精制盐水的电解3任务三81课件.ppt

任务三精制盐水的电解（3）——离子交换膜课前复习表3-2单极槽与复极槽之间的区别工作任务导入上节课我们讲了离子膜电解槽的电解的相关知识与生产工艺流程（单极与复极槽的异同点）；下面我们继续学习离子膜电解槽的结构、工作过程和离子交换膜的选择依据等工业应用案例—离子交换膜电解槽二、复极式离子交换膜电解槽的工作过程1.BiTAC-859复极式离子膜电解槽的结构由一块阳极终端板，若干中间单元和一块阴极终点板组成，利用14根紧固螺栓压紧成压滤机式，其电极尺寸为1400×2340mm，有效面积为3.276m2，密封压边为30mm。在两个单元之间安装一张离子交换膜，将阳极室与阴极室有效地分开。其整体结构。工业应用案例—离子交换膜电解槽图3-13BiTAC-859复极式离子膜电解槽的基本结构示意图工业应用案例—离子交换膜电解槽2.BiTAC-859复极式离子膜电解槽单元槽内的液体均布流动形式图3-14BiTAC-859复极式离子膜电解槽底部进液系统示意图工业应用案例—离子交换膜电解槽图3-15BiTAC-859复极式离子膜电解槽单元槽内的液体均布流动形式示意图工业应用案例—离子交换膜电解槽图3-16BiTAC-859复极式离子膜电解槽单元极板上电流流动形式示意图3.图3-7BiTAC-859复极式离子膜电解槽单元极板上电流流动形式示意图上节课我们学习了复极式离子膜电解槽的结构组成由许多组电解单元组成的，而每一组电解单元是由阳极、离子交换膜和阴极组成的，从而实现了精制盐水电解的生产过程。下面我们一起学习关于离子交换膜的相关知识，以便于更好地理解离子膜电解槽的工作过程。离子交换膜图3-17离子交换膜的种类一、离子交换膜的种类阳离子交换膜12.离子膜电解槽离子交换膜图1.全氟羧酸膜（Rf—COOH）全氟羧酸膜是一种具有弱酸性和亲水性小的离子交换膜。膜内固定离子的浓度较大，能阻止OH-的反渗透，因此阴极室的NaOH浓度可达35%左右。而且电流效率也较高，可达95%以上。它能置于PH＞3的酸性溶液中，在电解时化学稳定性好，缺点是膜电阻较大，在阳极室不能加酸，因此氯中含氧较高。离子交换膜离子交换膜1.全氟磺酸膜（Rf—SO3H）全氟磺酸膜是一种强酸型离子交换膜。这类膜的亲水性好，因此膜电阻小，但由于膜的固定离子浓度低，对OH-的排斥力小。因此，电槽的电流效率较低，一般小于80%。且产品的NaOH浓度＜20%，但化学稳定性优良。由于其Pka值小（酸度大）,故能置于PH＝1的酸性溶液中，即电解槽阳极液内可添加盐酸中和OH-，因此，产品氯气质量好，含O2/Cl2＜0.5%。离子交换膜3.全氟羧酸/磺酸复合膜（Rf-COOH/Rf-SO3H）全氟羧酸/磺酸复合膜是一种性能优良的离子膜，使用时较薄的羧酸层面向阴极，较厚的磺酸层面向阳极，因此兼有羧酸膜和磺酸膜的优点。由于Rf-COOH层的存在，可阻挡OH-返迁移到阳极室，确保了高的电流效率，可达96%。又因Rf-SO3H层的电阻低，能在高电流下运行，且阳极液可用盐酸中和，产品氯气含氧量低，NaOH浓度可达33%～35%。

离子交换膜

二、氯碱生产工艺对离子膜性能的要求离子交换膜实现离子交换的过程（3）离子交换膜实现离子交换的过程用于氯碱工业的离子交换膜是一种能耐氯碱腐蚀的阳离子交换膜。膜内存在固定离子和可交换的对离子的膜，有排斥外界溶液中某一离子的能力。在电解食盐水溶液采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R-SO3-、R-COO-；同一个带正电荷的对离子Na+形成静电键，磺酸型阳离子交换膜的化学结构简式为离子交换膜实现离子交换的过程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，使其活性基团中的对离子Na+可以与水溶液中的同电荷的Na+进行交换。与此同时膜中的活性基团中固定离子具有排斥Cl-和OH-的能力，从而获得高纯度的氢氧化钠溶液。图3-18离子交换膜示意图