新一代国产氯碱膜DF2806在氯工程电槽上的应用

张 铎 ，隗 健 ，王学军

（1.含氟功能膜材料国家重点实验室，山东 桓台 256401；2.山东东岳高分子材料有限公司，山东 淄博 256401）

离子膜电解制烧碱是目前氯碱工业技术先进、经济合理的生产方法，采用全氟磺酸-全氟羧酸复合增强膜能同时得到较低的槽电压和较高的电流效率，促进氯碱工业向低能耗、零污染的方向发展。随着离子膜技术的高速发展，山东东岳国产全氟离子膜研究突破了一系列的关键技术，从基础原材料开始，突破了从单体、中间体、功能单体、膜功能化一系列核心生产技术，历经10年的攻关，生产出了工业应用规格的氯碱离子膜。并且在持续不断的研发投入下，膜的性能也在不断提高。2016年，研发成功的最新一代国产氯碱膜DF2806已经成功应用于工业装置，本文重点介绍该型号膜在氯工程装置上的运行情况。

1 国产膜的应用

1.1 国产膜在氯工程槽的应用

国产DF2806氯碱离子膜在山东东岳氟硅材料有限公司氯工程电解装置上应用，是第一次应用于幅宽1 500 mm的电解槽，将为国产离子膜应用提供宝贵的数据。

山东东岳氟硅材料有限公司，年烧碱产能29万t（包含1台万吨北化机实验装置），拥有氯工程电解槽16台。单元槽有效面积3.276 m2，每台电槽由90个单元槽组成。

2017年2月27日，电解槽开始安装，由于本次安装的为新槽新膜，离子膜使用国产高性能离子膜DF2806。安装完毕后，对电解槽进行膜试漏，所有电解槽膜试漏一次性通过。2017年2月27日，20：00电流升至13 kA，2017年3月1日，10：00电流升至15 kA，2017年3月1日，14：00电流升至16 kA。

1.2 国产膜的技术特点

国产高电流密度氯碱用离子膜是东岳集团自主研发带牺牲纤维的离子膜，可应用于高电流密度电解槽和膜极距电解槽，适合30%～32%烧碱的生产。膜的结构：磺酸树脂/PTFE网布（带牺牲纤维）/羧酸树脂复合而成，膜的阴阳极面有亲水涂层。膜内添加有牺牲纤维，牺牲纤维牺牲掉后在膜内留下孔洞，可以增加膜的比表面积，降低膜的厚度，使Na+通过膜的速度加快，使膜具有更好的杂质耐受性[1]。

2 国产膜的对盐水质量的要求（见表1）

表1 国产膜对盐水质量的要求

3 国产膜的运行数据

国产离子膜的运行数据见表2，单槽电压走势图见图1。

4 数据分析

该电解槽宽幅较大，对离子膜的强度要求较高。国产离子膜采用湿膜供应给氯碱企业，氯碱企业在安装时先在2%的碱液中浸泡24 h。

国产离子膜运行过程中经历过紧急停车及计划停车。各项安全指标、工艺指标均达到国外同类产品，整个运行情况安全、平稳，分析数据稳定。

（1）DF2806运行氯气纯度基本保持在98.5%。

（2）碱中含盐能够稳定保持小于30×10-6，达到国家标准优等水平。

（3）由于国产离子膜采用了独有的专利加工技术，使单层磺酸与羧酸结合的更为紧密，不易产生水泡，抗剥离起泡性能更为优秀。

表2 国产离子膜的运行数据

（4）安全指标氯中含氢所有的分析数据为“未检出”，单元电压稳定，分布均匀，未发现安全隐患。

5 新一代DF2806国产膜对比前一代的电耗优势

新一代DF2806国产膜对比前一代的电耗优势见图2。

图1 单槽电压走势图

图2 新型DF2806离子膜与前一代离子膜性能电耗对比

通过以上数据对比说明新一代DF2806离子膜相比上一代国产离子膜电压方面有了很大进步，电压平均降低125 mV，并且通过数据曲线分析，新一代DF2806离子膜运行更加平稳，电压波动较小。

国产离子膜为提升性能，从原材料性能指标，加工设备的更新优化，都做了大量的工作。特别是对加工设备的精密度的提升上，采用先进的自动化加工设备，精确控制加工的每一个要点，这对离子膜的性能起了决定性的作用，综合性能得到的大幅提升。

2017年6月2日，东岳又在7号槽（阴阳极均为新涂层）装备最新生产的DF2806膜90张。3日凌晨一次性送电成功。目前运动电流密度为4.3 kA/m2，平均槽电压2.93 V。

6 结论

国产离子膜在氯工程电解槽的成功应用，为国产离子膜研究工作提供了宝贵的数据。可靠的膜结构，证明国产膜具有较高的机械强度。目前，工业大规模电解装置运行数据表明，产品的各项指标均达到国外同类产品的性能。

参考文献：

［1］王学军，于昌国，王 婧，等.国产氯碱离子膜工业应用与研究进展.中国氯碱，2012（6）：1-6.