離子膜燒堿裝置教育

1、AAA氯堿分廠組織結(jié)構(gòu)AAA氯堿公司氯堿分廠樹脂分廠一次鹽水氯產(chǎn)品車間離子膜車間變電整流工段離子膜燒堿液氯工段離子膜燒堿次氯酸鈉三氯化鐵辦公室氯氫處理分析生產(chǎn)部50%堿 氯堿分廠生產(chǎn)工藝流程三 氯 化 鐵商 品 出 售燒 堿 送次 鈉 送送 生 產(chǎn) 部 水 處 理氯 氣 送淡 鹽 水鹽 泥 壓 濾 機(jī)鹽泥去 除S O 42 裝 置廢氯事 故 氯 裝 置氯 氣 處 理 工 序濕 氯 氣氯 氣鹽水淡 鹽 水淡 鹽 水 脫 氯離 子 膜 電 解二 次 鹽 水 精 制凱 膜 鹽 水 過(guò) 濾生 產(chǎn) 水 及 輔 料化 鹽 及 預(yù) 處 理原 鹽尾氯液 氯 送氫 氣 處 理 工 序堿 罐 區(qū)濕 氫 氣32%燒

2、 堿氫 氣 送尾氯次 氯 酸 鈉液 氯 工 序32wt%離子膜燒堿液氯及氯氣氫氣次氯酸鈉三氯化鐵50%離子膜堿燒堿是基本化工原料，廣泛應(yīng)用于石油、紡織、輕工、化工、塑料、制革、冶金鋁制造等部門，還可直接用于對(duì)堿質(zhì)量要求高的合成纖維、醫(yī)藥水處理及石油化工工業(yè)。造紙、合成洗滌及肥皂、粘膠纖維、人造絲及綿織品等輕紡工業(yè)方面農(nóng)藥、印染、染料、橡膠和化學(xué)工業(yè)方面石油鉆探，精煉石油油脂和提煉焦油的石油工業(yè)國(guó)防工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、木材加工、冶金工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)及城市建設(shè)等氫氧化鈉，俗稱火堿和苛性鈉，化學(xué)分子式NaOH。液態(tài)氫氧化鈉，它是一種無(wú)色透明狀液體，是一種強(qiáng)堿，具有強(qiáng)腐蝕性。固體燒堿為白色塊狀、片狀、棒狀或

3、粒狀等，純固體氫氧化鈉的熔點(diǎn)為318.4。燒堿吸濕性很強(qiáng)，極易溶于水，溶解時(shí)放出高熱，水溶液呈強(qiáng)堿性。固體燒堿曝露在空氣中，吸收水分后，變成粘稠狀液體，同時(shí)吸收二氧化碳轉(zhuǎn)化成為碳酸鈉。燒堿腐蝕性極強(qiáng)，對(duì)皮膚、織物和紙張侵蝕力很大。 離子膜電解槽電解槽概況電解槽技術(shù)規(guī)格及結(jié)構(gòu)1、型號(hào) BiTAC-8882、膜類型 F-80203、每臺(tái)電槽單元數(shù)或膜數(shù) 734、陽(yáng)極有效面積 3.276m2735、電流 14.86KA6、電流密度 4.537ka/m27、陽(yáng)極 鈦底盤+鈦網(wǎng)(DSA涂層)8、陰極 鎳底盤+鎳網(wǎng)(活性涂層)9、電解槽數(shù)量 4套BiTAC電解槽特點(diǎn)低電能消耗低電能消耗BITAC電解槽由于

4、有較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，消耗電能非常小，且均一地電流分布，最小的電極距和高性能的活性陰極，在BiTAC復(fù)極單元的設(shè)計(jì)中，凹槽和突起被錯(cuò)開，形成一種象波浪式結(jié)構(gòu)，這能使電解液均勻的分布，以及相等的電解液濃度和氣體平靜地分離，這也導(dǎo)致一種均一電流分布和較長(zhǎng)的膜壽命。膜和陰極之間狹窄的間距，能減小槽單元電壓降。BiTAC電解槽能接受任何隨意的間距，調(diào)節(jié)陰極彈簧使窄間距達(dá)到限定值，因此它能適合不同膜的需要。BITAC使用鎳作為陰極材料，電解電流通過(guò)陰極網(wǎng)流向鎳板，而不是流向鈦板，因?yàn)殁伒膶?dǎo)電性比鎳的導(dǎo)電性低6倍，所以BiTAC 能獲得一個(gè)較低的結(jié)構(gòu)電壓降。BiTAC電解槽特點(diǎn)高產(chǎn)品質(zhì)量由于把HCl加到陽(yáng)極循

5、環(huán)系統(tǒng),氯氣中氧氣含量能降低到05%，HCl的增加有助于使生成氯酸鈉等副產(chǎn)品最少，并減少電解中的氯氣損失,燒堿中次酸鈉含量也少。電解槽材質(zhì)每個(gè)陽(yáng)極單元用機(jī)械強(qiáng)的結(jié)構(gòu)和抗電解液腐蝕的材料：鈦合金用于陽(yáng)極室，鎳用于陰極，保證長(zhǎng)久使用壽命?？梢姷牧黧w BiTAC有一種專用的透明的TEFTON管用于每個(gè)腔室的出口管，通過(guò)這個(gè)透明的管子可知膜是否損壞，比如針孔，在電解廠房巡回中，檢查電解液的流量和顏色，能容易地判斷出來(lái)。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝先進(jìn)的生產(chǎn)工藝環(huán)保型清潔生產(chǎn) :離子膜技術(shù)它還徹底根治了石棉（隔膜法）、水銀（水銀法）對(duì)環(huán)境的污染，傳統(tǒng)的隔膜法、水銀法相比，具有能耗低占地面積小、生產(chǎn)能力大及能適應(yīng)電流晝

6、夜變化波動(dòng)大等優(yōu)點(diǎn)。高質(zhì)量 :具有出槽堿濃度高、純度高、質(zhì)量好的特點(diǎn)。安全性：離子膜電解自動(dòng)化程度高，有聯(lián)鎖有安全氯氣吸收裝置。經(jīng)濟(jì)性：投料成本低，電耗低，蒸汽低，鹽耗低技術(shù)性：技術(shù)先進(jìn)，高電流高電密，復(fù)極循環(huán)式電解工藝。離子膜電解制堿技術(shù)被世界公認(rèn)為技術(shù)最先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上最合理的氫氧化鈉生產(chǎn)方法，代表了當(dāng)今電解制堿技術(shù)的發(fā)展方向。離子膜燒堿工藝流程140工序、150工序、200工序工藝流程簡(jiǎn)圖(5萬(wàn)噸離子膜燒堿項(xiàng)目) FG2005 FG2009 FG2004 FG2002 FG2009 FG2004 FG2005 FG2006N2SLWC32%堿來(lái)自977正常生產(chǎn)氫氣停車氫氣N2SLWCRWCW

7、CRWC產(chǎn)品去E2002 LV2001純水來(lái)自界區(qū)外2001 HC HV20011401AICA AV1401 FG14011401FIA純水去純水總管脫氯鹽水來(lái)自P1602ABJ1502J1501E2001P2002A/BV2002P2001A/BSC2005V2001R-2001-02R-2001-02R-2001-04R-2001-03V2004P1501ABV1501F1501T1501CT1501BT1501AP1505BP1505AP1504V1506V1503V1504V1505FG1504 FG150332%堿來(lái)自977WIWIABE1401E1402SL事故氯去T9001V2

8、003AV2003B氯水去V1605鹽酸來(lái)自界區(qū)外 鹽酸去V1603V1407P1407AB亞硫酸鈉來(lái)自P1603ABP1402ABV1402WD過(guò)濾鹽水去971工序過(guò)濾鹽水來(lái)自971工序 氯水來(lái)自 P1606A/BWI淡鹽水去T1601純水來(lái)自P1505A/B氯水去V1605氯氣來(lái)自P1601A/B去氯干燥離子膜燒堿工藝中主要工序二次鹽水：精制鹽水，螯合吸附離子膜電解：制取氫氧化鈉、氯氣和氫氣淡鹽水真空脫氯：真空，提取淡鹽水中的氯氣，淡鹽水循環(huán)利用事故氯處理：吸收裝置中的尾氣及聯(lián)鎖停車氯氣，實(shí)現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)變電整流：交流變直流，供電解用DCS主控：集中自動(dòng)化控制操作離子膜燒堿工藝介紹離子膜燒堿工

9、藝介紹 二次鹽水二次鹽水l二次鹽水：制取精鹽水，螯合吸附二次鹽水：制取精鹽水，螯合吸附l工作原理工作原理l從鹽水工序來(lái)的一次鹽水中的Ca2+,Mg2+,Sr2+,Ba2+等二價(jià)金屬離子可以被一種鈉離子螯合樹脂選擇性的吸附。吸附二價(jià)金屬后的螯合樹脂通過(guò)HCl脫析、NaOH再生，從而使樹脂恢復(fù)性能，達(dá)到反復(fù)使用的目的。l之所以需要鹽水精制是為了電解槽中離子交換膜的安全要求，因?yàn)殡x子膜對(duì)例如Ca、Mg、Sr、Ba、 Fe之類的高價(jià)離子非常敏感，考慮到延長(zhǎng)膜的使用壽命就需要提供給高價(jià)離子含量在20PPb以下的精制鹽水。為了除鹽水中的殘留雜質(zhì)達(dá)到所要求值，二次鹽水精制就必不可少。l過(guò)濾鹽水經(jīng)過(guò)使用螯和樹

10、脂去除了Ca 、Mg等離子之后被稱為二次精制鹽水，這類樹脂是具有以螯和形式去除溶液中的金屬離子雜質(zhì)的功能。離子膜燒堿工藝介紹離子膜燒堿工藝介紹- 二次鹽水二次鹽水l工藝流程概述工藝流程概述l二次鹽水精制的作用是把過(guò)濾鹽水中的多價(jià)陽(yáng)離子(Ca2+、Mg2+等離子)降至20ppb以下，以符合進(jìn)離子膜電解槽的要求。l由一次鹽水制備工序來(lái)的一次鹽水進(jìn)入過(guò)濾鹽水槽（V1501），經(jīng)過(guò)濾鹽水泵（P1501）將鹽水送至鹽水換熱器（E1501）與蒸汽換熱,出換熱器（E1501）的鹽水溫度達(dá)60左右進(jìn)入螯合樹脂塔第一塔的塔頂，在降低鹽水中的鈣鎂含量后，鹽水由第二塔的底部流出經(jīng)樹脂捕集器（F1501）進(jìn)入精鹽水槽

11、（V1502），由精鹽水泵將二次鹽水送至電解工序。每塔運(yùn)行48小時(shí)后自動(dòng)切換離線再生。l再生是把切換下來(lái)的已經(jīng)吸附了大量多價(jià)陽(yáng)離子的樹脂用鹽酸和堿液進(jìn)行再生處理。再生過(guò)程包括堿洗、酸洗和脫離子水洗三個(gè)步驟。離子交換樹脂塔運(yùn)行和再生均為自動(dòng)切換、控制。離子膜燒堿工藝介紹 離子膜電解l離子膜電解原理：lDonnon膜理論闡明了具有固定離子和對(duì)離子的膜有排斥外界溶液中某一離子的能力。在電解氯化鈉水溶液所使用的陽(yáng)離子交換膜的膜體中有活性基團(tuán)，它是由帶負(fù)電荷的固定離子如SO3-，COO-，同一個(gè)帶正電荷的對(duì)離子H+Na+形成靜電鍵。活性基團(tuán)中的Na+可以與溶液中的同電荷的Na+進(jìn)行離子交換，表現(xiàn)出有選擇

12、性的互換；與此同時(shí)，活性基團(tuán)中的帶負(fù)電荷的固定離子具有排斥Cl-,OH-的能力， 這樣水化鈉離子通過(guò)膜能遷移到陰極室，水份子也伴隨著遷移。此外，少量的Cl-也擴(kuò)散到陰極，少量的OH-也遷移到陽(yáng)極。l陽(yáng)極主要電解反應(yīng)式如下: NaClNa+Cl-l2Cl-2eCl2l 4OH-4eO2+2H2Ol陰極主要電解反應(yīng)式如下：2H2O+2eH2+2OH-l整個(gè)電化反應(yīng)： 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+ H2 離子膜燒堿工藝介紹 離子膜電解工藝說(shuō)明l由二次鹽水精制工序螯合樹脂塔來(lái)的精鹽水經(jīng)鹽水加熱器（E2003）送入離子膜電解槽（R2001AD）的入口總管，通過(guò)與總管相連的進(jìn)口軟管，將陽(yáng)極液輸

13、送到每個(gè)單元槽的陽(yáng)極室，發(fā)生電解反應(yīng)產(chǎn)生淡鹽水和氯氣。電解后的陽(yáng)極液進(jìn)入裝配在電解槽上的分離器分成淡鹽水與濕氯氣，分離出來(lái)的氯氣進(jìn)入鹽水加熱器與精鹽水換熱后去氯氫處理工序，從分離器出來(lái)的淡鹽水依靠重力作用自流進(jìn)入陽(yáng)極液接受器（V2001），一部分淡鹽水通過(guò)液位控制計(jì)用淡鹽水泵（P2001A/B）送至淡鹽水脫氯工序，另一部分淡鹽水與精鹽水混合后，返回電解槽進(jìn)行再循環(huán)。為防止停車時(shí)產(chǎn)生鹽結(jié)晶，加入純水對(duì)電解槽陽(yáng)極液進(jìn)行稀釋，同時(shí)還可將陽(yáng)極液濃度調(diào)節(jié)到符合開車時(shí)的離子膜要求。離子膜燒堿工藝介紹 離子膜電解工藝說(shuō)明l循環(huán)堿液經(jīng)堿循環(huán)泵（P2002A/B）送入堿換熱器（E2001）換熱后，通過(guò)與電解槽入

14、口總管相連的進(jìn)口軟管，將堿液送至各單元槽的陰極室。電解產(chǎn)生的堿液和氫氣兩相流體，經(jīng)分離后氫氣送至氯氫處理工序，堿液在重力作用下流入堿液循環(huán)槽（V2002），其中一部分作為產(chǎn)品送至成品貯槽待售。另一部分作為循環(huán)堿液進(jìn)入電解槽。堿換熱器對(duì)循環(huán)堿液進(jìn)行冷卻，開車時(shí)對(duì)電解堿液進(jìn)行蒸汽加熱，使電解槽的工作溫度保持在8590之間。電解槽中的堿液通過(guò)控制循環(huán)堿液的純水加入量，保持堿液濃度在最適合離子膜性能的32%左右。l當(dāng)電解槽需要檢修或停用一段時(shí)間，電解液、氯氣和氫氣要從電解槽中排掉。電解槽內(nèi)的陽(yáng)極液直接排放到陽(yáng)極液接受槽，經(jīng)淡鹽水泵送至淡鹽水脫氯工序的脫氯塔，堿液直接排至堿液回收槽（V2006），由堿回

15、收泵（P2004）送至成品堿貯槽。離子膜燒堿工藝介紹 真空脫氯n工作原理工作原理n1.1.1真空脫氯：由于電解所產(chǎn)生的淡鹽水是需要重新利用的，而真空脫氯：由于電解所產(chǎn)生的淡鹽水是需要重新利用的，而淡鹽水中的溶解有一定淡鹽水中的溶解有一定Cl2需要脫除。可以通過(guò)抽取真空的方式，需要脫除?？梢酝ㄟ^(guò)抽取真空的方式，降低液體表面的分壓，并增加鹽酸酸度，有利于降低液體表面的分壓，并增加鹽酸酸度，有利于Cl2形成并逸出。形成并逸出。主要反應(yīng)式及化學(xué)平衡：主要反應(yīng)式及化學(xué)平衡：Cl2+H2OHClO+H+Cl-n1.1.2化學(xué)脫氯：在脫氯塔中鹽水中通過(guò)真空降低氯氣的平衡分壓化學(xué)脫氯：在脫氯塔中鹽水中通過(guò)真空

16、降低氯氣的平衡分壓以除去游離氯，脫氯塔出口鹽水的有效氯含量會(huì)被降低到以除去游離氯，脫氯塔出口鹽水的有效氯含量會(huì)被降低到10ppm的水平。需加入燒堿中和，并用少量的亞硫酸鈉吸收剩余的有效的水平。需加入燒堿中和，并用少量的亞硫酸鈉吸收剩余的有效氯，使淡鹽水中的游離氯降到氯，使淡鹽水中的游離氯降到1ppm以下以下.主要反應(yīng)式如下：主要反應(yīng)式如下：n HCl+ NaOHNaCl+ H2OnHClO+NaOH NaClO+H2OnNaClO+Na2SO3 Na2SO4+NaCl離子膜燒堿工藝介紹 真空脫氯n工藝流程概述工藝流程概述n來(lái)自氯氣鹽水熱交換器E-1402和氯氣液封槽 V-2003AB的氯水，從

17、界區(qū)外來(lái)的氯水、真空冷凝器的氯水及從NaClO3分解槽V-1603來(lái)的分解鹽水都被送入V-1605淡鹽水槽并與來(lái)自電解的淡鹽水一起被送入真空脫氯塔進(jìn)行脫氯處理(加熱）。脫氯鹽水從脫氯塔底部輸出并根據(jù)液位控制由P-1602泵送走，在脫氯鹽水輸送泵的吸入端要加入32wt%燒堿將淡鹽水中的酸度中和至PH值為9，并加入10%的亞硫酸鈉溶液以去除剩余的游離氯。n亞硫酸鈉溶液是在溶解槽中攪拌配制，并且由Na2SO3加料泵P1603AB加入到脫氯鹽水管路中后送至界區(qū)外。為了監(jiān)視進(jìn)入界區(qū)和鹽水中游離氯的含量，設(shè)有一臺(tái)氧化還原電位顯示器。同時(shí)P1603AB擔(dān)負(fù)向鹽水工序送入亞硫酸鈉。離子膜燒堿工藝介紹 事故氯處

18、理工作原理工作原理在吸收塔T-9001中，氯氣與噴流下來(lái)的18%的燒堿接觸吸收，發(fā)生反應(yīng)生成NaClO而吸收氯氣，根據(jù)下面的反應(yīng)式：Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O H=25.31KCAL熱的吸收劑通過(guò)氯氣緊急吸收冷凝器(E-9001)冷卻到35以下。從電解槽和其它相關(guān)工段序產(chǎn)生的氯氣，酸霧也用吸收劑燒堿吸收，使在排放到大氣前的氣體通風(fēng)口處氯氣散發(fā)標(biāo)準(zhǔn)小于 1ppm。此系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成能在緊急10分鐘吸收電解槽產(chǎn)生的氯氣。離子膜燒堿工藝介紹 事故氯處理工藝流程概述工藝流程概述從電解槽出來(lái)的32%堿輸入18%NaOH貯槽(V-9004)用純水稀釋到18%，18%的堿抽到NaOH高位貯

19、槽(V9003)，送到氯氣事故吸收塔(T-9001)和NaClO接收槽(V-9001)為操作提前準(zhǔn)備。在正常操作下，一臺(tái)氯氣事故堿泵(P-9001A或B)不停循環(huán)的輸送18%的堿作為吸收劑，通過(guò)板式冷卻器(E-9001)到氯氣事故吸收塔(T-9001)，回流到次氯酸鈉循環(huán)槽(V-9001)；當(dāng)堿濃度降到10%以下或次氯酸鈉達(dá)到一定濃度時(shí)，輸送到次鈉貯V-9004，通過(guò)泵輸送給次氯酸鈉工序；廢氯氣鼓風(fēng)機(jī)(B-9001A/B)也在不停的抽取工作，保持塔內(nèi)一定的負(fù)壓。正常時(shí)不斷循環(huán)的堿液在塔內(nèi)吸收著裝置中的酸霧，保護(hù)著環(huán)境。在聯(lián)鎖跳閘時(shí)V-9003內(nèi)18%的堿會(huì)通過(guò)XV-9001閥自動(dòng)打開噴入T-9

20、001去吸收氯氣。 鹽水中如果含有1ppm的雜質(zhì)，離子膜要承受的雜質(zhì)的量。陽(yáng) 極 液陰 極 液315-325/電 密 下 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 4年 (1460天 )通 過(guò) 物 質(zhì) 為 325*1460=474,500如 果 鹽 水 中 有 1雜 質(zhì) ， 膜 中 要 承 受 的 雜 質(zhì) 474,500*1 在高電流密度下的影響陽(yáng)極液陰極液 372-375/電密下，運(yùn)轉(zhuǎn)4年(1460天)通過(guò)物質(zhì)為375*1460=547,500如果鹽水中有1雜質(zhì)，膜中要承受的雜質(zhì)547,500*1 一次鹽水及二次鹽水中雜質(zhì)含量序號(hào)序號(hào)鹽水中雜質(zhì)名稱鹽水中雜質(zhì)名稱一次鹽水一次鹽水二次鹽水二次鹽水單位單位1 1Ca+MgCa

21、+Mg 1 10.020.02ppm2 2SrSr 0.50.50.05(0.05(杜邦杜邦0.4)0.4)ppm3 3BaBa 0.50.50.50.5ppm4 4Fe Fe 0.20.20.20.2ppm5 5Al Al 0.10.10.10.1ppm6 6I I 0.20.20.20.2ppm7 7SiOSiO2 2 5 55 5ppm8 8SOSO4 42-2- 57575757g/l9 9MnMn 0.010.01ppm1010Ni Ni 0.010.01ppm1111SS SS 1 11 1ppm1212TOC TOC 10101010ppm 鈣Ca的影響 Ca的上限是Ca+Mg2

22、0ppb 降低電流效率 以鹽的形式沉積在膜的陰極側(cè)表面的羧酸層(如高碘酸鈣，硅酸鈣)。 以Ca(OH)2沉積，危害大，形成大顆粒沉積在靠近膜陰極側(cè)，影響電流效率，沉積量大時(shí)，引起電壓少量上升。 Ca(OH)2雖然可以被純凈鹽水迅速溶解，電壓隨之下降，但是電流效率無(wú)法完全恢復(fù)。 杜邦公司實(shí)驗(yàn)測(cè)試，鈣對(duì)電流效率的影響%電流效率運(yùn) 行 時(shí) 間 (天 ) 鎂Mg的影響 導(dǎo)致電壓升高，對(duì)電流效率有較小的影響 通常以Mg(OH)2的形式沉積下來(lái)，靠近膜的陽(yáng)極側(cè)磺酸樹脂層中。 以鎂的硅酸鹽沉積物 高碘酸鎂沉積物 Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2低。 杜邦公司測(cè)試鎂對(duì)電壓的影響運(yùn)行時(shí)間 (天)電壓3.65

23、3.603.553.503.453.400202530 35鹽水中 鍶Sr影響 導(dǎo)致電流效率下降 以Sr(OH)2的形式沉積在膜的陰極側(cè)。 Sr(OH)2的溶解度比Ca(OH)2大，對(duì)電流效率的影響比Ca(OH)2小。 如果鹽水中含有5ppm Sr ,將導(dǎo)致電流效率每月下降3%，并有可能導(dǎo)致電壓每月上升50mv. 氫氧化物的沉積 Ksp=M+OH-2 at 90 氫氧化鍶 510-1 氫氧化鈣 910-7 氫氧化鎂 410-12 沉積系數(shù)越小，溶解度越小，越容易形成沉積，危害越容易形成，對(duì)其控制要求越高。 氫氧化鈣、鎂、鍶沉積的位置 離子膜的結(jié)構(gòu)與功能 有關(guān)鈣鎂鍶的總結(jié)： Sr 0.4ppm,

24、4.06.0ka/m2沉積在膜陰極側(cè)表面，對(duì)電流效率有一些影響。 Ca: Ca+Mg 20ppb,鈣沉積在膜的羧酸樹脂層中，主要影響電流效率。 Mg: 鎂沉積在膜的磺酸樹脂層中，主要影響電壓。 鋇的影響及上限 鋇的控制上限(Ba2+1ppm,1.54.0ka/m2) (Ba2+0.5ppm,4.06.0ka/m2) 在膜的陰極側(cè)表面或陰極液中形成Ba(OH)2 氫氧化鋇的沉積系數(shù)210-1 如果鹽水中有碘存在，會(huì)與碘形成Ba(H2IO6)2沉積下來(lái)。. 碘的影響 碘的控制上限I1ppm,1.54.0ka/m2 碘的控制上I0.2ppm,46ka/m2 導(dǎo)致電流效率下降 I-在陽(yáng)極液中被氧化成I

25、03-；在膜中被氧化成I04-； 其含量超過(guò)1ppm，與鈉能沉積下來(lái) 其含量小于1ppm，與鈣、鋇沉積下來(lái) 時(shí)間長(zhǎng)有可能使電壓上升。 碘的影響取決于與哪一種陽(yáng)離子形成沉積 Ba+I對(duì)電流效率和電壓都有少量影響 Ca+I主要影響電流效率 有關(guān)碘的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn) 一旦碘的雜質(zhì)進(jìn)入離子膜中的堿性環(huán)境，碘酸鹽即被氧化為高碘酸鹽。并生成了不溶的高碘酸鈉和非常不溶的高碘酸鎂、高碘酸鍶、高碘酸鋇。 即便鈣、鍶、鋇的含量極低，膜中的高碘酸鹽也可以與其形成沉積，并對(duì)電流效率產(chǎn)生不同程度的影響。 有關(guān)碘的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn) 碘與其它雜貨形成的復(fù)合沉淀物可能會(huì)對(duì)電壓或電流效率造成影響。 如果在系統(tǒng)中鋇的含量高，則鋇與碘會(huì)生成非

26、常小的顆粒，并且沉積在離子膜中緊靠陰極側(cè)表面的位置，或表面或無(wú)規(guī)律沉積在離子膜中。 它沉積位置可能取決于陽(yáng)離子對(duì)其溶解度的影響。如BaNa4(H2IO6)2 Ba2Na2(H2IO6)2 Ba3 (H2IO6)2 硅Si 硅的上限SiO25ppm 導(dǎo)致電流效率下降，不影響電壓 它本身并不是問(wèn)題，但與鈣、鋁、鈉沉積在離子膜陰極側(cè)表面。 隨著水的遷移，硅以中性的或者可溶性的陽(yáng)離子形式進(jìn)入離子膜中。 在膜中，隨著PH值的升高，它變?yōu)榭扇苄缘年庪x子SiO32- 硅在離子膜中的沉積 它在電場(chǎng)力的作用下以陰離子的形式停留在離子膜中 硅在離子膜中的濃度比其在陽(yáng)極液和陰極液中的濃度要高，就像一個(gè)水庫(kù)一樣； 隨

27、著更多的硅從陽(yáng)極液進(jìn)入離子膜，有些硅通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入陰極液，并最終形成平衡。 硅的沉積原理 硅使得離子膜對(duì)雜質(zhì)更加敏感 硅可以像一個(gè)捕集器一樣將很多雜質(zhì)沉積下來(lái) 硅酸鈣(CaSiO3)的溶解度小于氫氧化鈣； 復(fù)合鹽Na2Ca2SiO7 . nH2O 和鋁一起，形成鋁矽酸鈉 Na2Al2Si3O10.7H2O, 3(Na2Al2Si2O8).2NaCl 鋁的影響 鋁的上限Al0.1ppm 導(dǎo)致電流效率的下降 可與硅酸鹽和鈉一起沉積下來(lái) 來(lái)源： 鹽中的泥土 真空鹽 鋁在離子膜中的沉積 鋁在陽(yáng)極液中被酸化，變?yōu)殡x子 以陽(yáng)離子的形式進(jìn)入離子膜，但隨PH值升高變?yōu)榱丝扇苄缘年庪x子 在離子膜中以陰離子的形式沉

28、積下來(lái)，機(jī)理與硅類似 硫酸根的影響 上限 Na2SO410g/l,或SO42-7g/l 可耐受的量較大，因離子膜本身排斥硫酸根的。 導(dǎo)致電流效率下降 會(huì)以Na2SO4或三聚鹽的形式沉積在靠近離子膜陰極側(cè)的位置。 其對(duì)膜的損害與氫氧化鈣類似，但沉積的位置不同。鈣離子沉積在聚合物中，即電流通過(guò)的地方；硫酸根沉積在增強(qiáng)網(wǎng)上，即電流微弱的處。 鐵離子的影響 鐵的控制上限為Fe0.2ppm 鐵主要導(dǎo)致電壓上升，影響陰極性能。 Fe，F(xiàn)e 2+等在陽(yáng)極液中被氧化成高價(jià)鐵離子，進(jìn)入離子膜形成Fe(OH)3。 由于Fe(OH)3為帶正電的膠體，電流越高受陰極的吸引越強(qiáng)，在離子膜陽(yáng)極一側(cè)粘附得越牢固，形成的塊狀

29、固體也越致密，引起槽電壓升高越快，上升幅度也越大。 鐵離子超標(biāo)使離子膜陽(yáng)極出口變黃(紅)色 雜質(zhì)對(duì)離子膜影響小結(jié)： 雜質(zhì)進(jìn)入離子膜方式：陽(yáng)離子在電場(chǎng)力的作用下進(jìn)入膜中；中性或兩性的雜質(zhì)隨著水的遷移進(jìn)入膜中；陰離子隨著水的遷移進(jìn)入膜中，由于電場(chǎng)力的作用，其進(jìn)入速度很慢。 雜質(zhì)進(jìn)入膜中將會(huì)：沉積在膜的陽(yáng)極側(cè)表面；穿過(guò)膜；取代鈉離子；沉積在膜是里面(其所沉積的位置和顆粒大小決定著對(duì)離子膜的影響) 雜質(zhì)對(duì)離子膜影響小結(jié)： 雜質(zhì)會(huì)以氫氧化物、鹽或復(fù)合鹽的形式沉積下來(lái)。 其沉積的溶解度決定了其沉積的位置、顆粒大小及其影響。 如果雜質(zhì)沉積在靠近離子膜的陰極側(cè)表面的位置，那么將會(huì)對(duì)膜造成機(jī)械損傷并導(dǎo)致電流效率下降。 雜質(zhì)對(duì)離子膜影響小結(jié)： 如果雜質(zhì)沉積在膜中，那么將導(dǎo)致電壓上升。 雜質(zhì)造成的影響將會(huì)是積累的。即使雜質(zhì)的量不大，其長(zhǎng)時(shí)間的影響將是很大的。 另外，雜質(zhì)可能對(duì)電極的活性影響。 鹽水中的有機(jī)雜質(zhì) TOC(Total Oxidizable Carbon) 碳?xì)浠衔铮篠olvents溶劑，Oils油,Greases脂，Tars柏油。 來(lái)源于潤(rùn)滑劑，油漆，涂料，制冷