离子膜酸化原因及处理方法

董雷 ，于海军

(黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161033)

离子膜是氯碱装置重要的核心部件，离子膜性能的优劣决定了氯碱主产品烧碱的产量与品质，离子膜性能及使用寿命是决定氯碱装置运行状态的重要标准。保障离子膜良好的性能，延长离子膜使用寿命至关重要。

1 离子膜酸化的原因

离子膜酸化的原因有：进入电解槽阳极液浓度过低；电解槽加酸过量；氯气进入电解槽；阳极液pH值过低。离子膜被酸化后，离子膜的阳极侧磺酸层结构被破坏，磺酸层膨胀，羧酸层收缩，使离子膜分层。由于磺酸层和羧酸层的亲水性不同，水会聚集在磺酸层和羧酸层之间，致使离子膜产生水泡[1]。

2 离子膜被酸化后变化

离子膜被酸化后首先表现为电解槽电压大幅上升，离子膜效率下降，数据如表1所示。

3 不同类型离子膜酸化后处理方法

3.1 国产东岳DF-2807型离子膜酸化后处理措施

离子膜被酸化的电解槽停车后，将离子膜用2%～10%的弱碱水浸泡24 h。具体做法为：依据电解槽阴极室容积计算进入电解槽加碱量，保证阴极液含碱质量分数在2%～10%。向电解槽阴极侧充洗槽纯水，向碱液进口加碱，保障电解槽内为弱碱水。边充弱碱水边在阴极侧取样口取样，分析弱碱水浓度，保证弱碱水浓度在规定范围。每次充弱碱水须充到电解槽的槽尾溢流，可多溢流一会，使离子膜被完全浸泡。可间隔4 h或6 h复充1次，保证弱碱水浓度在规定范围。

表1 离子膜被酸化前和酸化后的运行数据对比Table 1 Operation data before andafter ion membrane is acidified

3.2 日本旭硝子8080及9010型离子膜酸化后处理措施

将电解槽阳极侧淡盐水质量浓度由200～215 g/L降至190 g/L；阴极侧烧碱质量分数由32%～32.5%降至31%运行5天。

阳极液降低浓度的方法有3种。①降低进入电解槽的盐水循环量。②将电解槽正常运行的FICZA-231盐水与开车时使用的电解槽充液FICA-241联锁断开，再将进、出槽盐水浓度用ZV-241和FCV-242共同控制。③降低电解槽运行负荷，低电流运行。

阴极液降低浓度的方法有：若无其他电解槽运行，可直接增大电解槽总管的纯水加入量；若有其他电解槽在正常运行，则提高需处理电解槽的阴极液循环量，提量多少依据化验分析阴极测浓度定。为降低阴极液浓度，也可降低被酸化电解槽运行负荷，令其在低电流密度运行[1]。

3.3 日本旭化成离子膜酸化后处理措施

对被酸化的电解槽进行紧急停车后进行2遍纯水洗槽处理。水洗电解槽开车后，被酸化电解槽的阳极侧用新鲜碱液以205 g/L的质量浓度循环8 h。

3.4 处理后效果

以上3种不同类型离子膜被酸化后第一时间进行了紧急处理，处理后离子膜电流效率得到大幅度提升、电解槽电压得到大幅下降。

离子膜被酸化后和处理后的运行数据如表2所示。

发现不同类型离子膜被酸化第一时间采取处理措施后，离子膜效率及电解槽的槽电压均会有不同程度的好转。但为了避免离子膜被酸化，保护好离子膜，须尽量避免导致离子膜被酸化的情况发生。

控制好电解槽阳极液的pH值。电解槽阳极液pH值主要是由进槽盐水中加入的盐酸量决定。防止离子膜被酸化的控制措施是：在给盐水加酸管线增加流量计，在盐酸进入电解槽出、入口均增加pH值检测仪。对单台电解槽出、入口酸度及阳极pH值进行双重检测，保证电解槽阳极液pH值在规定范围内。

为防止氯气进入电解槽致使膜酸化，定期更换电解槽阳极氯气主管出口双道蝶阀，保证阀门能完全关严；或在长期停车的单台电解槽的出口双道蝶阀的氯气主管上加设盲板。若氯气已进入电解槽，须第一时间对电解槽阳极氯气主管氯气出口阀门及废氯气除害阀门进行开关确认，保障氯气不持续进入电解槽内。随后快速对电解槽阴阳极系统用碱液、盐水补液，置换进槽氯气。若不具备用碱液、盐水置换电解槽内存留的氯气，也可充纯水至电解槽的槽尾溢流，以置换槽内存留氯气；若具备水洗条件，也可对电解槽进行水洗处理。

离子膜酸化对离子膜损伤极大。为维护好离子膜，保障离子膜有长久的优良性能，应尽量避免离子膜被酸化。