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离子膜电槽电流密度的研究及应用_唐小红 ?? 第20卷第2期2008年2月化学研究与应用 ChemicalResearchandApplicationVo.l20,No.2 ?? Feb.,2008 文章编号:1004-1656(2008)02-0212-04 离子膜电槽电流密度的研究及应用 唐小红,刘??福,徐??勉 关键词:离子膜;电解槽;电流密度 中图分类号:O646.51????文献标识码:A 1 2 2 (1.四川大学材料学院,四川成都??610065;2.中国成达工程公司,四川成都??610041) 前言 氯碱是基础化工原料,至今需用烧碱与氯的产品已达数千种,在国民经济中占有颇为重要的地位。近年来,我国氯碱工业发展十分迅猛,原有氯碱企业纷纷扩大生产能力,同时新的企业也相继诞生,烧碱产能快速提升,已从1998年的745万t/a增加到2005年的1470万t/a,从而使我国 [1] 在烧碱产能上超过美国成为世界第一。 1975年日本旭化成公司利用美国杜邦公司第一代??Nafion??离子膜率先在日本建成世界上第一 [2] 套离子膜电槽氯碱生产装置。1986年我国第一套万吨级离子膜烧碱引进装置在甘肃省盐锅峡化 [3] 工厂投产,1993年第一套国产化离子膜烧碱装置在沧州化工厂开车成功,从此我国国产化烧碱 [4] 工艺达到了世界先进水平。目前国内有86家企业有离子膜法烧碱在线生产装置,到2005年底,国内离子膜法烧碱装置能力占国内烧碱总产能的49.14%,新投产的190.5万t/a装置中有159.5万t/a采用离子膜法,占整个新投产烧碱装 [5] 置的83.7%。 与已有的水银法(Hg)、隔膜法(D)相比,离子膜烧碱法具有能耗低、产品质量高、三废污染小、 [6] 成本低及操作管理方便等优点,被公认为是一种带有方向性的最先进的氯碱生产工艺。离子膜电槽是整个离子膜烧碱装置的核心及最大件设备,其投资约占整个装置的20%,因此用户在采购时就格外关注对其的投入。离子膜电槽的造价除 收稿日期:2007-06-11;修回日期:2007-10-10 了与其规模成正比外,还与其设计电流密度密切 相关。目前用户亟待解决的问题是怎样选择合适的电流密度,降低投资成本。本文从电流密度与NaOH纯度的关系出发,就电流密度的影响因数以及对电槽造价的影响进行了分析,讨论了选购电槽时如何确定较合适的电流密度,合理投资。 1??实验及结果 1.1??离子膜电槽平稳运行的电流密度 实验对BM2.7-60(德国伍德诺拉)、AK0204(日本旭化成)、BiTAC-881(日本氯工程)及BIPOLAR(英国Ineos)4种型号的离子膜电槽在平稳运行情况下的电流密度进行了测试,测试条件如表1所示,测试结果见表2. 表1??离子膜电槽平稳运行电流密度测试条件Table1??Smoothrunningtestconditionofcurrentdensity ofionexchangemembraneelectrolyzer离子膜电槽型号BM2??7-60AK0204BiTAC-881BIPOLAR 进槽盐水进槽碱液 槽温/ 流量/流量/ ?? m3??h-1m3??h-1 13.029.033.921.0 15.650.319.517.6 88.187.5 测试地点 海南浆林齐鲁石化 87.3四川金路树脂厂89.0 河北邢台 联系人简介:刘福(1964-),男,高工,主要从事氯碱装置的研究及设计。Emai:lliufu@ 第2期唐小红等:不同功能单体合成的分子印迹聚合物识别性能的研究213 表2??电槽制造商电槽平稳运行电流密度情况Table2??Smoothoperationcurrentdensityofdifferentmanufacturers电槽型号BM2??7-60AK0204BiTAC-881BIPOLAR 运行电流/kA13??512??9616??3815??92 A/m22??722??73??2762??895 J平稳运行kA/m25??04??855??5 1.2??离子膜电槽的电流效率 实验对德国伍德诺拉BM2.7-60型离子膜电槽的效率在海南金海烧碱厂进行了测量,测试条件如表3所示