离子膜烧碱工艺研究论文

离子交换膜法电解制碱的主要生产流程精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室，通电后H2O在阴极表面放电生成H2，Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室，此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑；而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液，但在电解开始时，为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质，阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。

使用离子交换膜可以使正，负的离子不能相遇，所以就等于电解食盐水，2NaCi+2H2O=2NaOH+H2+Ci2(NaOH为烧碱，H2为氢气，Ci2为氯气）

氯化钠溶液通电后，电性较强的氯离子和钠离子分别向阳极、阴极板运动，同时水解水产生氢氧根，氯离子得到正电荷后形成氯气逸出使反应得以向正反应方向进行，水电解后形成了氢氧根留在溶液中与钠离子配对形成烧碱，同时逸出氢气。离子膜主要起到一个隔离钠离子、氢氧根和氯离子得作用，使生成的烧碱纯度、浓度保证在一定的范围内。

离子膜烧碱优点(1)烧碱质量高成品烧碱含R;,}' 30} 50 mg/ kg,可满足化纤、制药等行业对高纯烧碱的质量要求。 ( 2)能耗低国外离子膜法氯碱生产，吨碱综合能耗(蒸汽消耗折算计入电耗中)为2250kW h，比隔膜法的平均3 200 k W h节省950 kW h}'}。 ( 3)投资省离子膜法氯碱生产比水银法制碱节省投资10%一15%，比石棉隔膜法制碱节省投资15%一25%。 ( 4)无污染离子膜法氯碱生产没有废物，不存在水银法制碱的汞污染和隔膜法制碱的石棉废物等污染问题。 ( 5)氯气纯度高通常氯气纯度>99%，是很好的有机氯生产原料。 ( 6)氢气纯度高通常氢气纯度>99%，可直接用于要求高纯氢的场合。 随着科学技术的迅猛发展，大量的新材料、新工艺、新方法在离子膜结构、电解槽设计和电解工艺等方面应用，给离子膜法氯碱生产注入了新的活力。