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国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介

国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介

国内几种常见的离子膜电解槽槽型结构简介摘要:本文主要介绍了目前国内离子膜电解槽常见的几种槽型结构及特点。

关键词:离子膜电解槽槽型结构国内

一、常见的几种离子膜电解槽参数比较

二、国内正在使用的几种单极式离子膜电解槽

国内正在使用的单极式离子膜电解槽主要有以下几种:

1.蓝星北化机BMCA-

2.5型单极式离子膜电解槽

1.1 阳极单元槽边框采用钛钯合金方管组焊结构,确保阳极单元槽不受含游离氯盐水腐蚀,密封面不产生间隙腐蚀。

1.2 阴极单元槽边框采用材质为3105的不锈钢矩形管组焊结构,确保阴极单元不受腐蚀。

1.3 阳极单元槽采用钛铜复合棒结构导电,确保阳极上电流分布均匀。

1.4 阴极单元槽采用不锈钢复合棒结构导电,确保阴极上电流分布均匀。

2.日本旭硝子AZEC-F2型单极式离子膜电解槽

2.1阴阳极液采用自然循环。

2.2离子膜电解槽与槽间铜排相连。

2.3阴极框筋板上设有弹簧,使阴极网安装后有弹性并趋向于阳极侧。

2.4导电铜排配置复杂,相对耗铜量较大[1]。

三、国内正在使用的几种强制循环离子膜电解槽

国内正在使用的强制循环离子膜电解槽主要有以下几种[1]:

1.蓝星北化机MBC-

2.7型离子膜电解槽

1.1边框采用不锈钢方管组焊结构,确保槽框在使用寿命期限内不生绣。

1.2阳极室密封面使用钛钯合金板材,确保槽框在使用寿命期限内密封面不

发生间隙腐蚀。

1.3阴阳极室密封面采用刚性结构,确保槽框在受挤压力时不易变形。

1.4阳极室下部安装有电解液进液分散板,确保电解室内各位置能及时补充新鲜电解液,保持浓度均匀。

2.日本旭化成FC型离子膜电解槽

离子膜烧碱电解槽安装施工方案(非常详细,可直接指导施工)

离子膜烧碱电解槽安装施工方案(非常详细,可直接指导施工)

目录

第1章编制说明 (2)

第2章离子膜电解槽的工作原理和施工原理- (2)

2.1 离子膜电解槽工作原理 (2)

2.2 离子膜电解槽施工原理 (2)

第3章安装前应具备的条件 (3)

第4章电解槽组装程序 (4)

第5章离子膜电解槽施工特点 (5)

第6章电解槽安装 (6)

6.1 基础验收 (6)

6.2 电解槽框架安装 (6)

6.3竣工验收 (20)

第7章质量技术措施 (21)

7.1 质量措施 (21)

7.2 质量保证体系 (21)

第8章安全技术措施 (23)

第9章技术措施用料计划 (25)

第10章主要施工机具计划 (26)

第1章编制说明

本项目为中国化学工程第四建设有限公司承建的天津渤化化工发展有限公司公司60万吨/年离子膜烧碱项目安装工程,共计20台电解槽,其中电解厂房A共计10台日本进口电解槽,电解厂房B共计10台利旧电解槽,为确保电解槽安装质量,特编制此施工方案。

结构:复极式电解槽,规格17620mm x 2686mm x 1812mm,单元槽个数176个;

第2章离子膜电解槽的工作原理和施工原理-

2.1 离子膜电解槽工作原理

离子膜法制碱是用离子膜把阳极室和阴极室隔开,在这种电解室中进行盐水电解。这种阳离子膜对溶液中阳离子具有高选择透过性(单透性)和拒绝OH-、CL-离子通过。由于阳离子膜容许Na+带少量水分透过膜层进入阴极区,并对OH-具有排斥作用,从而阻止了OH-进入阳极区,阳极区的CL-由于受膜和阴极的双重排斥而无法进入阴极区。因此,阴极区可获得含盐量少的高浓度烧碱。

2.2 离子膜电解槽施工原理

3-1离子膜电解槽的操作.

3-1离子膜电解槽的操作.

职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生产操作》课程案例教学内容

离子膜电解槽电解精制盐水的操作

⒈ 案例选取的内容

⑴ 离子膜电解槽型号 BiTAC

-859复极式离子膜电解槽

⑵ 电极尺寸为1400×2340mm

⑶ 阴阳极室内设计工作压差:350±20mmH 2O ⑷ 设计温度:0-100℃ (温差变化要缓慢) ⑸ 有效面积为3.276m 2

⑹ 日产100%NaOH 的量:101.5t ⑺ 运行温度:82~88℃

⑧ 板片材料 阳极:钛材(包括钛网与活性涂层);阴极:镍材(包括镍网与活性涂层)

⑨ 工作介质 阳极室含NaCl 量为250g/l 左右的盐水,并含有NaClO 3、NaClO 和新生态的Cl 2和少量的新生态的O 2;阴极室含30%左右的NaOH 溶液,并含有新生态的H 2。

⑩ 工作地点:离子膜烧碱生产精制盐水电解生产工序 ⑾ 完成任务的工作人员:顶岗实习的学生小赵、小阚与班长乙 其整体结构见图1所示。

图1 BiTAC

-859复极式离子膜电解槽的基本结构示

紧固螺

阴极终端板

电解单元

单元取样

阳极终端

阳极液流出

盐水入槽汇总

压紧螺帽、弹性垫片

槽框横梁

槽框 阴极液流出管

碱液入槽汇总管

图2 离子膜电解槽阴阳极液气液分离装置

⒉工作任务要求

在二次盐水精制生产岗位上已经生产出含NaCl为310g/l左右,PH=8~10,总硬度为12PPb的合格盐水(Ca2++Mg2+≤20PPb),需要送入电解槽阳极室进行电解;另有合格的30%NaOH 的烧碱溶液和高纯水作为阴极室循环使用,现在准备离子膜电解开车的其他准备工作已由调度安排妥当,本岗位需要生产合格的烧碱产品。

离子膜电解工艺流程

离子膜电解工艺流程

• 氢气在阴极液出口总管中分离,并在氢气主管线 中进行汇集后,送到碱液循环槽顶部。氢气中的 水分被分离并滴落,然后氢气送往界外。氢气压 力由自调阀控制,与氯气压力串级控制,使氢气 和氯气之间压差保持在设定范围内(5KPa)。
二、电解产物中氢气如何处理?
• 氢气处理:电解来的高温湿氢气先经阻火器排空, 合格后进入氢气前冷却器用循环水间接冷却至一 定温度。 • 然后进入氢气压缩机内,加压后经汽水分离器后 进入氢气后冷却器被冷冻水间接冷却。 • 冷却后的氢气经水雾捕集器进入氢气分配台送往 高纯盐酸岗位、或送往各用户或经氢气放空阀放 空。
3正确执行设备维护、保养制度,对电解槽、预热器、 过滤器、树脂塔等主要设备进行检修,检查验收设备 的大修和新设备安装调试、验收试车,判断本装置多 岗位电机、力电器、指示仪表工作是否正常,具备配 合仪表系统的联动校验等设备及仪表使用维护能力。 4具备电解槽生产能力、电流效率、直流电耗、气体流 速等一般工艺计算、单批物料计算等工艺计算能力。 5能看懂岗位的工艺流程图和设备平面布置图。具备绘 制本装置多岗位的工艺流程简图和设备布置示意图等 识图制图能力。
离子膜电解工艺流程设计
四组:姚山山 耿燕春 李国文 王宝明
一、简述离子膜电解工艺流程?
• 由二次盐水精制工序送来的精制盐水,通过盐水 高位槽,进入电解槽的阳极液进料总管。其流量 由每个电解槽Biblioteka Baidu自调阀来控制,以保证阳极液的 浓度达到规定值。进槽值由送入每台电解槽的直 流电流进行串级控制。 • 浓度31%的高纯盐酸用来中和从阴极室通过离 子膜渗透到阳极室的OH-离子,盐酸经过自动调 节与阳极液一起送入阳极室。 • 精制盐水在阳极室中进行电解,产生氯气,同时 NaCL浓度降低。电解槽进、出口之间的NaCL分 解率为约50%。 • 每个阳极室都有两个挠性软管,一个连接进料总 管,另一个连接出料总管。电解后产生的氯气和

离子膜电解槽的最大电流

离子膜电解槽的最大电流

离子膜电解槽的最大电流

全文共四篇示例,供读者参考

第一篇示例:

离子膜电解槽是一种通过电流将盐水或其他电解质溶液中的离子分解成氢气和氧气的设备。在制备氢氧化钾、氢氧化钠以及其他化学品的工业中,离子膜电解槽得到了广泛的应用。离子膜电解槽的性能取决于多个因素,其中最重要的一个因素就是最大电流。

最大电流是指在特定电解液浓度和温度下,离子膜电解槽可以承受的最大电流强度。通常来说,最大电流越大,生产效率就越高,但同时也意味着对电解槽结构和材料的要求更高。在设计离子膜电解槽时,需要充分考虑电流强度以及对设备的影响。

在离子膜电解槽中,电流是通过阳极和阴极之间的离子传导来实现的。在电解液中,正极产生氢气,负极产生氧气。当正极离子和负极离子通过离子膜传导到对应极板上时,就会发生水的电解反应,产生氧气和氢气。这一过程中,电流是对电解槽的负载,越大的电流强度产生的氢气和氧气就越多。

离子膜电解槽的最大电流是受到多种因素影响的。首先是电解液的浓度和温度。一般来说,浓度越高、温度越高,电解液的电导率就会越高,电流传导也会更加顺畅。其次是离子膜的性能。优质的离子

膜能够更好地阻挡离子的交换,提高传导效率,从而承受更大的电

流。

电解槽的结构和材料也会影响最大电流的承载能力。通常来说,

金属极板的导电性更好,能够更好地承受电流的作用。离子膜的选择

和安装也会对最大电流产生影响。如果离子膜的选择不当或者安装没

有达到要求,就可能导致电解槽无法承受高电流。

在实际生产中,需要根据具体的工艺要求和设备性能来确定离子

膜电解槽的最大电流。一般来说,生产厂家会在设备说明书中给出相

离子膜电解工艺流程

离子膜电解工艺流程

离子膜电解工艺流程

一、概述

离子膜电解工艺是一种常用的分离和纯化技术,广泛应用于化工、制药、食品等行业。其基本原理是利用离子膜将电解质溶液分成阴阳两极,通过电场作用使离子在膜上移动,从而达到分离和纯化的目的。

二、设备

离子膜电解工艺需要使用专门的设备,主要包括以下几个部分:

1. 电解槽:通常为长方形或圆形,内部涂有耐酸碱的材料,并配有电

极和进出口。

2. 离子膜:通常为聚合物材料制成的薄膜,在电解槽内隔开阴阳两极。

3. 电源:提供稳定的直流电源,控制电场强度和方向。

4. 温度控制系统:维持电解质溶液的温度在一定范围内。

5. 浓缩装置:将经过离子膜分离后的产物进行浓缩处理。

三、操作流程

1. 准备工作

首先需要准备好所需原料和设备,并对设备进行清洗和消毒。同时,还需要检查电解槽、离子膜、电极等是否完好无损,并根据实际情况选择合适的离子膜和电解质溶液。

2. 装填离子膜

将离子膜按照要求放置在电解槽内,注意要保证离子膜的完整性和正确性。同时,还需要在离子膜两侧分别安装阳极和阴极,并连接好电源。

3. 加入电解质溶液

将预先配好的电解质溶液倒入电解槽内,注意要控制好溶液的浓度和温度。同时,还需要调整电场强度和方向,使得阴阳两极之间产生足够的电场。

4. 进行分离和纯化

开启电源后,阴阳两极开始产生不同方向的离子运动,在离子膜上形

成一定压力差。通过调整电场强度和方向,可以控制离子在膜上移动

的速度和方向,并从而实现对目标物质的分离和纯化。

5. 浓缩处理

经过分离和纯化后得到的产物通常需要进行浓缩处理。这可以通过利

用浓缩装置将产物进行蒸发和冷凝来实现。同时,还需要对产物进行

CEC电解槽操作手册(最终版)

CEC电解槽操作手册(最终版)

1 总则:

此文件为电解工序的操作说明,电解工序由离子膜电解槽、整流器及相关辅助设备组成,此工序产品为32%碱液,Cl2和H2。下列设备的操作,维护及安全防护都将遵照货物提供方的要求:

●整流器

●行车(Z-2001)

●泵

●仪表

●极化整流器。

2 电解基本原理:

在离子膜电解槽中发生下述电化学反应,消耗超精制盐水,生成碱液。在阳极室内,NaCl分解,

NaCl=Na++Cl-

阳极反应为Cl-的氧化生成Cl2,

2Cl- =Cl2+2e-

阳极室中Na+与水穿过膜进入阴极室,阴极室内水发生下列电解反应。

2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

阴极反应为H+的还原为H2同时生成OH-。

Na+与OH-化合成NaOH。

Na+ + OH-= NaOH

总反应为:

2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2

纯水加入到循环碱液中以调节阴极室中的碱液浓度。淡盐水与Cl2一同从阳极室溢出。碱液与H2一同从阴极室溢出,循环碱稀释后又进入阴极室。图1描述了上述电化学反应。由于在操作中部分Cl-由膜渗入到阴极室,阴极液总是含有少量盐。一般来说,膜的电流效率越低,阴极液含盐越高。OH-的反渗透,即OH-穿过膜,决定了Na+透过膜的数量的减少。电场能加快OH-由阴极室到阳极室的反渗透。电流效率的减少,对于阳极和阴极,都表现为OH-的减少。随着阳极液中OH-浓度的上升,电流效率降低。因此,所生产的碱液其浓度受到限制,一般为32-35%,具体浓度取决于所采用的膜。新膜只允许少量的OH-与Cl-透过,实际上随膜的老化,OH-与Cl-等阴离子的泄漏会越来越多,导致电流效率的下降。由于下列反应的发生使得阴极液pH升高:

离子膜电解槽技术附件

离子膜电解槽技术附件

目录

附件一工艺描述和界区范围

附件二设计基础

附件三卖方供货范围

附件四买方供货范围

附件五设计和技术文件

附件六性能保证值

附件七初步工程进度表

附件八卖方技术人员的服务范围和待遇附件九买方技术人员的培训和待遇

附件一工艺流程叙述和界区范围

1.1界区范围

离子膜法电解装置包括下述工序

(1)二次盐水精制工序(螯合树脂精制)

(2)电解工序(电解和电解液循环)

(3)淡盐水脱氯工序

主要工艺流程参考以下附属文件说明:

附录一带工艺控制点的工艺流程图(PID)

1.2 工艺流程说明

1.2.1二次盐水精制工序

本工序的任务是对一次盐水进行进—步的精制,以达到离子膜法电解工艺的要求。

对于年产50KTNaOH烧碱装置,从界区外送来的NaCl含量为305±5g/l温度为50℃的过滤盐水,以60m3/h的流速送入过滤盐水槽,再以过滤盐水泵送经盐水加热器中升温至60℃后送入离子交换树脂塔。

通过离子交换,使盐水中Ca2+、Mg2+等多价离子的含量小于规定值。从离子交换树脂塔出来的二次精制盐水通过盐水高位槽进入电解工序。

离子交换树脂塔共有3台(树脂塔的处理能力按年产50KT NaOH设计),塔内装填有螯合树脂。三台离子交换树脂塔轮回式运转,两台在线运转,剩下的一台离线进行螯合树脂再生。第一台离子交换树脂塔的作用是除去多价离子,第二台起保护作用。离子交换树脂塔每隔24小时进行—次运转和操作的自动切换。

螯合树脂再生需使用31wt%的HCl、32wt%的NaOH和纯水。

螯合树脂再生过程中,31wt%的HCl与纯水混合后通过程控阀送入离子交换树脂塔。溶液浓度由流量测量系统控制。32wt%的NaOH以同样方式处理。再生过程中所排出的酸性以及碱性废液送到界区外处理。

离子膜电解槽的工作原理

离子膜电解槽的工作原理

离子膜电解槽的工作原理

离子膜电解槽是一种用于电解制取氯碱化合物(如氯气、氢气、氢氧化钠和氯化氢)的设备,其工作原理基于离子选择性透膜的特性。离子膜通常是由聚合物材料制成的薄膜,具有高电导性和选择性透过特定离子的能力。

离子膜电解槽的工作原理如下:

1. 电解槽结构:离子膜电解槽由阳极室、阴极室和中间的离子选择性膜组成。阳极室和阴极室之间通过离子选择性膜隔开,形成两个相互隔离的电解液室。

2. 电解液配置:阳极室和阴极室中分别加入含有离子的电解液。在氯碱工业中,阳极室通常使用饱和氯化钠溶液,阴极室则采用饱和氢氧化钠溶液。

3. 电极反应:在阳极室,电解液中的氯化钠溶液受电解作用,发生离解反应,产生氯离子和钠离子。

2Cl- →Cl2 + 2e-

阴极室中的氢氧化钠溶液受电解作用,发生离解反应,产生水和氢气。

2H2O + 2e- →H2 + 2OH-

4. 离子传递:当电流通过电解槽时,离子选择性膜只允许特定类型的离子透过。在离子膜电解槽中,阳极室中的氯离子只能通过离子选择性膜进入阴极室,而阴极室中的氢氧化物离子也只能透过离子选择性膜进入阳极室。这样,电解液中的离子可以在电解槽中迁移。

5. 反应生成物:在阴极室中,阴极吸收氢离子和电子,生成氢气。

2H+ + 2e- →H2

在阳极室中,氯离子接受电子,生成氯气。

2Cl- →Cl2 + 2e-

同时,在阳极室中,水还原成氧气和氢氧化钠。

2H2O →O2 + 4H+ + 4e- .

通过上述反应,离子膜电解槽可以同时制取氯气、氢气和氢氧化钠。离子选择性膜的隔离作用使得阳极室和阴极室能够独立操作,提高了产物的纯度和设备的效率。

离子膜电解槽的工作原理

离子膜电解槽的工作原理

离子膜电解槽的工作原理

离子膜电解槽是一种利用离子膜将电解液分隔成两个隔离的电解区的电化学装置。其工作原理如下:

1. 离子膜:电解槽内放置一种特殊的离子选择性透膜,也称为离子膜。离子膜有正负两种类型,分别让通过正离子或负离子通过,同时阻止反离子通过。离子膜的作用是将电解液分隔为阳极区和阴极区。

2. 电解液:电解槽内填充两种具有电导性的电解液,分别存在于阳极区和阴极区。阳极区的电解液中含有被氧化的物质,而阴极区的电解液中含有被还原的物质。

3. 电解反应:在电解槽中通电时,正极吸引阴离子,负极吸引阳离子,导致正离子和负离子通过离子膜进入另一侧的电解液中。

4. 氧化反应:正极处发生氧化反应,氧化物质失去电子,生成氧气或者其他氧化产物,同时释放出正电荷。这些正离子通过离子膜进入阴极区。

5. 还原反应:负极处发生还原反应,还原物质接受电子,生成还原产物,同时吸收正电荷。这些负离子通过离子膜进入阳极区。

6. 离子传递:离子膜的选择性透过性使得阳离子只能通过阳离子膜进入阴极区,

负离子只能通过阴离子膜进入阳极区。这样就实现了电解液的分隔和离子传递。

7. 电解产物:在阳极和阴极的反应过程中生成的气体或化学物质可在各自的电解液中收集或利用。离子膜电解槽可用于水电解、金属电解、气体电解等多个领域的电化学反应。

离子膜开机操作规程

离子膜开机操作规程

10万吨离子膜电解工序

操作规程

1.开车前48小时准备

电解槽假膜试运行与系统调试已完成并合格,新膜安装保湿就序,进行开车前阴极系统N2置换和碱盐充液等工作。

1.1电解槽的安装及其周围管道的连接,按照《电解槽设备安装手册》。

1.2电解槽膜的保湿

防止离子膜干燥,电解槽在装膜进液试验完毕后排放液体时,两侧应保留一小部分液体,液位在电槽下部挠性软管的约中间位置,并且电槽内部需充N2保护。

1.3 阴极系统的N2置换

1.3.1置换的目的和方式

在下列情况下,电解系统开车送电,必须在阴极液体和氢气管线上连续充入N2,以清除其中的空气,直到开车:

在最初装置开车时;在长时期装置停车维护后;在氢气或阴极(碱液)液管线检修之后;短时期装置停车之后(24小时内的设备停车,通过FI-279以20Nm3/hr的N2流量通入D-270);N2置换在电解系统开车送电12小时前就须进行。

1.3.2置换的范围

电解系统周围的所有氢气管线、阴极溢流管线及电解槽。

1.3.3置换条件的确认

1.3.3.1氢气总管入口阀10和12已关闭。

1.3.3.2打开排气阀门14。

1.3.3.3关闭至碱液循环槽D-270的碱液溢流的阀门4和6。

1.3.3.4PICZA-226手动打开,同时,打开调节阀前后手动蝶阀。

1.3.3.5在碱液循环槽D-270的液位保持在25~30%。

1.3.3.6在碱液排放槽D-290的液位保持在25~30%。

1.3.4置换

1.3.4.1阴极液排液槽(D-290)

通过FI-299,以20Nm3/hr的N2流量通入D-290。

伍迪离子膜电解槽(BM2.7)操作手册

伍迪离子膜电解槽(BM2.7)操作手册

伍迪离子膜电解槽(BM2.7)操作手册

定义

电解槽:一个或多个伍迪电解单元槽排列在1个电流回路的电解装置。

单元槽:阴阳极半壳、离子膜及其它组件一起组成一个单元槽。

1 概述

饱和食盐水在电解槽发生电化学反应产生氯气、烧碱和氢气。

首先阐述工艺过程和独特的电解装置(电解槽、离子膜),然后阐述正常操作时的控制点和工艺参数;最后讨论故障检修。

本部分参照下列PID图

11-AM-1002 电解槽11A001

11-AM-1001 单元槽

07-AM-1001 Cl2/H2总管

2 单元槽装配及电气连接

为简化工艺操作的监控,电解槽每个单元槽编有4位数以上的位号和槽号,便于单元槽的程序化管理,即微软的ACCESS数据库管理(见附13.1)。

位号

位号的前面位数代表特定的电解槽,第三、四、五位数指单元槽在此电解槽中的序号,如单元槽NO.01023表示1号电解槽的第23号单元槽。

单元槽及部件号

一个单元槽由阴极、阳极和离子膜三部分构成,单元槽槽号由装配件决定,并且每个单元槽半壳(阴极、阳极)和离子膜分别编号。一旦拆卸,其部件重新被组装并重新编号使用,不允许再使用旧的单元槽号,因此,每个单元槽及其部件的使用历程和定位都可通过单元槽号以及阴阳极壳、离子膜的件号来反映。

3 工艺说明

3.1电解装置

伍迪BM2.7型电解槽由138个单元槽构成,其最大设计能力可装141个单元槽。

3.2电解槽的工艺流程

电解槽的工艺流程以进出料阀为界。

电解槽的工艺流程见PI图11-AM-2002。

与电解槽相连的还包括下列总管道(见PID11-AM-1002)

电解主要设备知识—电解槽

电解主要设备知识—电解槽
如图:
阳极网
放大后的菱形阳极网
除了主体材质的选择外,在阳极网上涂Ra(镭)、Ir (铱)、Ti 等金属的氧化物固溶体作为活性涂层。
离子膜电解槽阳极涂层的使用寿命,各公司的保证 值基本在一个水平线上(6~8年),相差不大,个别 可达 8~10年。
影响阳极寿命的主要因素:
(1)阳极液 pH值 (2)阳极上的沉积物质 这些沉积物由于能致盲活性 点,故能使阳极的过电压增大,从而影响阳极涂层的寿 命。
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2、槽型特点 单极式电解槽特点是:
阴阳极液循环采用自然循环,浓度均一,易于操作。
缺点:每台单元槽都需要阴阳极单独供电,电槽之 间也需要金属电路连接,导电金属需用量极大,占 地面积大,连接管路长、管件多。
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复极式电解槽的优点:导电金属需求量小,电路导电损 失小,整流效率高。
缺点:总电压较高,杂散电流腐蚀问题,制造和组 装精度要求较高。
(3)离子膜的完好性 (4)日常生产管理
2、阴极 阴极主体材质为金属镍。在镍盘的镍支承网上,有
两种形式的弹性镍网,一种是金属板拉网(菱形网) ,一种是弹性编织网(或称为弹性体,如图所示)。
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阴极弹性网(菱形拉网)
阴极弹性编织网(弹性体)
阴极弹性体是电解槽可以做成大面积复极槽,而 保证离子膜不会振动的主要原因所在。
电解槽的阴极也是有寿命期限的

浅析电解槽单元槽和离子膜的安装技术

浅析电解槽单元槽和离子膜的安装技术

浅析电解槽单元槽和离子膜的安装技术

作者:张源

来源:《中国新技术新产品》2016年第01期

摘要:国内烧碱装置大多采用日本旭化成公司的电解槽生产烧碱,该电解槽具有技术先进、能耗低、离子膜使用寿命长、工业排放低等特点。安装时单元槽的型号和离子膜阴极侧的方向不能搞错,垫片的粘贴位置要准确。在安装过程中,单元槽的吊装运输、膜的粘贴都要使用专用的工具。

关键词:离子膜;单元槽;垫片

中图分类号:TQ051 文献标识码:A

1 工程概况

金泰氯碱公司10万吨离子膜烧碱装置的电解槽共有6台。电解槽单台重量约50t,由槽架、单元槽、离子膜、垫片、连接软管、挤压机、液压油站、阴极和阳极总管等部件组成。1台电解槽有120个复极单元槽、2个阴极端子单元槽和2个阳极端子单元槽。单元槽被复合隔板分成两部分,称作阳极室和阴极室。阳极侧由钛材制成以防止氯气的腐蚀,阴极侧由镍材制成以防止碱的腐蚀。

2 单元槽安装

2.1 准备工作。单元槽安装前应准备好下列工具:“单元槽吊钩、环头螺栓、单元槽传送小车、木板、木制垫片、单元槽框架隔板、绝缘板、终端灯”等工具。将木板和木垫片放在电解槽阴极侧以防阳极和阴极损坏。在侧杠上涂润滑油使得单元槽平滑滑动。松开压力锁杆上的锁紧螺母,收回活动头,在活动头前面安装绝缘板。

2.2 安装。检查单元槽支架安装是否正确。单元槽的导板切口必须安装在面对阴极时的单元槽右手侧。将单元槽吊钩挂到起重机吊钩上,拧紧单元槽顶部吊装螺栓,吊起单元槽。核对单元槽型号,并检查阳极和阴极表面是否有毛刺和棱角。阳极和阴极表面是否沾有异物,特别是金属材料。并做好检查记录。单元槽电极表面检查完后,单元槽方向定好后,将其放到侧杆上。在单元槽之间放置橡胶缓冲垫,注意不要破坏进口管口和阴极。124个单元槽重复上面步骤。用活动头上的终端钳夹住槽端框,并用纯水清洗单元槽。

电解槽离子膜的反应原理

电解槽离子膜的反应原理

电解槽离子膜的反应原理

电解槽离子膜是一种用于电化学反应的重要设备,利用离子选择性透过性能,可以分离不同离子,并在阳极和阴极之间实现电解反应。本文将详细介绍电解槽离子膜的反应原理。

电解槽离子膜是一种具有选择透过性的薄膜材料,由离子交换树脂或聚合物制成。其具有良好的离子选择性与导电性能,可以将阳离子与阴离子有效地分离开来。在电解槽中,离子膜被放置在阳极和阴极之间,形成离子通道,使得阳离子和阴离子只能通过离子膜才能达到对面的电极。

电解槽离子膜的反应原理涉及离子选择性透过和离子交换两个过程。首先让我们来看看离子选择性透过的原理。

离子选择性透过是指离子在离子膜中透过的选择性。电解槽离子膜的材料具有特殊的内部结构,使其只允许特定电荷的离子通过。对于阳离子交换膜而言,其内部结构带有阴离子树脂,只允许阳离子通过。同样,阴离子交换膜的内部结构带有阳离子树脂,只允许阴离子通过。这种选择透过性使得电解槽中的阳离子和阴离子能够有效地分离开来。

离子交换是指在离子膜中,阳离子与阴离子之间的交换过程。离子膜上的离子交换树脂或聚合物具有离子交换基团,可以与离子发生化学反应并与其交换电荷。在电解槽中,当离子通过离子膜的时候,离子与离子交换基团发生化学反

应,并与其发生离子交换。这种离子交换使得阳离子和阴离子可以从原来的位置迅速移动到对面的电极,并参与到电解反应中。

需要注意的是,电解槽离子膜只允许离子通过,而其他物质如溶剂和非离子溶质则无法通过。这种选择透过性可以避免溶剂和非离子溶质干扰电解反应,从而提高反应的选择性和效率。

离子膜电解槽

离子膜电解槽

设备维护检修规程

离子膜电解槽维护检修规程

1总则

1.1规程适用范围

本规程适用于意大利De Nora2×19DD350复级式离子膜电解槽的维护和检修。

1.2设备结构简述

De Nora2×19DD350复级式离子膜电解槽由38个单元槽组成,有效电解面积为3.5m2,每个单元槽都由三部分组成:10mm厚不锈钢为基础的单元基体、阳极室及阴极室。

a.单元基体分为三部分:

1)中间一层是5mm钢板为导电支承体,上面均匀分布着238个不锈钢柱,等距穿过钢板两侧,进行焊接固定。

2)将1mm钛盘(上面有与钢板对应的238个凹槽)焊接在钢板的不锈钢柱上,同样方式将1mm镍盘焊接在钢板的另一侧。

3)在钛盘和镍盘侧面分别焊接1mm厚的钛网和镍网,作为阳极、阴极的支承网。

b.阳极室在钛盘的钛支承网上,采用该公司创制的贴粘涂层工艺,焊上一层阳极,组成阳极室(即由细、粗钛网及钛板等构成阳极室)。阳极的主体材质为钛,呈丝网状,上涂Ti、Ru等金属的氧化物固溶体作为活性涂层,涂层微观上呈龟裂状态,增大了涂层的表面积。

c.阴极室在镍盘的镍支承网上,覆盖一层由镍丝编织成的弹性镍,在弹性镍上平铺一层1mm的活性镍阴极,组成阴极室(即由粗、软、细三种镍网构成阴极室)。阴极的主体材质为镍,由于弹性镍网有成百万个小孔,可以压缩50%以上,所产生的弹性力将阴极压向膜,从而形成零极距。

1.3设备主要性能

工作介质:盐水、烧碱、氯气、氢气;

工作负荷: 11.5KA

电流密度: 3.285KA/m2

额定电流负荷: 13KA

额定电流密度: 3.71KA/m2

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离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过,其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液,往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电,生成C1 2 ,从电解槽顶部放出,同时Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H + 放电,生成H 2 ,也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了NaOH溶液。随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过,所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。

离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽: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。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,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;离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。

电极均为网状,是粗糙的可增大反应接触面积,阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。

从当前世界离子膜电解技术发展来看,采用自然循环复极式电槽、高电流密度、单元面积大型化、零(膜)极距是其方向,故本项目推荐采用自然循环高电流密度复极槽技术。

进口离子膜技术/电槽与北化机技术/电槽的技术性能比较

离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多,如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工[wiki]机械[/wiki]厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中,旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务,在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。

A.伍德及伍德诺拉电解槽特点

●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构,易于更换电槽,维修时间短,主装好的单元最长存放时间可达2年。

●电槽单元的焊接由激光自动焊接,均匀,电流接触好,使用寿命稳定,有益于高电流密度下运行。

●电解槽材料使用好,阳极用钛材制成,阴极由镍材制成,使用寿命长。

●单元面积2.7 m2,操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。

●系统设计报警连锁多,安全性考虑周到。

B.氯工程公司BiTAC®电槽特点

●复极式电解装置,结构简单。

●电极波浪式结构,电解液分布和电流分布较均匀,较低的电压降,功率消耗低,高电流密度操作。

●操作压力低,溢流式,操作较安全

●电解槽材料好,阳极用钛材制成,阴极由镍材制成,使用寿命长。

●单元面积3.276 m2,操作电流密度一般5~6KA/m2适于高电流密度下运行。C.日本旭化成复极NCH型电解槽特点

旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术,以及离子交换膜的公司。

●电槽板框为压滤机型(由许多单元槽串联组成),独立组成供电线路。

●电解槽操作压力是各家公司中最高的,有益于后工序处理。

●电解槽材料好,阳极用钛材制成,阴极由镍材制成,使用寿命长。

●单元面积2.7m2,适于的电流密度 4.5~5.5KA/m2。

D.北化机电解槽

从1984年开始,北京化工机械厂在国家计委批准下,先后引进了日本旭化成和旭硝子公司的离子膜电槽制造技术,采用国外进口材料配套制造离子膜电解槽,日前已发展到离子膜电解槽可全部进行国产化设计制造阶段。该厂氯碱装备设计研究所自行开发、设计的第一套MBC-2.7型复极式离子膜电槽,于1993年7月在沧州投入运行,经过多年来不断的改进和完善技术水平得以提高,特别是近2~3年通过引进日本旭化成的高电流密度自然循环复极式电解槽制造技术,生产出的电槽已接近国际先进水平,适于的电流密度为4.5KA/m2。

E.INEOS电解槽特点

●槽电压较低,电耗低:每个单元槽具有512个十字导电爪,电流分布均匀。

●电解槽材料使用好,镍材多,钛材少,其电耗及维修费用低。

●电流效率高,离子膜寿命长。电槽阴极室内部设有挡板,以增强电解液的混合,完全浸润的离子膜,能充分利用膜的有效面积。

●电解槽操作简单,停车时间少。其单元槽采用螺栓紧固,单元槽之间压紧要求不严,只要求保证通电,每个单元槽的密封都是单独的,膜更换时间短。

●单元面积2.895 m2,操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。个人感觉INEOS的好些,电耗低,比其它的都低较多。而且维修方便比日本的槽子。建议用INEOS的

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