隔膜法电解过程中减少氯酸盐产生量的方法

2022-09-12

氯酸盐是氯酸所形成的一种盐类, 它含有氯酸根离子 (CIO3-) , 具有极强的氧化性。在隔膜电解法生产烧碱的过程中, 经常会出现氯酸盐, 其所带来的危害极大。目前, 我国在隔膜电解法的电解溶液中, 可将氯酸盐的质量浓度控制到小于0.3g/L以下。相对来说, 危害得到了有效的控制。但当其浓度超过了0.6g/L或是因为其他原因导致其浓度甚至超过了1g/L时, 就会产生极大的危害。因氯酸盐质量浓度增加而产生的危害主要有:大量的烧碱、氯气被消耗;电耗增加;隔膜电解设备寿命缩短;维护成本增加;成品碱的质量下降。如果不对其进行有效的控制, 就会给氯碱企业带来极其严重的损失。本文首先对隔膜法电解过程中氯酸盐产生的原因进行了分析, 然后分析了如何减少隔膜法电解过程中氯酸盐的产生量。

一、隔膜法电解过程中氯酸盐产生的原因

就目前隔膜电解法制碱的现状而言, 导致氯酸盐大量出现的因素有很多, 归结起来主要有以下几种原因。

1. 放入电解槽的盐水品质达不到要求:

一般来说, 隔膜电解法所使用的盐水中Mg2+和Ca2+的浓度之和不得超过6mg/L。一旦超过标准要求, 就会导致隔膜孔被堵塞, 致使盐水流量减少。另外, 如果放入电解槽中的盐水过碱量太大, 也会引起氯酸盐的大量出现。

2. 电流波动过大或是突然断电:

电流突然升高, 就会导致电解产物增加, 此时如果不立即增加所需的盐水流量, 就会导致氯酸盐增加;相反, 电流减少时, 电解产物也会随之减少, 如果不及时减少盐水流量, 也会导致氯酸盐增加。当出现突然停电的情况时, 会致使隔膜的渗透率发生变化, 碱液浓度也会随着发生变化, 这也会导致氯酸盐含量增多。

3. 电解过程中的Na OH浓度太高:

在隔膜法电解制碱过程中, 所使用的电解液中Na OH的含量越高, 氯酸盐的含量也就越高。

4. 所使用的隔膜性能不佳:

如果隔膜在使用的过程中隔膜性能突然恶化, 就会造成氯酸盐的含量增加;另外, 如果石棉绒的品质不达标, 隔膜制造的过厚或是过薄, 使得隔膜性能不足, 也会引起氯酸盐增多。

5. 入槽盐水的浓度过低亦或是盐水温度过高:

一般来说, 在隔膜法电解制碱过程中, 要求进入电解槽的盐水Na CL的质量浓度不得低于315g/L。在夏天, 盐水的温度要保持在75℃到80℃之间;在冬天, 盐水的温度要保持在80℃到85℃之间。如果不符合上述标准, 就会导致氯酸盐增加。

二、如何减少隔膜法电解过程中氯酸盐的产生量

1.使用符合标准的精盐水

首先, 必须要使用Mg2+和Ca2+的质量浓度之和小于6mg/L的精盐水。除此之外, 还要保证所使用的精盐水的透明度达到了1000mm以上, 以此减少盐水对隔膜的堵塞, 确保隔膜性能的正常发挥;其次, 必须要使用酸性盐水。使用酸性盐水可以将阳极电流效率提高2%左右, 这就能够极大的延长金属阳极涂层的寿命, 降低对装置的腐蚀率;最后, 使用温度在80℃以上且质量浓度高于315g/L以上的精盐水。

2.使用优质石棉绒, 确保隔膜品质

相比于普通石棉隔膜来说, 优质的石棉绒隔膜不论是在隔膜厚薄上, 还是在隔膜的渗透率上都能够极大的降低氯酸盐的产生量, 因此必须要选择优质的石棉绒;另外, 还必须要按照相应的规程制作出渗透率好、厚薄适中、强度高的改性隔膜, 以满足隔膜电解法制碱的要求。

3.确保电解过程中电流的稳定

就上文的分析可知, 电流不稳定是导致隔膜法电解过程中氯酸盐产生量增加的主要原因。当电流发生过大的波动或是产生大幅度升降时, 相关的操作人员必须要按照要求及时调节盐水量。同时, 企业还必须要减少非计划停电, 这样才能有效的杜绝氯酸盐产生量的增加。另外, 如果需要长时间停车, 还必须要采取相应的保护措施保护隔膜不会受损, 停车之前要将盐水浓度下降到280~295g/L之间, 防止结晶现象的产生。

4.严格按照相应的程序进行电解操作

操作人员必须要严格按照相应的程序进行电解操作, 这是减少氯酸盐产生量的有效措施之一。除此之外, 操作人员还必须要具备处理事故的能力, 保证电解工作的安全进行。比如在运行时发现电流突然升高, 操作人员必须要立即意识到需要增加盐水流量;反之, 在电流突然降低时, 必须要立即意识到需要减少盐水流量等。

结束语

总而言之, 氯酸盐的大量出现不仅会对电解装置造成严重的腐蚀, 增加电耗, 同时还会消耗大量的烧碱以及氯气, 降低成品碱的品质。鉴于此, 氯碱企业必须要正确分析氯酸盐产生的原因, 并采取有效的措施降低氯酸盐的产生量。

摘要：隔膜电解法是当前生产烧碱的主要方法之一, 其含义是指在阴阳两极之间设置相应的隔膜, 将阴阳两极的产物隔开。通常情况下, 此处所使用的隔膜都是一种多孔渗透性隔层, 不会影响到电流通过以及离子的迁移。在隔膜法电解过程中, 氯酸盐是最常见副产物之一, 它的大量出现不仅会增加电解过程中的电耗, 还会影响到产品的质量, 危害性非常大。本文就针对如何减少隔膜法电解过程中氯酸盐产生量的方法进行了简要的阐述。

关键词：隔膜法,电解,盐水,氯酸盐