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片碱资讯

片碱厂家浅谈氯碱工业烧碱工艺之离子交换膜法

发布时间:2021-02-25  发布人:片碱   点击量:
离子交换膜法制烧碱目前世界上比较先进的电解制碱技术。这一技术在上世纪50年代开始研究,80年代开始工业化生产。
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽(包括16个单元槽)。
精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下: 电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙、 精制食盐水时经常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2等,使杂质成为沉淀过滤除去,然后加入盐酸调节盐水的pH。例如: 加入Na2CO3溶液以除去Ca2+: 加入NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+等: Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 以除去过量的Ba2+: 这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金属离子,由于这些阳离子在碱性环境中会生成沉淀,损坏离子交换膜,因此该盐水还需送入阳离子交换塔,进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2+、Mg2+等。这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了。
离子交换膜法制碱技术,具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点,是氯碱工业发展的方向。
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