管氯氣出口閥門及廢氯氣除害閥門進行開關確認，保障氯氣不持續進入電解槽內。隨后快速對電解槽陰陽極系統用堿液、鹽水補液，置換進槽氯氣。若不具備用堿液、鹽水置換電解槽內存留的氯氣，也可充純水至電解槽的槽尾溢流，以置換槽內存留氯氣；若具備水洗條件，也可對電解槽進行水洗處理。

離子膜酸化對離子膜損傷極大。為維護好離子膜，保障離子膜有長久的優良性能，應盡量避免離子膜被酸化。