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五、离子膜电解槽 离子膜电解槽主要是由阳极、阴极、离子膜和电解槽等组成。 电解槽的电极面积，单极槽为0.2～3 m2，复极槽为1～5.4m2。 电极面积越大，离子膜的利用率也越高（一般为74%～93%），维修费用亦省，电解槽的厂房面积也小。 * 第九十五页，共一百三十五页。 从pH=7增加到pH=8时，吸附能力的变化率变化最快，pH值低于7和pH值大于9时，吸附能力的变化率逐渐降低，所以中和后选pH从8～10之间较为合适。 选择时注意两点： ①实际操作中，选择哪个pH值作为控制指标，应以树脂塔出口Ca2+、Mg2+的测定结果来决定。②较低的pH值有利于SS的溶解，而较低的pH值降低了树脂的吸附能力，故一定要以实际结果为准。 * 第六十三页，共一百三十五页。 4. 树脂（吸附）处理盐水 螯合树脂有多种商品牌号，如日本CR-10、CR-11；德国Lewotit TP208； 法国ES-467、ES-466；中国上海D-751； 中国天津D-412。 其化学组成：由母体和螯合基团两部分组成 母体：①苯乙烯和二乙烯基共聚物； ②苯乙烯式。 螯合基团：①亚胺基乙酸型； ②氨（胺）基磷酸型。 * 第六十四页，共一百三十五页。 （1）吸附（工作原理）： 螯合树脂也是一种离子交换树脂。与普通的交换树脂不同的是它吸附金属离子形成环状结构，如螯钳物，故称螯合树脂。螯合物又叫内络合物，它是由中心离子和多基配位体形成的，具有环状结构的络合物。 * 第六十五页，共一百三十五页。 其中M是中心离子（金属离子），N、O是可提供共用电子对的原子，中心离子和它们形成了两个配位键，在适当条件下，生成稳定的环状结构。 * 第六十六页，共一百三十五页。 螯合树脂的交换原理是：螯合树脂在水合离子作用下，交换基团-COONa水解成COO-和Na+。在盐水精制时，由于树脂对离子的选择性 H+＞Ca2+＞Mg2+》Na+，所以盐水中Ca2、Mg2+就被树脂螯合，形成稳定性能高的环状螯合物。 * 第六十七页，共一百三十五页。 （2）脱吸、再生 当塔内树脂床达到最大的吸附能力时，在流出塔的盐水中钙镁离子会急剧增加。因此在树脂床还未达到最大处理能力时，就要再生。 树脂的再生机理，可用下面两个方程式表示。 * 第六十八页，共一百三十五页。 ①钙镁树脂转变成氢型树脂（洗脱） 5%HCl洗树脂，pH=1时金属离子全部洗脱。 ②氢型树脂转变成钠型树脂 4%NaOH调节pH为14，树脂又回到吸附前的状态。 * 第六十九页，共一百三十五页。 当二塔串联时，A→B则A1、A2、A3、B4阀开，B1、B2、B3、A4阀关闭。 当二塔串联时，B→A则B1、B2、B3、A4阀开，A1、A2、A3、B4阀关闭。 当A塔单独运转时，A1、A4阀开，其余阀关。 当B塔单独运转时， B1、B4阀开，其余阀关。 * 第七十页，共一百三十五页。 经精制后二次盐水质量指标为： NaCl浓度 290～310g/L Ca2+、Mg2+总量 ≤20ppb（20μg/L） ClO3- ≤15g/L SO42- ≤5g/L 悬浮物（S.S）≤1ppm SiO2 ≤15ppm 其它重金属离子 ≤0.2ppm * 第七十一页，共一百三十五页。 思考题[1]： 1、 用于氯碱工业的离子交换膜化学结构怎样？ 2、离子交换膜应用于电解槽中，如何制得烧碱？（原理） 3、为什么要对盐水进行精制？ 4、一次盐水精制过程如何进行？ 5、二次盐水精制过程由哪几部分构成？ 6、盐水二次精制过程有多步处理过程组成，为什么第一步是脱除次氯酸根？ 7、二次精制过程中，为什么要调节盐水pH值？如何选择pH值范围？ 8、螯合树脂的吸附工作原理和交换原理。 * 第七十二页，共一百三十五页。 四、离子膜电解工艺操作条件* （一）基本概念 1.电流效率 在电解过程中，由于在电极上要发生一系列副反应，溶液中一些杂质离子也要在电极上放电，以及电路漏电等因素，电解时的实际产量要比理论产量低。实际产量与理论产量之比，称为电流效率或电流利用率，用η表示。 在现代氯碱工厂中，电流效率一般为95%～97%。 * 第七十三页，共一百三十五页。 影响电流效率的因素： ①离子交换膜的交换容量； ②电解槽结构； ③NaOH浓度； ④阳极液中NaCl浓度； ⑤电流密度； ⑥