浅议影响离子膜电解槽电流效率的因素

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离子膜电解工艺中电流效率的影响因素

离子膜电解工艺中电流效率的影响因素
附着在 离子 膜 , 从 而阻 塞离 子膜 , 增加 离 子膜 的 面 电 阻, 造成 电解 槽 的槽 电压 上 升 , 进 一 步恶化 了 O H 一 向
部分。离子膜应长期稳定地保持较高的电流效率及 较低ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ槽电压 , 降低直流电耗 , 并延长使用寿命 。下 面简要介绍离子膜 电解工艺过程中影响电流效率的
a n a l y z e d b i r e l f y .C u r r e n t d e n s i t y s h o u l d b e s u i t a b l e ,i mp u r i t y i o n s c o n t e n t i n b r i n e s h o u l d b e c o n t r o l l e d s t r i c t l y ,e l e c t r o l y s i s t e mp e r a t u r e a n d c o n c e n t r a t i o n i n c a t h o d e a n d i n a n o d e s h o u l d b e s t a b l e,p H v a l u e o f a n o d e s h o u l d b e c o n t r o l l e d s t i r c t l y,a n d t h e e l e c t r o l y t e l f o w a n d p u r e w a t e r l f o w s h o u l d b e r e g u l a t e d a c c o r d i n g t o e l e c t r o l y s i s p r o d u c t q u a l i t y ,S O a s t o p r o l o n g t h e s e r v i c e l i f e o f i o n — e x c h a n g e me mb r a n e a n d

离子膜性能影响因素

离子膜性能影响因素

离子膜性能影响因素刘蕾;刘秀明【摘要】分析电解电流效率的影响因素,探讨泄漏电流对电流效率的影响.指出盐水中的杂质离子的积蓄是对离子膜性能的首要影响因素.说明离子膜污染劣化的确认方法.同时解析离子膜渗透性损伤、电解温度变化和介质浓度变化对离子膜性能的影响.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2018(054)011【总页数】5页(P17-20,24)【关键词】离子膜;性能;影响因素;槽电压;电流效率;盐水;杂质;污染【作者】刘蕾;刘秀明【作者单位】蓝星(北京)化工机械有限公司,北京100176;蓝星(北京)化工机械有限公司,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TQ114.262在氯碱电解装置运行中,不管出现何种问题,最终都会在离子膜及电解槽电极的性能和寿命方面显现出来。

在生产中,盐水的质量、电解介质的浓度、温度、酸度、流量、运行的压力、压差等工艺指标的控制,无不是为了保证离子膜的正常使用和寿命延续。

烧碱电解装置的性能有3个影响因素:①运行工艺和操作因素;②电解槽及电极的性能因素;③离子膜本身性能质量因素。

其中运行管理因素尤为突出,常由于工艺和操作问题造成离子膜的性能劣化,甚至造成寿命的提前终结。

离子膜的重要性能表征也有3个:电流效率,膜电压和膜的物理状态。

离子膜出现物理损伤时,同样昂贵的电极的性能下降和寿命终结也常会伴随而来。

当离子膜电解装置出现性能下降时,许多用户会质疑或求助电解槽或离子膜的质量,而工艺条件和操作问题的影响往往却是根本原因。

此时,一定要区分不同的原因,找出关键影响因素。

近年来,笔者参与了山东东岳公司的国产离子膜工业化应用试验工作,也参与研讨了一些国产离子膜初期使用中出现的问题。

如何从复杂的电解性能问题中,将离子膜本身的问题剥离出来呢?下面的解析供大家研讨。

1 电解电流效率电解电流效率η是电解槽直流效率的综合体现,在装置运行最佳状态时可达到96%以上,而随着离子膜使用时间的延续,电流效率会有所下降,产品指标也会有所变化。

离子膜电解槽直流电耗升高的原因及解决措施

离子膜电解槽直流电耗升高的原因及解决措施
第4 6卷
第l 2期




Vo . 4 .No 1 1 6 . 2 De .,2 0 c 01
21 0 0年 l 2月
Ch o - k l I d s ̄ l rAl ai n u t
离 子膜 电解 槽 直 流 电耗 升 高 的原 因及 解 决 措 施
李 明
( 中国石 油化 工股份 有 限公 司齐鲁分 公 司氯碱 厂 , 山东 淄博 25 1 ) 5 4 1
高 , 阴 极侧 返 回 到 阳极 的 O 少 , 电解 槽 内 副 从 H一 使
反应 减 少 。电压 升 高 的 原 因 是 : 旧离 子膜 运行 时 间
氯气纯度急剧下降 , 出槽淡盐水中游离氯含量 、 氯酸 盐 含量 大 幅升 高 , 电解槽 的温 度升 高 , 明电解 槽 内 说 副反 应增 多 , 离子 膜 表 面 鼓 泡 , 出现 大 量 针 孔 , 时 此 可考 虑更 换离 子膜 。中 国石油 化工 股份 有 限公 司齐 鲁分 公 司氯碱 厂 更换 离子 膜前 的运 行数 据 如下 :
离 子膜 运行 一定 时 间后 , 单槽 加 酸量 大 幅升高 ,
c l v l g eo e a t aar dl el ot eb f r n f a a i I
0 o -x h n e ̄ fin e c a g
rn ae
电解槽 温度 下 降是 因为 在运 行过 程 中新膜 强度
3个 措 施 存 在 的 问题 及 注 意 事 项 。
[ 中图分类号 ]T 1 .6 Q14 22
Ca e fi c e s n d r c ur e o s m p i n us so n r a e i i e tc r ntc n u to i o e c a e m e br ne e e t o y e s a o uto n i n- x h ng m a l c r l z r nd s l i ns

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应的参数和推荐的操作电流范围。

在操作过程中,需要谨慎调节电流,防止超载导致设备损坏。

离子膜电解槽的最大电流是影响生产效率和设备寿命的重要因素。

在设计和操作离子膜电解槽时,需要充分考虑电流强度,并确保设备能够稳定承载所需的电流。

通过合理的设计和操作,可以提高生产效率,延长设备寿命,保障生产过程的顺利进行。

离子膜和电解槽性能的主要影响因素

离子膜和电解槽性能的主要影响因素

离子膜和电解槽性能的主要影响因素电解槽, 离子, 影响因素, 性能1离子膜法烧碱装置的技术改造沈阳化工股份有限公司(以下简称“沈阳化工”)5万t/a离子膜法烧碱生产装置于1995年3月21日正式开车。

在装置运行过程中,对原设计不完善的地方进行了大量改进,取得了一定的成效。

1.1增加第3台树脂塔在装置运行初期,进槽盐水钙离子、镁离子的质量分数之和平均达2.6×10-8,超出了进槽盐水工艺控制指标要求(ω(Ca2++Mg2+)≤2×10-8),这将会缩短离子膜的使用寿命,使槽电压升高,电流效率下降。

通过认真分析二次精制系统,对盐水跟踪取样分析,决定再上1台螯合树脂塔,保证两塔串联运行,另一塔再生,增大离子交换容量,并适当延长再生酸洗、碱洗时间。

改进后,进槽盐水钙离子、镁离子质量分数之和基本可控制在1.5×10-8以内,其他金属离子及盐水中的悬浮物均大幅度减少。

1.2改变氯气盐水换热工艺将氯气盐水换热器改在一次盐水加热器之前,利用氯气的余热,加热一次盐水温度达到57℃,然后根据实际情况控制盐水温度,降低汽耗。

1.3真空装置系统冷却水由工业水改为纯水离子膜真空系统冷却器的作用是冷却真空系统的氯水,以保证真空泵正常运行,保证物理脱氯效果。

原冷却水为工业水,硬度大,易结垢,容易堵塞滤网,导致真空泵停泵检修。

将冷却水改为纯水,减少了真空泵的检修次数。

2影响离子膜运行性能的主要因素2.1盐水质量对离子膜性能的影响(1)盐水中金属离子含量的影响。

过量的钙离子在短期内会导致离子膜电流效率下降(降至85%)和电压上升,长时间会造成离子膜过早失效,其破坏机制是生成的碳酸钙晶体沉淀覆盖在阴极侧膜的羧基聚合物表面,离子膜表面产生凹坑和孔洞。

镁离子含量超标时,槽电压上升严重,但不影响电流效率。

其他金属离子对离子膜的影响机制与钙镁离子相同。

这就要求钙离子、镁离子质量分数之和低于2×10-8,锶离子、钡离子均低于10-6,铁离子低于10-6,镍离子低于10-8,锰离子低于5×10-8。

关于对离子膜电解槽电流效率的讨论

关于对离子膜电解槽电流效率的讨论

关于对离子膜电解槽电流效率的讨论作者:刘进来源:《城市建设理论研究》2012年第28期摘要:离子膜如果要长期保证其稳定、高效的电流效率,最关键的部分就是电解槽的操作问题。

离子膜的使用寿命会受到盐水的影响,因此电流的高密度运行状态就会使得效率进一步降低。

电解槽有着阳离子交换膜,因此,有能透过溶液的特点。

Ca2+、Mg2+等多价阳离子在透过交换膜时,与少量的从阴极室反迁移来的OH-生成氢氧化物沉淀,使膜电阻增加,会堵塞离子膜,这样就会使得电解槽出现电压升高的情况,因此,就会改变反迁徙,电流的效率进一步降低。

所以本文针对离子膜电解槽电流效率进行了以下探讨。

关键词:离子膜;电解槽;电流效率中图分类号:TQ151.1+5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)0引言离子膜如果要长期保证其稳定、高效的电流效率,最关键的部分就是电解槽的操作问题。

这种操作能够改变相关的电流量,延长离子膜的使用寿命,能够进一步避免离子膜受到伤害,以此提高产品的质量,同时能够降低电解槽电压,起到提升电流效率的作用。

1 盐水质量对电流效率的影响离子膜的使用寿命会受到盐水的影响,因此电流的高密度运行状态就会使得效率进一步降低。

电解槽有着阳离子交换膜,因此,有能透过溶液的特点。

Ca2+、Mg2+等多价阳离子在透过交换膜时,与少量的从阴极室反迁移来的OH-生成氢氧化物沉淀,使膜电阻增加,会堵塞离子膜,这样就会使得电解槽出现电压升高的情况,因此,就会改变反迁徙,电流的效率进一步降低。

它能选择和透过盐水中的Na+,而其他阳离子如Ca2+、Mg2+等也同样能透过。

山纳合成橡胶集团公司氯碱车间(以下简称/山钠公司0)要求实际生产中二次盐水中含Ca2+、Mg2+质量分数之和低于20μg/l,因为当含Ca2+、Mg2+质量分数之和为50μg/l的盐水连续2次24 h进入电解槽,则每次电流效率迅速下降达5%,电压上升100 mV或更高。

如果长期进行Ca2+、Mg2+含量高的盐水供给,那么就会出现电流效率的明显降低,因此,影响积累的情况。

浅议影响离子膜电解槽电流效率的因素

浅议影响离子膜电解槽电流效率的因素

浅议影响离子膜电解槽电流效率的因素隋艳【摘要】保持最佳的离子膜电解工艺操作条件是离子膜电解槽的操作关键,它能使离子膜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.本文详细分析了影响离子膜电解槽电流效率的因素,认为电解槽在运行过程中,要保持高的电流效率应做到:高质量的入槽盐水;适宜的阴极液浓度、阳极液浓度和适宜的电流密度;严格控制阳极液PH值;保持适宜的电解槽温度、电解液流量和稳定的高质量的无离子水供应.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(042)002【总页数】3页(P140-141,176)【关键词】电流效率;离子膜;电解槽【作者】隋艳【作者单位】牡丹江大学,黑龙江牡丹江157011【正文语种】中文【中图分类】TQ151.2离子膜是膜烧碱生产装置中最关键的组成部分,离子膜电解槽操作的关键是使离子膜长期稳定的保持较高的电流效率和较低的槽电压,从而降低直流电耗,延长离子离子膜的使用寿命[1]。

影响离子膜电解槽电流效率的因素主要有以下几个方面。

1 盐水质量对电流效率的影响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[2],盐水的质量不仅影响离子膜的寿命,而且是在高电流密度运行时获得高电流效率的重要因素。

盐水中的杂质对离子膜的电流效率的影响主要表现在:(1)盐水中Ca2+、Mg2+等杂质金属离子的存在,导致离子膜电解槽电流效率的降低离子膜电解槽的阳离子交换膜具有选择和透过溶液中阳离子的特性,它能选择和透过盐水中的Na+,而其它的金属阳离子如Ca2+、Mg2+也同样能透过。

但是,当Ca2+、Mg2+等其它二价或三价金属阳离子透过离子交换膜时,与少量的从阴极室反迁移来的OH-生成氢氧化物沉淀,会堵塞离子膜的微孔,使膜电阻增加,从而引起电解槽的槽电压上升,进一步加剧OH-向阳极室反迁移,导致电流效率的下降。

离子膜烧碱装置二次盐水的螯合树脂是采用德国拜耳公司生产的TP-208螯合树脂,经其处理的盐水指标如表1。

离子膜和电解槽性能的主要影响因素.

离子膜和电解槽性能的主要影响因素.

离子膜和电解槽性能的主要影响因素电解槽, 离子, 影响因素, 性能1离子膜法烧碱装置的技术改造沈阳化工股份有限公司(以下简称“沈阳化工”)5万t/a离子膜法烧碱生产装置于1995年3月21日正式开车。

在装置运行过程中,对原设计不完善的地方进行了大量改进,取得了一定的成效。

1.1增加第3台树脂塔在装置运行初期,进槽盐水钙离子、镁离子的质量分数之和平均达2.6×10-8,超出了进槽盐水工艺控制指标要求(ω(Ca2++Mg2+)≤2×10-8),这将会缩短离子膜的使用寿命,使槽电压升高,电流效率下降。

通过认真分析二次精制系统,对盐水跟踪取样分析,决定再上1台螯合树脂塔,保证两塔串联运行,另一塔再生,增大离子交换容量,并适当延长再生酸洗、碱洗时间。

改进后,进槽盐水钙离子、镁离子质量分数之和基本可控制在1.5×10-8以内,其他金属离子及盐水中的悬浮物均大幅度减少。

1.2改变氯气盐水换热工艺将氯气盐水换热器改在一次盐水加热器之前,利用氯气的余热,加热一次盐水温度达到57℃,然后根据实际情况控制盐水温度,降低汽耗。

1.3真空装置系统冷却水由工业水改为纯水离子膜真空系统冷却器的作用是冷却真空系统的氯水,以保证真空泵正常运行,保证物理脱氯效果。

原冷却水为工业水,硬度大,易结垢,容易堵塞滤网,导致真空泵停泵检修。

将冷却水改为纯水,减少了真空泵的检修次数。

2影响离子膜运行性能的主要因素2.1盐水质量对离子膜性能的影响(1)盐水中金属离子含量的影响。

过量的钙离子在短期内会导致离子膜电流效率下降(降至85%)和电压上升,长时间会造成离子膜过早失效,其破坏机制是生成的碳酸钙晶体沉淀覆盖在阴极侧膜的羧基聚合物表面,离子膜表面产生凹坑和孔洞。

镁离子含量超标时,槽电压上升严重,但不影响电流效率。

其他金属离子对离子膜的影响机制与钙镁离子相同。

这就要求钙离子、镁离子质量分数之和低于2×10-8,锶离子、钡离子均低于10-6,铁离子低于10-6,镍离子低于10-8,锰离子低于5×10-8。

影响离子膜电解槽的因素与应对措施

影响离子膜电解槽的因素与应对措施

影响离子膜电解槽的因素与应对措施【摘要】本文研究了离子膜电解槽生产中的多种影响因素,如电流分布、电极涂层、开停车频率等。

同时为了避免因素的影响提出了相应的预防措施,达到了维持离子膜电解槽的稳定运行、提高电解效率的目的。

【关键词】氯碱;离子膜;电解槽;影响因素;应对措施陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“北元化工”)80万吨/年离子膜烧碱装置包括2010年建成投入使用的一期40万吨/年与2012年建成的二期40万吨/年两期。

其中核心电解槽装置伍德复极式自然循环电解槽24台,另外每台还设有二百个单元槽,离子膜采用的是全氟磺酸/羧酸复合膜。

在生产过程中存在诸多影响离子膜电解槽正常运行的因素,采取有效预防措施日渐重要。

1 离子膜电解的基本原理在离子膜电解槽生产工序当中,会将具有一定选择渗透特点的阳离子交换膜安装至阴阳极半壳当中。

当通电的情况下,此时位于阳极室的盐溶液就会与阴极室内的水溶液发生电解反应,阴极室内生成氢气、氯气与氢氧化钠溶液。

阳极:2Cl-→Cl2+2e-阴极:2H2O+2e-→H2+2OH-化学反应方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2由于位于阳极室盐水当中的氯化钠在电解的作用下会分解为钠离子与氯离子,而氯离子在阳极室当中电子丢失后变为氯气,并且钠离子会在电流的作用下经过离子交换膜到达阴极室,而因为阴极室当中的水在电解作用下形成氢离子与氢氧离子,氢离子在阴极室获得电子变为氢气,同时由阳极室转移的钠离子和氢氧离子进一步形成氢氧化钠物质。

因为电解溶液内部的钠离子会被离子膜选择性渗透,所以就会得到纯度较高的烧碱物质。

2 影响离子膜电解槽的因素2.1 溶液影响2.1.1 阳极液浓度实际生产中如若阳极液内部氯化钠溶液浓度偏低,那么水与钠离子的反应就相应增多,导致水电解加快。

阴极室中氢氧离子会出现反向渗透至阳极室,使得电流效率降低。

同时阳极室内部氯离子转移到阴极室,就会使得碱液中含盐量加大。

离子膜电解工艺中电流效率的影响因素牛永恒

离子膜电解工艺中电流效率的影响因素牛永恒

离子膜电解工艺中电流效率的影响因素牛永恒发布时间:2021-08-30T06:12:43.542Z 来源:《中国科技人才》2021年第13期作者:牛永恒[导读] 离子膜是离子膜法烧碱工艺流程中的关键组成部分。

离子膜应长期稳定地保持较高的电流效率及较低的槽电压,降低直流电耗,并延长使用寿命。

新疆圣雄氯碱有限公司电解车间摘要:离子膜是离子膜法烧碱工艺流程中的关键组成部分。

离子膜应长期稳定地保持较高的电流效率及较低的槽电压,降低直流电耗,并延长使用寿命。

离子膜电解槽的操作关键是使离子膜能够长期稳定的保持较高的电流效率,较低的槽电压和直流电耗,延长膜的使用寿命和机框机片的寿命,不因误操作而使膜受到严重损害,同时提高成品质量。

关键词:电流效率;影响因素;离子膜烧碱本文分析了膜电解过程中影响离子膜电流效率的影响因素,提出应选择适宜的电流密度,严格控制盐水中杂质离子的含量,阴、阳极有稳定的浓度及电解温度,根据电解槽出口产品质量调整电解液,保持高电流效率。

一、离子膜法的电解原理众所周知,离子交换膜是由两层膜压合而成,较薄的一层为羧酸层,该层有高密度的离子交换基团,对Na+有高度选择性而排斥OH,但其有较高的电阻,较厚的一层为低密度的磺酸基层,主要起机械加固作用。

前者主要控制电流效率,使其更具选择性,后者对整个膜的总电压控制起着主要作用。

在电解食盐水溶液所使用的阳离子交换膜的膜体中有活性基团,它是由带负电荷的固定离子如--S03一、--COO-,同一个带正电荷的对离子Na+形成静电键,当阳离子交换膜与电解质溶液相接触时,由于磺酸基团具有亲水性能,而使膜在溶液中溶胀,膜体结构变松,从而造成许多微细弯曲的通道,膜内对应离子的浓度将高于膜外溶液中电解质浓度,使其活性基团中的对应离子Na+既可以与膜外溶液中的同电荷的Na+进行交换,又进行Na+的传输,Na十透过膜的流动受其内部结构的限制,通过改变膜的含水量可以改变膜结构的开度,从而也改变了Na+的运动阻力。

影响离子膜电解槽电流效率的因素

影响离子膜电解槽电流效率的因素
Abs t r ac t: Fr o m a p r o c e s s p o i n t o f v i e w, we a n a l y s e de e p l y t h e ma i n f a c t o r s t h a t a f f e c t c u r r e n t e f f i c i e nc y o f i o n- e x c ha n g e me mb r a ne e l e c t r o l y z e r :i mp ur i t y i n b r i n e, t he c o n c e n t r a t i o n o f a no l y t e, t h e c o n c e n t r a t i o n o f
2 . 甘肃金 川化 工材 料有 限公 司, 甘肃 金 昌 7 3 7 1 0 0 )
摘 要 : 深入 剖 析 了影 响 离子 膜 电解槽 电流效 率 的主要 因素 , 经分 析得 出 , 良好 的工 艺条 件是 提 高 离
子 膜 电解槽 电流效 率 、 延 长 离子膜 寿命 的必要 条件 。
c a t h o d e s o l u t i o n, o p e r a t i n g t e mp e r a t u r e o f e l e c t r o l y t e , P H o f a n o l y t e , c u r r e n t d e n s i t y , d i f f e r e n t i a l p r e s s u r e o f me mb r a n e, e l e c t r o l y t e f l o w, p r e s e r v a t i o n a n d i n s t a l l a t i o n o f i f l m, t h e s wi t c h i n g c a p a c i t y o f t h e i o n e x c h a n g e me mb r a n e a n d t i me s o f t h e o p e n i n g a n d s h u t t i n g . Go o d c o n d i t i o n i s n e c e s s a r y t o i mp r o v e c u r r e n t e f f i c i e n c y

离子膜电解槽电流效率的影响因素_王德山

离子膜电解槽电流效率的影响因素_王德山
应的电极催化层 , 以得到较高的阳极效率 。 1 .2 阴极上发生的反应
阴极上发生如下反应 : 2H2O +2e H2 +2O H - , O 2 +2H2O +4e 4OH - 。 1 .3 溶液中的反应(阳极室内) (1)生成的氯气在电解液中物理溶解 , Cl2(g) Cl2(l)。 (2)溶解的氯气与阴极室反渗过来的烧碱反应 , Cl2 +N aO H HClO +N aCl ,
J
0·σ= cT
D·F Na + -t Na +

式中 :J 0 为极限电流密度 。
当离子膜已固定 , 电解温度也固定时 , 上式右边
的值是一个常数值 , 而 σ值则由电解槽结构而定 。
在极限电流密度以上时 , 膜的界面上来不及补充氯 化钠 , 因而会产生水的 分解以导通电 流 , 在此 状态
下 , T Na+降低 , 电压也会 随之上升 。 在膜的阴 极一 侧界面上 , 由于膜中和烧碱液中的 Na +迁移数存在
第9期 2004 年 9 月
氯 Ch lor
碱工业 -Alkali Indust ry
SepN.o, 2.9004
【电 解】
离子膜电解槽电流效率的影响因素
王德山1 , 荆天辅2 (1 .齐化集团有限公司 , 黑龙江 齐齐哈尔 161033 ;2 .燕山大学材料科学与工程学院 , 河北 秦皇岛 066004)
阴极氢气 96 .05 3 .95 2 .41 0 .00 1 .25 0 .29
阴极碱 96 .02 3 .98 2 .42 0 .00 1 .25 0 .31
注 :电流效率降低值 =1-电流效率 。
3 影响电流效率的因素

影响电解槽电流效率的因素分析

影响电解槽电流效率的因素分析

影响电解槽电流效率的因素分析电流效率是铝电解生产过程中各项工艺技术指标的综合反映,是铝电解生产过程中一项重要工艺指标,决定了铝电解槽的电耗和产量。

影响铝电解槽电流效率的因素是多方面的,本文择取几点关键因素进行分析,便于铝企对症下药。

一、电解质温度目前工业电解槽电解质温度一般保持在940~960℃之间。

电解质温度升高将导致已经电解出来的铝在电解质中的溶解度增大,溶解后扩散速度加快,增加铝的损失,降低电流效率。

据试验测定电解质温度每升高10℃电流效率降低1~2%。

反之电解质温度过低时电解质发粘,铝与电解质的分离不好,氧化铝溶解度降低,槽内沉淀增多,电阻增大,电压上升,最终导致由冷槽转为热槽,同样电解效率也会降低。

因此在不破坏正常生产的热平衡条件下,保持低温操作是提高电流效率的关键,正常生产的电解质温度比电解质的初晶温度高15~20℃,降低电解质温度的有效方法是降低电解质的初晶温度,初晶温度的降低可以采用弱酸性电解质和适当添加氟化钙、氟化镁、氟化锂等添加剂来实现。

二、槽电压与极距在其他条件不变的情况下,槽电压的大小就表示极距的高低,在温度不升高的条件下,极距增加,电流效率提高,但极距足够大时,再增加极距,电流效率提高就不够明显。

而且因极距增加,电解质电压降增大,槽电压升高,电耗增大,槽温升高,反过来影响电流效率。

因此,不能单纯用提高电压的办法来提高极距,而应通过改善电解质成分,清洁电解质,降低电解质的比电阻等办法来提高极距,-般情况下电解槽的极距在4~5cm之间。

三、电解质成分比影响(一)分子比的影响电解质分子比>3时,一方面由于加强了铝自氟化钠中取代钠的反应,另一方面氟化钠过剩又大大增加了钠离子放电的可能性,再者电解质初晶温度高,因此,电流效率降低。

分子比<3时,电解质的初晶温度低,可降低电解温度,钠离子在阴极上放电的可能性小,增加铝液同电解质异面的表面张力,减少铝在电解质中的溶解度,对提高电流效率有利。

离子膜电解槽电流效率探讨

离子膜电解槽电流效率探讨

离子膜电解槽电流效率探讨离子膜如果要长期保证其稳定、高效的电流效率,最关键的部分就是电解槽的操作问题。

离子膜的使用寿命会受到盐水的影响,因此电流的高密度运行状态就会使得效率进一步降低。

电解槽有着阳离子交换膜,因此,有能透过溶液的特点。

Ca2+、Mg2+等多价阳离子在透过交换膜时,与少量的从阴极室反迁移来的OH-生成氢氧化物沉淀,使膜电阻增加,会堵塞离子膜,这样就会使得电解槽出现电压升高的情况,因此,就会改变反迁徙,电流的效率进一步降低。

所以本文针对离子膜电解槽电流效率进行了以下探讨。

标签:离子膜;电解槽;电流效率。

引言离子膜如果要长期保证其稳定、高效的电流效率,最关键的部分就是电解槽的操作问题。

这种操作能够改变相关的电流量,延长离子膜的使用寿命,能够进一步避免离子膜受到伤害,以此提高产品的质量,同时能够降低电解槽电压,起到提升电流效率的作用。

一、盐水质量对电流效率的影响离子膜的使用寿命会受到盐水的影响,因此电流的高密度运行状态就会使得效率进一步降低。

电解槽有着阳离子交换膜,因此,有能透过溶液的特点。

Ca2+、Mg2+等多价阳离子在透过交换膜时,与少量的从阴极室反迁移来的OH-生成氢氧化物沉淀,使膜电阻增加,会堵塞离子膜,这样就会使得电解槽出现电压升高的情况,因此,就会改变反迁徙,电流的效率进一步降低。

它能选择和透过盐水中的Na+,而其他阳离子如Ca2+、Mg2+等也同样能透过。

二、阴极液中NaOH浓度对电流效率的影响根据相关的资料显示,NaOH浓度与电流效率存在极大值的关系,因此,NaOH的不断升高会使得阴极一侧的含水情况比较低。

所以相对来说浓度就会增加,如果浓度继续升高,并且没有要下降的趋势,膜中OH-浓度增大,当NaOH 质量分数超过36%,膜中OH-浓度增大的影响起决定作用,这样就会使得电流的效率不断降低,影响用电的情况,所以,对于溶液的浓度来说,要使得能够达到相关的平衡要求,槽出口碱液NaOH质量分数控制在32%-35%。

影响离子膜法电解槽正常运行的因素及控制

影响离子膜法电解槽正常运行的因素及控制

影响离子膜法电解槽正常运行的因素及控制摘要:离子膜法电解技术是工业生产中重要的生产环节,其中最为关键的设备就是电解槽设备,该设备的运行安全性、稳定性也决定了生产的可靠性。

立足于研究现状,文章首先介绍了离子膜法电解技术中杂质的主要类型以及对膜产生的影响,其次对盐水浓度带来的影响进行了解析,最后则就电解液酸度对膜产生的影响进行了阐述,希望可以以此来指导工艺指标的指定,为实现科学生产创造条件。

关键词:离子膜法;电解槽;运行影响因素;控制策略电解槽的运行特征决定了其运行过程中可能会受到多种因素的影响与干涉,如盐水当中的杂质类型与浓度、电解液的酸度以及操作的稳定性等等,通过分析这些影响因素,可以得到相应的控制分析方法,从而更好的指导具体生产环节,现就相关因素分类介绍如下。

一、杂质类型对膜的影响离子膜法电解生产中,盐水的杂质类型十分丰富,其中钙离子、镁离子容易形成沉淀物质,导致区域电压增加,电流的效率受到影响。

三价铁离子会形成杂质层,同样也会影响到电压与电流的效率。

1.钙离子、镁离子含量高的原因钙离子异常升高往往与盐水的碱性条件有关,随着碱性的增强,钙离子、镁离子的杂质均会随着沉淀的增加而逐渐析出,此时小微颗粒会附着在树脂的表面,从而导致吸附能力下降,膜的交换能力会受到影响。

在酸性环境下,镁离子与钙离子一般以离子态的形式存在,此时电流效率会受到不同程度的影响。

2.一次成品盐水过碱量较高的原因一次盐水中的杂质多以氢氧化物以及碳酸化合物为主,所以通常存在碱性较强的情况,这是由于第一步操作中添加了大量的碱性物质导致出现杂质的小颗粒沉淀,所以需要及时进行一次成品盐水的处理,借助于专业的设备来进行二次精炼,避免电解后的离子附着在膜内导致膜恶化,从而实现电压的抑制,实现电流效率的有效控制。

3.预处理器运行情况现阶段预处理器的运行会影响到膜的过滤,主要是由于镁离子在预处理器当中聚集,各种助剂的影响下镁离子的溶解受到影响,从而出现预处理器的不稳定性。

浅议离子膜性能的影响因素与防范措施

浅议离子膜性能的影响因素与防范措施
将会 形成很 大 的颗 粒 沉 积 在 阴 极 侧 的 地 方 , 如 果
网布组成。面 向阳极 的一侧 为电阻较 小 的磺 酸
层, 有 利 于 阳离 子通 过 ; 面 向 阴极 的 一侧 为含 水 量 低 的羧 酸层 , 能 抑制 O H一 向阳极室移 动 。 全 氟羧 酸/ 磺 酸 复 合 膜 具 有 低 电 和 高 电 流 的
产中可采取不 同的控制措施 。
杂质进入离 子膜后如果沉积在 阳极侧表 面,
扩散进入阴极液 , 使离子膜对杂质更加敏感。
( 5 ) A l : A l 在 阳极 液 中被 酸化 为 A l ¨, 随着
会取代 N a , 同时影响电极的活性 ; 如果杂质沉积
在靠近离子膜 阴极侧表 面的位 置, 会对膜造成机 械损伤 , 并导致电流效率下降 ; 如果杂质沉积在膜
上升。
( 2 ) 面向 阳极 室的全氟磺 酸层虽厚 , 但 电压
低。 ( 3 ) 阳极 液可 加盐 酸 , 能 在 较低 的 p H 值下 生
( 3 ) 碘: 碘 以离子形式 出现在盐水 中, 在阳极 液中被氧化 , 1 0 , 将 N a 沉积下来 , 含量 多会 将 G a “、 M g 沉积下来 , 导致 电流效率下降 , 随着时
等 均具 有重要 意 义 , 本 文从影 响 离子膜性 能 的 因素入 手 , 分析 防 范措 施 。
关键 词 : 离子膜 ; 烧碱 ; 性能; 杂质 ; 防范
1 离子膜的结构
离 子膜 法 制 烧 碱 装 置 采 用 离 子 膜 为 全 氟 羧 酸、 磺 酸复合 膜 , 其 主要 由磺 酸 曾 、 羧 酸层 和 增 强
间 的推 移将 导致槽 电压升 高 。 ( 4 ) 硅: 硅 可 以和 G a ¨或 N a 反 应 并 沉 积 在

离子膜电解槽电流效率的影响因素及优化策略

离子膜电解槽电流效率的影响因素及优化策略

离子膜电解槽电流效率的影响因素及优化策略【摘要】本文探讨了影响离子膜电解槽电流效率的四个主要因素,并从离子膜性能优化与有效管理、电解液浓度和温度控制、电解电压和电流密度调控几方面提出离子膜电解槽电流效率的优化策略,保证了生产的稳定和高效。

【关键词】离子膜电解槽;电流效率;离子膜品质在化学工业的众多领域中,离子膜电解技术扮演着重要的角色,特别是在烧碱生产过程中。

陕西北元化工集团股份有限公司的电解设备采用了来自蒂森克房伯伍德氯工程技术(上海)有限公司(原意大利伍德迪诺拉公司)的第四代、第五代及第六代复极式自然循环电解槽,离子膜则是美国杜邦、日本旭化成、旭硝子以及山东东岳集团(国产)生产的全氟磺酸羚酸复合膜。

公司建有大型的离子膜电解装置,在大规模的生产环境下,电流效率的细微变化都会对整体生产效率和产量产生显著影响。

1 离子膜电解槽电流效率的影响因素1.1离子膜的品质和使用状态离子膜是电解槽中的核心组件,它的性能直接影响到电解槽的电流效率。

离子膜主要负责传递离子,它的传递能力即离子通透性决定了电解槽的电流效率。

首先,离子膜的品质是决定电流效率的关键因素。

离子膜的品质主要取决于膜材料的选择和制造工艺。

优质的离子膜应具有良好的离子通透性,低电阻,良好的化学稳定性以及优秀的耐腐蚀性。

例如,在陕西北元化工集团股份有限公司使用的全氟磺酸羚酸复合膜,由于其优良的材料性能,能够提供出色的离子传递效率和良好的化学稳定性[1]。

其次,离子膜的使用状态也对电流效率产生影响。

离子膜的使用时间、损伤程度以及污染程度都可能影响其离子通透性和电阻,进而影响电解槽的电流效率。

例如,离子膜在使用过程中可能会由于化学反应、物理损伤或污染而降低其性能。

因此,定期的检查、清洁和更换离子膜是保持高电流效率的必要措施。

离子膜的品质和使用状态是影响离子膜电解槽电流效率的关键因素,需要通过选择高品质的离子膜以及做好离子膜的使用和管理,来保持和提高电解槽的电流效率。

TOC对离子膜电解槽的影响田万录

TOC对离子膜电解槽的影响田万录

TOC对离子膜电解槽的影响田万录发布时间:2021-09-06T03:18:36.980Z 来源:《中国科技人才》2021年第14期作者:田万录[导读] 国内多数厂家已经直接采用膜极距电解槽或高电密电解槽改膜极距,膜极距电解槽对工艺的各项控制指标有更高的要求。

新疆和山巨力化工有限公司摘要:离子膜在离子膜法烧碱生产中发挥关键作用,是氯碱装备的核心装置。

离子膜能否长期稳定的高效运行,主要取决于各企业的生产操作等情况,但是在实际生产中如果工艺控制不当影响到离子膜性能,造成槽电压升高,电流效率下降使生产成本增加。

随着现在装备技术的进步,国内多数厂家已经直接采用膜极距电解槽或高电密电解槽改膜极距,膜极距电解槽对工艺的各项控制指标有更高的要求。

关键词:盐水中杂质;电解液;槽温离子膜电解槽槽电压由理论分解电压、膜电压、阳极过电压、阴极过电压、溶液电压和金属导体电压组成。

槽电压主要由电流或电流密度决定,工艺控制条件包括盐水质量、气相压力及氯氢压差、淡盐水 pH值、盐水浓度、碱液浓度、电槽温度等。

在离子膜和电解槽确定的情况下,影响电流效率的最主要因素就是进槽物料质量,而进槽物料包括烧碱、纯水、盐水、盐酸,其中烧碱、纯水、盐酸质量较稳定,因此盐水质量是影响电流效率的主要因素。

一、TOC对离子膜的影响TOC对离子膜有以下方面的影响。

(1)进槽盐水中的 TOC含量超标,使阳极液产生泡沫,泡沫阻碍了阳极室上部气体的流动,影响电解液的分布,造成局部浓度过低,影响氯气纯度。

阳极液的充气度增加,阳极液电阻增大,槽电压必然上升。

(2)TOC含量超标也会使离子膜膨胀和短时间脱液,同时降低了阻止阴离子的能力,影响膜的电流效率。

膜的短时间脱液会造成一些微小的永久损坏,但幅度较小。

膜的长时间脱液,会造成电流效率永久下降。

(3)TOC含量超标使阳极室的气相区域增大,膜的电流分布不均匀,膜的有效面积下降,实际膜的电流密度升高,槽压上升是必然的。

离子膜电解电流效率影响因素探讨

离子膜电解电流效率影响因素探讨

第5期2021年5月中国氯碱China Chlor-AlkaliNo.5May.,2021离子膜电解电流效率影响因素探讨权开玉,田玉英(陕西金泰氯碱化工有限公司,陕西榆林718100)摘要:介绍了盐水中的杂质对离子膜电解电流效率的影响及采取的措施。

关键词:电解电流效率;盐水杂质影响;措施中图分类号:TQ114.26*2 文献标识码:B文章编号:1009-1785(2021)05-0001-03Discussion on influencing factors of current efficiency in ion-exchange membrane electrolysisQUAN Kai-yu, TIA N Yu-ying(Shaanxi Jintai Chlor-Alkali Chemical Co.,Ltd.,Yulin718100,China)Abstract :The influence of impurities in brine on the current efficiency of ion-exchange membrane electrolysisandthemeasurestakenareintroduced.Key words:electrolytic current efficiency;influence of brine impurities;measures在氯碱电解生产中,根据电耗计算公式取=丨000 V/(1.49271)可以看出,电解电耗的高低由电流效率、槽电压共同决定,影响这两者的因素主要是电解槽 结构、离子膜和进槽物料质量,在离子膜和电解槽确 定的情况下,影响电流效率的最主要因素就是进槽 物料质量,而进槽物料包括烧碱、纯水、盐水、盐酸,其中烧碱、纯水、盐酸质量较稳定,因此盐水质量是 影响电流效率的主要因素。

盐水中杂质对离子膜的影响机理:盐水中的杂 质主要由原盐和卤水带来,有C aZ'M f'S f P+W离子和重金属离子及疒、81'-、1_、义(^等阴离子,由生产过程带来的有 Na0H、Na2C03、Ba2+、S0^、C10]、有 机物等。

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在运行过程 中,要保持高 的电流效率应做到 :高质量的入槽盐水 ;适宜 的阴极液浓度 、阳极 液浓度和适 宜的 电流密 度 ;严格控 制 阳极液 P H值 ;保持适宜的电解槽温度 、电解 液流量和稳定的高质量的无 离子水供 应。
关 键词 : 电流效率;离子膜 ;电解槽
中图分类 号 :T Q 1 5 1 . 2
Ke y wor ds :c u re n t e ic f i e n c y;i o n e x c h a n g e me mb r a n e;e l e c t r o l y t i c t a n k
文献标 志码 :A
文章编 号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 1 4 0 — 0 3
Th e I mp a c t F a c t o r s o f Cu r r e n t Ef ic f i e n c y o f I o n i c Me mb r a n e El e c t r o l y z e r
i o n w a t e r s u p p l y k e e p t h e e l e c t r o l y s i s t e mp e r a t u r e ,a n d t h e e l e c t r o l y t e f l o w r a t e a n d s t a b l e h i g h q u a l i t y s u i t a b l e .
第4 2卷第 2 期
2 0 1 4年 1月
广



Vo l _ 4 2 No . 2
G u a n g z h o u C h e mi c a l I n d u s t r y
J a n . 2 0 1 4
浅 议 影 响 离 子膜 电解 槽 电流效 率 的 因素
o p e r a t i o n o f i o n i c me mb r a n e e l e c t r o l y z e r ,w h i c h c a n ma k e t h e i o n me mb r a n e k e e p t h e h i g h e r c u r r e n t e f f i c i e n c y a n d c e l l
v o l t a g e a n d l o w, s t a b l e DC p o we r c o ns u mp t i o n,a n d p r o l o ng t h e s e r v i c e l i f e o f i o n—e x c h a ng e me mb r a n e . A d e t a i l e d a na l y s i s o f t h e f a c t o r s a f f e c t i ng t h e c u r r e n t e ic f i e n c y o f i o n i c me mb r a n e e l e c t r o l y z e r e l e c t r o l y z e r s h o we d t h a t i n t h e pr o c e s s o f o p e r a t i o n,t o ma i n t a i n t h e c u r r e n t h i g h e ic f i e n c y s h o u l d b e h i g h q u a l i t y i n t o t h e b in r e,a p p r o p ia r t e c a t h o d i c s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n,s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n a nd t h e s ui t a b l e a n o d e c u r r e n t d e n s i t y,s t r i c t c o n t r o l o f a n o d e s o l u t i o n p H v a l ue,n o n

( 牡 丹 江大学 ,黑龙 江

牡丹江 1 5 7 0 1 1 )
摘 要 :保持最佳的离子膜电解工艺操作条件是离子膜电解槽的操作关键,它能使离子膜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 。本文详 细分 析了影 响离 子膜 电解槽 电流效率 的因素 ,认 为 电解 槽
S【 , ,, n
( Mu d a n j i a n g U n i v e r sj i a n g Mu d a n j i a n g 1 5 7 0 1 1 , C h i n a )
Abs t r a c t:Ke e p i n g t h e o p e r a t i ng c o n di t i o n s o f i o n —e x c h a n g e me mb r a n e e l e c t r o l y s i s p r o c e s s wa s t h e k e y t o o p t i ma l
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