时间：2022-05-06 08:58:40
摘 要：本文介绍了离子膜电槽进槽盐水加酸的原理，以及酸度不足对运行带来的影响和加酸过量对电解槽及离子膜造成的危害分析，总结出电槽加酸的必要性，并探讨控制加酸量维持PH值稳定的方法，延长离子膜的使用寿命。
关键词：离子膜 电解槽 加酸 PH值 调节
离子膜烧碱是齐鲁石化公司氯碱厂的主导产品，它有两套离子膜电槽装置，生产能力达到25万吨/年，同时为兄弟厂提供充足的氯气和氢气。离子膜电槽成为氯碱厂的关键装置之一，装置采用旭化成自然循环高电流密度复极槽，离子膜采用的是日本旭化成离子膜。离子膜烧碱装置在长期生产运行中，电解槽的盐酸加入量是极其重要的工艺参数，加酸量不合适将会对电槽长周期稳定运行有很大危害，因此能否解决这个问题，将是确保离子膜装置平稳运行的关键。
在离子膜的DCS中控岗位，此项工艺参数调节难度很大。每个班组平均每天要调几十次，而且每次调节后都需要时间平衡稳定，这个指标也被列为厂里小指标竞赛的范围内，它成为班组争夺先进的最大的影响因素。怎样能维持参数的平稳稳定，成为了一大难题。
一、进槽盐水加酸的重要性
1.加酸的目的
在离子膜电解槽中，OH-会通过离子膜从阴极室迁移到阳极室的OH-， 电解槽加入盐酸的目的就是要中和OH-。当电流效率高的时候，迁移的OH-很少，随着运行时间的推移，离子膜的性能下降，电流效率也会逐渐降低，从阴极室迁移的OH-越来越多。
反应式为：H++ OH-H2O
2.理论分析
离子膜电解槽阳极部分的活性涂层含有重金属成分，不耐碱腐蚀。在离子膜电解槽中，从阴极侧透过离子膜的反迁移氢氧根离子进入阳极室后，阳极液的PH值会升高，阳极受到碱的腐蚀后寿命大大降低。此外，由于膜和阳极距离很近，阳极侧膜的表面PH值很高，在严重情况下，阳极涂层会脱落甚至膜穿孔。
另一方面，在阳极及阳极室内Cl2与反迁移来的OH-进行一系列的电化学及化学副反应，导致Cl2纯度下降，含氧升高，阳极液中次氯酸盐及氯酸盐含量上升，对阳极垫片产生腐蚀。
3.经济分析
在离子膜电解槽中，在阳极及阳极室内Cl2与反迁移来的OH-发生的主要副反应有：
Cl2+2NaOH——>1∕3Na ClO3+5∕3NaCl+H2O （1）
Cl2+2NaOH——>1∕2 O2+2NaCl+H2O （2）
由此可见，在离子膜电解槽内阳极产生Cl2的过程中，由于以上的副反应，致使部分Cl2被消耗，减少Cl2产量，造成不可忽视的经济损失。所以，进槽盐水加酸很有必要。
4.进槽盐水加酸不足造成影响的分析
4.1Na ClO3增加会减少后序工艺中树脂的寿命。电解槽加酸量不足时，阳极室会发生上述反应式（1）的副反应，由于Na ClO3强氧化性，后序工艺中树脂会遭到破碎，性能下降。同时，成品碱中Na ClO3的的含量也会增加，影响碱产品质量。
4.2酸量不足时，在离子膜的阳极便面会逐渐有Fe（OH）3附着，使槽电压上升，造成电量损耗。
4.3阳极室的Cl2与阴极室迁移的OH-生成NaClO，对垫片具有较强的腐蚀性，产生缝隙腐蚀，导致单元槽泄露。
5.进槽盐水加酸过量造成影响的分析
5.1会使离子膜内部受到破坏，使其性能下降，电压上升，电流效率降低。
5.2会使电极腐蚀，阳极钝化，阳极部分电位升高，槽电压上升。
二、进槽盐水加酸的操作
1.进槽盐水加酸量的控制
在一定的电流负荷及电流效率下，进槽盐水有相应的加酸量。新膜投入使用后，在稳定的电流负荷下，随着电流效率的下降，进槽盐水的加酸量逐渐增大。同时来料盐水酸值的变化也会影响进槽盐水加酸的量，根据来料盐水的酸度分析值适当的增加或降低加酸量。
2.进槽盐水加酸操作要求
2.1由于自动调节波动大，进槽盐水加酸一般放在手动控制，并设置PH值及加酸流量的高低报警值，报警时要立即调节，使其在正常的范围内。
2.2阳极液PH值要低于2，通过加强对阳极液中硫酸根离子和碳酸根离子对阳极液PH值及酸度的分析与调节，稳定控制阳极液PH值。
2.3保证高纯盐酸的质量，使其中的Ca2+、Mg2+及Fe3+的含量在正常范围内，减少对膜造成的二次污染；同时加强对进槽盐水中铝、二氧化硅含量的检测，防止形成硅酸铝沉淀在膜上，造成膜损坏。
2.4密切注意高纯盐酸的浓度，正常浓度范围31.5%～32%，当分析盐酸浓度较低时，适当增加进槽盐水的加酸量，当分析盐酸浓度高时，可适当降低进槽盐酸加酸量，尽量避免PH值的波动。
2..5当PH值波动频繁，可通知现场操作人员调节现场检测流量，使其平稳，检测流量的平稳有助于PH值的平稳。
2.6在开车过程中，不能过早加酸，当电流升至5KA时，才可逐步向电槽内加酸，密切关注PH值，并调节稳定。在降电流准备停车前，首先要关闭加酸管线上的调节阀，停止加酸。
2.7树脂塔再生开始时，电槽盐水PH波动较大，操作人员在树脂塔再生第一步水洗时，当水流量达到39～40m3/h时，进槽盐水加酸量由原来的量降低100L/h，等树脂塔再生一小时后，再恢复原来的量。这样，PH值波动不大。
三、总结
由于离子膜电解槽及其离子膜的技术特性，进槽盐水加酸是必要的。在离子膜法制碱装置的运行过程中，一定要重视离子膜电解槽及离子膜的使用状况，准确无误地做好进槽盐水的加酸操作，尽量维持PH 值的稳定，只有这样，才能较好的维护电槽运行，并延长离子膜使用寿命，使电槽装置处于良好的状态，减少换膜频率，为企业创造更大的经济效益。
参考文献
[1]梁艳、殷宪立 《电解槽加酸的探讨》 中国氯碱2009年7月 第7期.
[2]陈维伟 《离子膜法进槽盐水加酸的探讨》 氯碱工业2001（2）.
[3]朱从军 《入槽盐水加酸工艺的探讨》 石河子科技 2007年第6期.