旭化成电解槽在离子膜法制钾碱中的应用

刘新合 张静 蔡生钰 张发英（青海盐湖股份有限公司化工分公司，青海 格尔木 816000）

旭化成电解槽在离子膜法制钾碱中的应用

刘新合 张静 蔡生钰 张发英（青海盐湖股份有限公司化工分公司，青海 格尔木 816000）

离子膜法是当前氯碱工业中制碱的最佳方法之一，而其中离子膜法制钾碱更是对氯碱工业的发展具有重要意义。自我国引进旭化成电解槽后，如何将其更好地应用到离子膜法制钾碱中，就成为了行业内的一个热点问题。本文结合该行业的相关经验，概述了旭化成电解槽的相关内容，分析了离子膜法制钾碱的相关工艺，就如何在离子膜法制钾碱中应用好旭化成电解槽，并发挥其实用价值提出了相关见解，以供具体的实践或研究进行参考。

旭化成电解槽；离子膜法制钾碱；应用

无论是从世界范围内看还是就我国而言，离子膜法都是现阶段最为可靠的制碱方法，它对于提升钾碱产量，满足钾碱产品需求，推动氯碱工业的生产发展都发挥了重要作用。在新时期的背景下，各国为了进一步推动自身氯碱工业发展，纷纷引入了先进的生产方式，我国就由日本的旭化成公司引入了电解槽，并将其应用于离子膜法制钾碱中，取得了良好的实践效果。本文正是基于这一背景来对上述问题进行分析探讨，具有较强的现实意义和行业参考价值。

1 旭化成电解槽简述

在上文中已经提到，我国由日本的旭化成公司引入了电解槽，这也是旭化成电解槽名字的由来。从旭化成电解槽的特征来看，基于槽型进行分类它被归为复极槽；而基于电解液循环方式进行分类它则被归为强循环工艺。在旭化成电解槽的实际应用中，考虑到强制循环所具有的高能耗和高压差问题，为了避免离子膜损耗过大而降低使用寿命，所以对电解槽进行了改造，以自然循环作为电解槽电解液循环方式。通过这一改造，不仅有效降低了对离子膜的损坏，保障了离子膜的使用寿命，还可以节约电量，为阳极室提供饱和盐水，无需外部循环即可排出单元槽淡盐水，取得了良好的应用效果，从总体上降低了对离子膜的影响。

2 离子膜法制钾碱的工艺分析

离子膜法制钾碱在实践生产中非常普遍，其主要的工艺原理是在阳极和阴极间设置带有选择性渗透的阳离子，如果碱液经由阴极室或者盐水经由阳极室就会发生电解。在这一过程中，经过电解的氯化钾将被电离为K+、Cl-，此时在阳极室中放置Cl-进行放电，即可获得氯气。而在离子膜法的作用下，把K+转移到阴极室中，受电解作用的影响会生成OH-及氢气，此时K＋和OH-经由反应作用生成氢氧化钾。以上就是离子膜法制钾碱的主要过程，从上述过程中可以看出，这一制作方法不仅效率较高，而且所造成的污染及能耗问题都可以控制在一个合理的范围内，在实际的化工生产中具有极高的应用价值。

3 旭化成电解槽在离子膜法制钾碱中的应用

一般情况下，旭化成电解槽是于单元槽上方不通电处实现气液分离室的设置，这样可以较为容易的在通电部位实现气泡及电解液的引入，同时无需损失任何压力，还能够及时把氯气引入到电解槽外部，避免离子膜干区出现。另外需要强调的是，该方法不会因为气体流动而造成分离气液面振动。在实际的离子膜法制钾碱过程中，应用旭化成电解槽能够于盐水稀释、树脂塔控制等方面实现。

就树脂塔控制而言，关键在于把一次盐水送至树脂塔中，并对金属阳离子进行清理，使钙镁离子小于20ppb。而想要实现这一目的，就涉及到了离子膜交换塔的应用，其运行将直接关系到生产。需要指出的是，在离子膜电解中，对于二次精制盐水有着较高的质量要求，如果质量不达标，易损坏离子膜，进而会降低它的使用寿命，所以树脂塔控制的重要性自然不言而喻。就树脂塔再生而言，首先需要水洗，通过纯水把再生塔余下盐水替换，把纯水由顶塔灌入，盐水进入回收盐水槽。其次需要反洗，由塔底引入水，并把小树脂颗粒分离。再次需要进行酸再生，把稀释盐酸送至树脂塔，通过H+置换，同时把余下盐酸用纯水置换并排至废水槽。其次KOH再生，将稀释钾碱送至树脂塔，利用K+置换出H+，用纯水置换，废水排至废水槽。最后盐水置换，盐水由塔底进入，由塔顶进入回收盐水槽。

就盐水稀释而言，其主要原因是阳极液中残留的氮气需要通过淡盐水置换。然而在实际操作中，淡盐水通过二次精制盐水构成，需要通过离子水进行稀释。一般情况下，该项任务会在电解停止时实行，盐水电解过程中必须中断电解槽的加入，并通过二次盐水流量来计算去离子水用量。在应用旭化成电解槽后，制钾碱的工作会变得更为容易，同时基于自然循环能力所带来的优势，可以避免对离子膜的损害。因此综合来看，该项技术在实际生产中具有极高的推广价值，可以对制钾碱工作带来诸多的帮助。

通过上述分析能够看出，在离子膜法制钾碱的过程中应用旭化成电解槽具有非常显著的效果和价值，不仅能够保护电解槽不受到损害，还能加强对树脂塔的管理，对于很复杂的回路也有很好的控制效果，特别是在DCS上，都能非常高效的完成各项任务。总而言之，必须要扩大旭化成电解槽的应用领域，使其一方面创造出更多的产品，另一方面也能推动氯碱工业更好的开展下去。通过本次研究希望能对相关领域的工作起到有价值的参考，尽快研制出更先进的电解槽。

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