离子膜电解槽电流效率探讨

杨永兵

摘要：离子膜如果要长期保证其稳定、高效的电流效率，最关键的部分就是电解槽的操作问题。离子膜的使用寿命会受到盐水的影响，因此电流的高密度运行状态就会使得效率进一步降低。电解槽有着阳离子交换膜，因此，有能透过溶液的特点。Ca、Mg等多价阳离子在透过交换膜时，与少量的从阴极室反迁移来的OH生成氢氧化物沉淀，使膜电阻增加，会堵塞离子膜，这样就会使得电解槽出现电压升高的情况，因此，就会改变反迁徙，电流的效率进一步降低。所以本文针对离子膜电解槽电流效率进行了以下探讨。

关键词：离子膜;电解槽;电流效率。

引言

离子膜如果要长期保证其稳定、高效的电流效率，最关键的部分就是电解槽的操作问题。这种操作能够改变相关的电流量，延长离子膜的使用寿命，能够进一步避免离子膜受到伤害，以此提高产品的质量，同时能够降低电解槽电压，起到提升电流效率的作用。

一、盐水质量对电流效率的影响

离子膜的使用寿命会受到盐水的影响，因此电流的高密度运行状态就会使得效率进一步降低。电解槽有着阳离子交换膜，因此，有能透过溶液的特点。Ca、Mg等多价阳离子在透过交换膜时，与少量的从阴极室反迁移来的OH生成氢氧化物沉淀，使膜电阻增加，会堵塞离子膜，这样就会使得电解槽出现电压升高的情况，因此，就会改变反迁徙，电流的效率进一步降低。它能选择和透过盐水中的Na，而其他阳离子如Ca、Mg等也同样能透过。

二、阴极液中NaOH浓度对电流效率的影响

根据相关的资料显示，NaOH浓度与电流效率存在极大值的关系，因此，NaOH的不断升高会使得阴极一侧的含水情况比较低。所以相对来说浓度就会增加，如果浓度继续升高，并且没有要下降的趋势，膜中OH浓度增大，当NaOH质量分数超过36%，膜中OH浓度增大的影响起决定作用，这样就会使得电流的效率不断降低，影响用电的情况，所以，对于溶液的浓度来说，要使得能够达到相关的平衡要求，槽出口碱液NaOH质量分数控制在32%-35%。分析人员和操作人员需要进行各种数据的监测和分析，这样才能够将溶液的浓度和电解质的情况进一步结合考虑。完善平衡的配合模式，这样才能够对形成的电流做适当的考虑和分析。

三、阳极液NaCl浓度对电流效率的影响

阳极液中的NaCl浓度对电流效率有着非常明显的影响，因此电流效率是随着NaCl浓度的下降而下降的，盐水浓度不断降低则就会使得离子膜含水率增高使得电流效率随之下降，也就是说，盐水的使用和离子膜是形成正的关系，电解槽出口阳极液NaCl质量浓度控制为215-225g/L。通过这几年的运行可以看出，电解槽的管理需要落实到位才能够将各种溶液的比例熟练确定。进一步完善阴极和阳极溶液的使用浓度，从而达到延长离子膜的使用寿命和提高电解槽的电流效率。

四、电流密度对电流效率的影响

生产中电流出现负荷变化的情况很多，电压也会出现比较大幅度的变动，如果电流出现频繁的上升或下降，会使单元槽的氯中氧体积分数、氯中氢体积分数升高，电流效率降低。所以，保证电流的稳定是保证生产平稳运行和保护离子膜的基础。电流稳定能够延长离子膜的寿命对于长期稳定发展有着积极意义，能够进一步节省成本。

五、电解液的温度对电流效率的影响

据资料介绍，当电解温度降至65℃以下时，电流效率下降很迅速，以后即使温度再上升，电流效率也难以恢复到原来的位置上。这和离子膜的温度范围有关系，在这一范围内，温度的上升会使离子膜阴极一侧的孔隙增大，使钠离子迁移数增多，有助于电流效率的提高。在日常生产中槽温和槽压是由DCS控制室来监控的，岗位人员加强了现场巡检，槽温控制范围为85-88℃，随电流密度而变化。DCS人员应密切监控好槽温的变化情况，也就是为了保证温度稳定在控制指标内，从而争取能够将电流的消耗最小化，起到节省成本并增加效率的作用。

六、小结

总的来说，离子膜电解槽的操作对于延长离子膜寿命有着至关重要的作用，由于膜价格比较高，所以需要进一步节省成本，提高效率，就要延长离子膜的寿命。避免出现重大事故，不要影响离子膜的电解性能，这样就能够进一步带动电流效率的提升，将离子膜的使用发挥到最大价值。控制相关的电解槽操作条件，并完善操作人员的素质，才能够实现整个工艺系统的完善和稳定。

參考文献：

[1] 王德山，荆天辅。离子膜电解槽电流效率的影响因素.《氯碱工业》，2004（9）：11-14。

[2] 阿松林。离子膜电解槽电流效率的计算.《氯碱工业》，1995年第07期。