任务四离子交换膜法电解离子膜法于1966年由美国杜邦DuP.pptVIP

任务四离子交换膜法电解离子膜法于1966年由美国杜邦（DuPont）开发的全氟磺酸阳离子交换膜（Nafion）。离子膜法与隔膜法相比，有以下特点。优点：投资省、出槽的碱液浓度高、能耗低、碱液质量好、氯气及氢气纯度高、无污染等。缺点：对精制盐水要求高，一般要进行二次精制（增大投资）、离子膜昂贵，易损坏。烧碱1、离子膜法制碱原理离子膜的阴极室与阳极室是用离子膜隔开。由于离子膜的选择渗透性仅允许阳离子Na+透过膜进入阴极室，而阴离子Cl-却不能透过。离子交换膜示意图离子膜法电解制碱原理示意图烧碱2、离子交换膜的性能和种类2.1离子交换膜的性能离子膜法氯碱生产工艺对离子膜的性能的要求：①电解时，阳极侧是强氧化剂氯气、次氯酸根及酸性溶液；强度和柔韧性好。②具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。③具有很高的离子选择透过性离子交换膜的性能由离子交换容量（IEC）、含水率、膜电阻三个主要特性参数决定。离子交换容量（IEC）：以膜中每克干树脂所含交换基团的摩尔数表示；含水率：指每克干树脂中的含水量，以%表示；膜电阻：以单位面积的电阻表示，单位是Ω/m2。2.2离子交换膜的种类根据离子交换基团的不同，离子交换膜可分为全氟磺酸膜、全氟羧酸膜、全氟（磺酸/羧酸）复合膜。烧碱3、离子交换膜电解槽每个电解单元由阳极、离子交换膜与阴极组成。离子膜电解分为单极式和复极式两大类。3.1MGC电解槽MGC电解槽由六个部件组成，即端板、拉杆、阳极盘、阴极盘、铜电流分布器等。该槽型每台电解槽的阳极和阴极不超过30对。3.2旭化成复极式电解槽旭化成复极式电解槽为日本旭化成生产，是我国最早引进且使用最广泛的一种槽型。该槽是板框压滤机式，98支单元槽依靠一段油压装置紧固密封。烧碱任务五盐水的制备与电解产品的后加工1、盐水的制备工业原盐溶于水后，其中含的杂质：Ca2+、Mg2+、SO42-和机械不溶性杂质对电解十分有害。盐水必须经过精制才能进入电解槽。1.1盐水精制原理先加入NaCO3：Ca2++CO32-==CaCO3↓后加入NaOH：Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓BaCl2：Ba2++SO42-==BaSO4↓不溶性机械杂质，主要通过澄清过滤方式除去。为加速沉降，多采用高效有机高分子絮凝剂——聚丙烯酸钠。Ca2+、Mg2+降至10mg/L以下。若采用离子膜法电解，对盐水的质量要求更高，还需进行二次精制。将盐水通过微孔烧结碳素管过滤器过滤，再通过二至三级的阳离子交换树脂处理，Ca2+、Mg2+降至10μg/L以下。烧碱1.2盐水精制工艺流程（1）隔膜法盐水的精制盐水精制过程：溶化原盐、粗盐水的精制、浑盐水的澄清和过滤。烧碱（2）离子膜法的二次盐水精制烧碱2、电解产品的后加工2.1电解碱液的蒸发其主要目的是：①提高碱液浓度；②氯化钠与烧碱的分离（利用两者的溶解度来分离）。离子膜法烧碱：32％～35%，如果作为高纯度烧碱使用还需要蒸发浓缩；隔膜法烧碱11%～12%，氯化钠16%～18%，必须蒸发浓缩。氯碱厂的蒸发工序以蒸汽为热源，流程按碱液和蒸汽的走向分为逆流蒸发、顺流蒸发两大类；按蒸汽利用次数来分为双效、三效、四效等。蒸发工序的主要经济指标是蒸汽消耗。固碱的生产主要有间歇法锅式蒸熬和连续法膜式蒸发（熔盐加热）两种方法。烧碱烧碱2.2氯气、氢气的处理电解出来的湿氯气和湿氢气，温度约70～90℃，并为水蒸气所饱和。氯气的处理：先冷却除水蒸气，然后用干燥剂（浓H2SO4）进一步除水以达到氯气干燥的目的。氢气的处理：先经热交降至约50℃后进入氢气洗涤塔除杂，经罗茨风机升压后送用户。烧碱烧碱11