1、2015年年10月月主要內容主要內容n概述概述n離子膜法制堿離子膜法制堿第一節第一節 概概 述述 一、生產現狀一、生產現狀 二、氯與燒堿的性質及用途二、氯與燒堿的性質及用途 三、產品規格及生產方法三、產品規格及生產方法 四、氯堿工業特點四、氯堿工業特點 一、生產現狀一、生產現狀 我國氯堿工業是在本世紀我國氯堿工業是在本世紀20年代才開始創建年代才開始創建的。第一家氯堿廠是上海天原電化廠（現在的的。第一家氯堿廠是上海天原電化廠（現在的上海天原化工廠前身）。上海天原化工廠前身）。1930年正式投產，日年正式投產，日產燒堿產燒堿2噸噸。直到直到1949全國解放為止，全國僅有氯堿廠全國解放為止，全國僅

2、有氯堿廠9家，家，年產量年產量1.5萬噸萬噸。九十年代后，我國燒堿產量居世界第九十年代后，我國燒堿產量居世界第3位，僅次位，僅次于美國和日本。于美國和日本。現在為世界燒堿第一生產大國現在為世界燒堿第一生產大國。 據國際化學品聯合會稱據國際化學品聯合會稱, 2014 年全球氯堿年生年全球氯堿年生產能力已接近產能力已接近8 700 萬萬t, 燒堿產量約燒堿產量約7450 萬萬t, 氯氣產量約氯氣產量約6 950 萬萬t。 目前目前, 全國現有大、中、小氯堿企業近全國現有大、中、小氯堿企業近220 家家, 其中其中, 中小規模的約占中小規模的約占3/4, 而總產能占一半以上。而總產能占一半以上。 開

3、工率在開工率在80%以上以上, 是燒堿行業運行多年來的是燒堿行業運行多年來的市場高點。市場高點。居世界第一位居世界第一位。 世界氯堿生產集中度比較高世界氯堿生產集中度比較高, 目前共有五百多目前共有五百多家氯堿企業家氯堿企業, 其中近半數在亞洲其中近半數在亞洲, 但其規模普遍較但其規模普遍較小。小。 除亞洲外除亞洲外, 世界氯堿生產主要集中于若干大型世界氯堿生產主要集中于若干大型跨國公司跨國公司, 其中其中11 家家最大氯堿企業燒堿產能占世最大氯堿企業燒堿產能占世界總產能的界總產能的37.4%。陶氏化學、西方化學、陶氏化學、西方化學、PPG 工業、奧林和臺塑工業、奧林和臺塑5 家公司的燒堿產能

4、占美家公司的燒堿產能占美國總產能的國總產能的79%, 蘇威、英力士氯業和拜耳蘇威、英力士氯業和拜耳等等10 家公司的燒堿產能占西歐總產能的家公司的燒堿產能占西歐總產能的77%。 寧波目前有三家企業：寧波目前有三家企業： 浙高化學浙高化學 1989年年9月公司成立，月公司成立，1993年年9月首月首期期3.2萬噸離子膜燒堿項目投料試車，至萬噸離子膜燒堿項目投料試車，至今已相繼建成了年產今已相繼建成了年產10萬噸離子膜燒堿萬噸離子膜燒堿裝置、裝置、6萬噸高純鹽酸裝置、萬噸高純鹽酸裝置、2萬噸氯化萬噸氯化石蠟石蠟-52裝置、裝置、4萬噸（萬噸（27.5%）雙氧水）雙氧水裝置。裝置。 主營產品：主營產

5、品： 燒堿燒堿；液氯液氯；高純鹽酸高純鹽酸；次氯次氯酸鈉酸鈉；雙氧水雙氧水； 氯化石蠟氯化石蠟；氫氣氫氣 離子膜燒堿裝置離子膜燒堿裝置采用了日本旭硝子株采用了日本旭硝子株式會社和日本旭化成工業株式會社的生式會社和日本旭化成工業株式會社的生產技術和關鍵設備，主要生產過程采用產技術和關鍵設備，主要生產過程采用集散控制系統集散控制系統(DCS)控制。控制。 與其配套的與其配套的鹽酸裝置鹽酸裝置由德國碳素集團由德國碳素集團設計制造的年產設計制造的年產3萬噸高純鹽酸生產裝置，萬噸高純鹽酸生產裝置，是國內第一套從德國引進的是國內第一套從德國引進的“三合一三合一”法全自動高純鹽酸合成爐。法全自動高純鹽酸合成

6、爐。 鎮洋化學鎮洋化學（離子膜法（離子膜法10萬噸萬噸/年，年，2006年建設，年建設，2008年投產）年投產） 主營產品：燒堿；液氯；氫氣；主營產品：燒堿；液氯；氫氣；鹽酸；鹽酸；氯化石氯化石蠟蠟 寧波寧波東港化學東港化學有限公司有限公司 位于大榭，年產位于大榭，年產16萬噸氯堿，主產萬噸氯堿，主產12萬噸萬噸的的NaOH、Cl2等產品，該項目主要是與煙臺等產品，該項目主要是與煙臺萬華項目配套。萬華項目配套。 到到2007年將年將12萬噸萬噸/年裝置擴能到年裝置擴能到22萬噸萬噸/年。年。將在同一地點建造一套新的將在同一地點建造一套新的20萬噸萬噸/年氯堿裝年氯堿裝置置,計劃在計劃在2008

7、-2009年投產。年投產。 主營產品：主營產品：氫氧化鈉；氫氧化鈉；液氯；合成鹽酸；液氯；合成鹽酸；次氯酸鈉溶液；工次氯酸鈉溶液；工 業業 氫；氯化石蠟氫；氯化石蠟-52 ；海藻酸鈉海藻酸鈉 (NaC6H7O6)n；生化海水晶；生化海水晶；生生 物物 碘；氯碘；氯 化化 鋇。鋇。 二、二、氯與燒堿的性質及用途氯與燒堿的性質及用途 燒堿燒堿是一種白色不透明晶體，易溶于水，是一種白色不透明晶體，易溶于水，在空氣中在空氣中易潮解易潮解，且吸收二氧化碳，所以應，且吸收二氧化碳，所以應密封保存。密封保存。 燒堿對許多物質都燒堿對許多物質都有強烈腐蝕性有強烈腐蝕性，能嚴重，能嚴重破壞有機組織，生產和使用時

8、要注意防護，破壞有機組織，生產和使用時要注意防護，避免人身燒傷。避免人身燒傷。 燒堿主要用于造紙工業、化纖工業、鋁工燒堿主要用于造紙工業、化纖工業、鋁工業，還用于油脂再生，肥皂、農藥、醫藥、業，還用于油脂再生，肥皂、農藥、醫藥、有機合成等部門。有機合成等部門。 世界燒堿消費構成示意圖世界燒堿消費構成示意圖近年我國燒堿用途用量分布近年我國燒堿用途用量分布% 氯氯 在 常 溫 下 為 黃 綠 色 氣 體 ， 當 壓 力 為在 常 溫 下 為 黃 綠 色 氣 體 ， 當 壓 力 為1.01105Pa時，冷卻到時，冷卻到-34.6變為液氯，儲于變為液氯，儲于鋼瓶中，以便于運輸，繼續冷卻到鋼瓶中，以便于

9、運輸，繼續冷卻到-101，變，變為固態氯。為固態氯。氯氣有毒氯氣有毒，有強烈的刺激性有強烈的刺激性，吸入，吸入少量氯氣會引起胸痛和咳嗽，吸入大量氯氣會少量氯氣會引起胸痛和咳嗽，吸入大量氯氣會中毒死亡。氯氣易溶于水，常溫下中毒死亡。氯氣易溶于水，常溫下1體積的水體積的水能溶解約能溶解約2體積的氯氣。氯氣的水溶液叫做氯體積的氯氣。氯氣的水溶液叫做氯水。水。 氯主要是用于合成氯乙烯，其次是用于造紙氯主要是用于合成氯乙烯，其次是用于造紙工業、合成有機氯溶劑、氯化工產品和生產鹽工業、合成有機氯溶劑、氯化工產品和生產鹽酸，水處理也消耗大量的氯。酸，水處理也消耗大量的氯。 氯氣進一步制成次氯酸鈉、聚氯乙烯、

10、甲烷氯氣進一步制成次氯酸鈉、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯產品，目前我國生產氯化物等氯產品，目前我國生產200多種氯產多種氯產品，主要品種品，主要品種70多個。多個。 現加大科技投入，研發高科技精細化工氯產現加大科技投入，研發高科技精細化工氯產品，如高分子化合物及氯化聚合物品，如高分子化合物及氯化聚合物(聚氯乙烯、聚氯乙烯、氯化橡膠、聚偏二氯乙烯及其共聚物、氯化聚氯化橡膠、聚偏二氯乙烯及其共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯乙烯、氯化聚丙烯)、環氧化合物、環氧化合物(環氧氯丙烷環氧氯丙烷)、光氣系列產品光氣系列產品(光氣、雙光氣、三光氣光氣、雙光氣、三光氣)、甲烷、甲烷氯化物氯化物(一氯甲烷、二氯甲烷、三

11、氯甲烷、四氯一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳化碳)、含氯中間體、含氯中間體(氯苯和硝基氯苯、氯乙酸、氯苯和硝基氯苯、氯乙酸、氯化芐、氯乙酰氯、氯化亞砜氯化芐、氯乙酰氯、氯化亞砜)等等 2013 年世界氯氣需求量為年世界氯氣需求量為7975 萬萬t, 主要用途是通過主要用途是通過二氯乙烷和氯乙烯二氯乙烷和氯乙烯單體生產單體生產PVC, 約占氯氣消費量的約占氯氣消費量的34%; 20%用于生產用于生產有機物有機物; 6%用于用于水處理化學品水處理化學品; 6%用于用于氯化中間體氯化中間體; 4%用于用于造紙造紙; 2%用于用于無機物無機物。預計今后一段時期預計今后一段時期, 氯氣產品鏈下游氯

12、氣產品鏈下游四大主要領四大主要領域：域：PVC、環氧丙烷、環氧氯丙烷和光氣系列、環氧丙烷、環氧氯丙烷和光氣系列( 聚碳聚碳酸酯、酸酯、MDI、TDI 等等) 的市場需求均將保持穩定的市場需求均將保持穩定增長增長, 世界范圍內對氯的需求將年均增長百分之世界范圍內對氯的需求將年均增長百分之三左右。三左右。 甲烷氯化物的衍生物甲烷氯化物的衍生物三、產品規格及生產方法三、產品規格及生產方法（一）（一）燒堿產品規格燒堿產品規格 有三種形態有三種形態:固體燒堿（簡稱固堿）固體燒堿（簡稱固堿）;液體燒堿（簡稱液堿）液體燒堿（簡稱液堿）;片狀燒堿（片堿）。片狀燒堿（片堿）。片堿價格：片堿價格：96% 99%指

13、標名稱指標名稱固體燒堿固體燒堿液體燒堿液體燒堿一級一級二級二級一級一級二級二級(NaOH) %97.096.045.042.0Na2CO3%1.72.51.11.5NaCl %1.21.4 0.81.0Fe2O30.010.010.020.03顏色顏色主體白色主體白色可帶淺色光可帶淺色光表表1-1燒堿國家標準（燒堿國家標準（GB209-84）（二）二）生產方法進展生產方法進展 隔膜法于隔膜法于1890年在德國首先出現，第一臺水銀法年在德國首先出現，第一臺水銀法電解槽是在電解槽是在1892年取得專利。年取得專利。 我國我國第一臺第一臺復極式離子膜電解槽是在復極式離子膜電解槽是在1979年年由由上

14、上海天原化工廠海天原化工廠自行設計并投入生產的，采用杜邦自行設計并投入生產的，采用杜邦Nafion- -227離子膜。離子膜。1990年年3月上海氯堿總廠月上海氯堿總廠電化廠電化廠引進日本旭肖子公司年產引進日本旭肖子公司年產15萬噸離子膜燒堿的裝置萬噸離子膜燒堿的裝置并投入生產，成為并投入生產，成為遠東地區最大的氯堿廠遠東地區最大的氯堿廠。 寧波東港電化原裝置采用寧波東港電化原裝置采用隔膜金屬陽極法隔膜金屬陽極法電解食電解食鹽水生產燒堿，現新裝置采用鹽水生產燒堿，現新裝置采用離子膜法；離子膜法；浙江善高浙江善高化學和鎮洋采用化學和鎮洋采用離子膜法離子膜法電解食鹽水生產燒堿。電解食鹽水生產燒堿。

15、 離子膜法節能，產品質量好，且無汞和石棉污染離子膜法節能，產品質量好，且無汞和石棉污染。 與金屬陽極隔膜法相比與金屬陽極隔膜法相比,離子膜法具有以下離子膜法具有以下優點優點: ( 1) 工藝流程簡單。由于離子膜法電解液濃度高工藝流程簡單。由于離子膜法電解液濃度高,因此不需要蒸因此不需要蒸發工段即可獲得發工段即可獲得30%以上的產品。以上的產品。(2) 能耗低。由于不需要蒸發工段能耗低。由于不需要蒸發工段,大大減少了蒸汽的消耗大大減少了蒸汽的消耗,同時同時電解工段的電耗和循環水耗也大幅度降低電解工段的電耗和循環水耗也大幅度降低,一般離子膜法比隔膜一般離子膜法比隔膜法總能耗低法總能耗低30%以上。

16、以上。(3) 污染程度低。離子膜法生產裝置排出的廢液、廢氣均能做污染程度低。離子膜法生產裝置排出的廢液、廢氣均能做到回收利用到回收利用,達標排放達標排放,對環境幾乎沒有污染。對環境幾乎沒有污染。(4) 產品純度高。離子膜堿為高純度產品產品純度高。離子膜堿為高純度產品,可滿足紡織化纖行業可滿足紡織化纖行業對高純堿的要求。對高純堿的要求。( 5) 裝置占地少。離子膜法裝置占地較隔膜法裝置要少裝置占地少。離子膜法裝置占地較隔膜法裝置要少40% 50%。(6) 生產穩定生產穩定,安全性高。離子膜法生產彈性較大安全性高。離子膜法生產彈性較大,電槽能適應電電槽能適應電流負荷的較大幅度變化流負荷的較大幅度變

17、化,迅速調節生產負荷迅速調節生產負荷;同時離子膜法開停車同時離子膜法開停車安全方便安全方便,操作維修簡單操作維修簡單,勞動強度低。勞動強度低。四、四、氯堿工業特點氯堿工業特點（1）能耗大）能耗大 氯堿生產的耗電量僅次于電解法生產鋁。氯堿生產的耗電量僅次于電解法生產鋁。 因為每生產因為每生產1噸噸100%的燒堿耗電的燒堿耗電2580度，度，耗氣耗氣5噸，總能耗折標準煤為噸，總能耗折標準煤為1.815噸。噸。（2）氯與堿的平衡）氯與堿的平衡 電解食鹽水溶液時，同時產生燒堿和氯氣兩電解食鹽水溶液時，同時產生燒堿和氯氣兩種產品。燒堿和氯氣的質量比為種產品。燒堿和氯氣的質量比為1：0.85。氯堿工業的技

18、術始終圍繞著提高質量，降低能氯堿工業的技術始終圍繞著提高質量，降低能耗和消除環境污染這永恒主題在不斷進步。耗和消除環境污染這永恒主題在不斷進步。 （3）腐蝕和污染）腐蝕和污染 氯堿產品如燒堿、鹽酸等具有強腐蝕性，在生氯堿產品如燒堿、鹽酸等具有強腐蝕性，在生產過程中使用的原材料如石棉、汞和所產生的產過程中使用的原材料如石棉、汞和所產生的含氯廢氣都可能對環境造成污染。含氯廢氣都可能對環境造成污染。第二節第二節 離子膜法制堿離子膜法制堿 一、離子膜法發展簡介一、離子膜法發展簡介 二、離子膜法制堿原理二、離子膜法制堿原理三、鹽水的二次精制三、鹽水的二次精制 四、離子膜電解工藝操作條件四、離子膜電解工藝

19、操作條件 五、離子膜電解槽五、離子膜電解槽 六、除氯酸鹽和淡鹽水脫氯六、除氯酸鹽和淡鹽水脫氯 七、工藝流程七、工藝流程 八、液堿的處理八、液堿的處理 一、離子膜法一、離子膜法發展簡介發展簡介 離子膜電解制堿技術是離子膜電解制堿技術是70年代中期出現的年代中期出現的具有劃時代意義的電解制堿技術，已被公認為具有劃時代意義的電解制堿技術，已被公認為技術最先進和經濟上最合理的氫氧化鈉生產方技術最先進和經濟上最合理的氫氧化鈉生產方法，是當今電解制堿技術的發展方向。法，是當今電解制堿技術的發展方向。 1952年年Bergsma提出提出采用具有離子透過性膜采用具有離子透過性膜的離子膜法生產氯和堿。的離子膜法

20、生產氯和堿。主要問題主要問題：所用的膜不耐電解產物，受氯侵蝕：所用的膜不耐電解產物，受氯侵蝕膜會降解，性能很快劣化，無法實現工業化。膜會降解，性能很快劣化，無法實現工業化。 離子交換膜只是在電滲海水淡化和海水濃縮離子交換膜只是在電滲海水淡化和海水濃縮制鹽上得到工業化應用。制鹽上得到工業化應用。 1966年美國杜邦（年美國杜邦（Du Pont）公司）公司開發了宇宙燃料開發了宇宙燃料電池的全氟電池的全氟磺酸磺酸陽離子交換膜，即陽離子交換膜，即Nafion膜，能膜，能耐食鹽水溶液電解時的苛刻條件，為離子膜法制耐食鹽水溶液電解時的苛刻條件，為離子膜法制堿奠定了基礎，但初期的堿奠定了基礎，但初期的Naf

21、ion膜電流效率較低。膜電流效率較低。 1976年日本旭化成公司年日本旭化成公司開發全氟磺酸、全氟羧酸開發全氟磺酸、全氟羧酸膜。膜。1985年年世界上已有世界上已有90家氯堿廠家氯堿廠應用離子膜的工藝應用離子膜的工藝技術，燒堿總生產能力達到萬技術，燒堿總生產能力達到萬t/d級。級。1987年年3月月全世界離子膜法制堿裝置燒堿生產能力全世界離子膜法制堿裝置燒堿生產能力460萬萬t/a占總能力的占總能力的11%。1987年末年末，日本燒堿生產方法中隔膜法占，日本燒堿生產方法中隔膜法占29%，離子膜法占離子膜法占71%。 1990年年全世界離子膜法生產燒堿的能力已達全世界離子膜法生產燒堿的能力已達8

22、60萬萬t/a，約占總燒堿能力的，約占總燒堿能力的18%。 1990年初，日本旭硝子公司開發出直接從電解年初，日本旭硝子公司開發出直接從電解槽生產槽生產50%（wt）NaOH用的用的FX-50陽離子交換陽離子交換膜膜，采用這種膜的電解槽在，采用這種膜的電解槽在3kA/M2，鹽水濃度，鹽水濃度在在210g/L下，電流效率下，電流效率9395%，NaOH濃度濃度50%（wt），），堿中含鹽堿中含鹽7.522.5mg/l，電解槽總，電解槽總能耗等于或略小于生產能耗等于或略小于生產50%（出電解槽（出電解槽NaOH濃濃度為度為35%（wt）NaOH時的總能耗。時的總能耗。 到到2000年年，離子膜法制

23、堿能力約占總燒堿生產，離子膜法制堿能力約占總燒堿生產能力的能力的30%37%。 我國研制出我國研制出“全氟離子交換膜全氟離子交換膜” 2005年年10月月 ，終于研制成功化工領域的高端終于研制成功化工領域的高端產品產品全氟離子交換膜（簡稱離子膜），并全氟離子交換膜（簡稱離子膜），并建成年產建成年產50噸的生產裝置。噸的生產裝置。我國成為繼美國、日本之后，第三個擁有離子我國成為繼美國、日本之后，第三個擁有離子膜生產能力的國家，從而打破了外國對這一高膜生產能力的國家，從而打破了外國對這一高難技術近半個世紀的壟斷。難技術近半個世紀的壟斷。我國已經成為全球第二大氯堿生產國，總裝備我國已經成為全球第二大

24、氯堿生產國，總裝備能力已達能力已達1100萬噸萬噸/ /年，但我國離子燒堿所用年，但我國離子燒堿所用的核心材料離子膜依然完全依賴進口。的核心材料離子膜依然完全依賴進口。 離子膜在電價較為便宜的國家或地區會收到離子膜在電價較為便宜的國家或地區會收到較高的經濟效益較高的經濟效益。通過膜體結構的改進，電解槽。通過膜體結構的改進，電解槽和電解條件的合理設計等，從而使離子膜法的電和電解條件的合理設計等，從而使離子膜法的電流效率由原來的流效率由原來的80%左右提高到目前的左右提高到目前的9597%，槽電壓也有很大降低。電耗由槽電壓也有很大降低。電耗由70年代末年代末2700kwh/t降到目前降到目前210

25、02200kwh/t，電解槽，電解槽NaOH濃度也由過去的濃度也由過去的23%提高到提高到3035%。 我國離子膜法燒堿我國離子膜法燒堿裝置裝置存在著存在著“使用超前，使用超前，研發滯后研發滯后”的的問題問題。一所用離子交換膜全部依靠進口一所用離子交換膜全部依靠進口 離子膜離子膜800美元美元/m2(約折合人民幣約折合人民幣6500元元/m2)，每萬，每萬t離子膜法制堿裝置約需離子膜法制堿裝置約需300m2離離子交換膜，平均子交換膜，平均2.5年更換一次（周期）。年更換一次（周期）。二裝置連續運行時間短，離子交換膜使用壽二裝置連續運行時間短，離子交換膜使用壽命不夠長命不夠長 能夠連續運行能夠連

26、續運行3個月以上的裝置很少；我國的個月以上的裝置很少；我國的膜壽命一般只有膜壽命一般只有24年，平均年，平均2.5年，而國外年，而國外的膜壽命可達的膜壽命可達36年，甚至更長。年，甚至更長。 三能耗高于國外先進水平三能耗高于國外先進水平 我國離子膜法燒堿的平均電耗我國離子膜法燒堿的平均電耗2286kWh/t，與國外先進水平相差與國外先進水平相差17%-43%。蒸汽消耗平均。蒸汽消耗平均為為0.67t(折標煤折標煤95.7kg)。日本的蒸汽消耗只有。日本的蒸汽消耗只有0.343 t(折標準煤折標準煤49kg) 四鹽耗高于國外先進水平四鹽耗高于國外先進水平 國外離子膜法燒堿的鹽耗一般在國外離子膜法

27、燒堿的鹽耗一般在1.5t以下，國以下，國內鹽耗一般在內鹽耗一般在1.55-1.60 t，有些廠高達，有些廠高達1.67-1.76t，相差，相差50kg左右。左右。離子膜法燒堿工藝流程示意圖離子膜法燒堿工藝流程示意圖陶氏化學公司陶氏化學公司生產流程示意圖生產流程示意圖氯堿企業氯堿企業電化學精制裝置電化學精制裝置二、二、離子膜法制堿原理離子膜法制堿原理（一）（一）制堿原理制堿原理* 用于氯堿工業的離子交換膜，用于氯堿工業的離子交換膜，是一種能耐氯堿腐是一種能耐氯堿腐蝕的蝕的陽離子交換膜陽離子交換膜。 膜體中有膜體中有活性基團活性基團，它是由帶負電荷的，它是由帶負電荷的固定離子固定離子如如SO3-、

28、COO-，和一個帶正電荷的和一個帶正電荷的對離子對離子Na+形成形成靜電鍵。靜電鍵。 磺酸型陽離子交換膜的化學結構可用下式表示：磺酸型陽離子交換膜的化學結構可用下式表示： RSO3-H+（Na+） 式中，式中，R表示大分子結構表示大分子結構固定離子固定離子 對離子對離子 活性基團活性基團 由于磺酸基團具有親水性能，而使膜在溶液由于磺酸基團具有親水性能，而使膜在溶液中溶脹，膜體結構變松，從而形成許多微細彎曲中溶脹，膜體結構變松，從而形成許多微細彎曲的通道，使的通道，使活性基團中的對離子活性基團中的對離子Na+可以與水溶可以與水溶液中的同電荷的液中的同電荷的Na+進行交換進行交換，并透過膜。而活，

29、并透過膜。而活性基團中的固定離子（性基團中的固定離子（SO3- ），則具有排斥），則具有排斥Cl- 和和OH-的能力，使它們不能透過的能力，使它們不能透過離子膜，從而獲離子膜，從而獲得高純度的氫氧化鈉溶液。得高純度的氫氧化鈉溶液。 電解槽的陰極室和陽極室用陽離子交換膜電解槽的陰極室和陽極室用陽離子交換膜隔開。飽和精制鹽水進入陽極室，去離子水加隔開。飽和精制鹽水進入陽極室，去離子水加入陰極室。導入入陰極室。導入直流電直流電時，時，Cl-在陽極表面放電在陽極表面放電產生產生Cl2逸出，逸出，H2O在陰極表面放電生成在陰極表面放電生成H2，Na+通過離子膜由陽極遷移到陰極室與通過離子膜由陽極遷移到陰

30、極室與OH-結合結合成成NaOH。通過調節加入陰極室的去離子水量，。通過調節加入陰極室的去離子水量，可得到一定濃度的燒堿溶液。可得到一定濃度的燒堿溶液。（二）電化學和化學反應（二）電化學和化學反應1. 陽極反應陽極反應2Cl- - 2e Cl24OH-4e O2+2H2O6ClO-+3H2O-6e 2ClO3- +4Cl- + 6H+ 3/2O2 2. 陰極反應陰極反應 2H2O+2e H2 +2OH- 3. 溶液中的反應（陽極室內）溶液中的反應（陽極室內）（1）生成的氯氣在電解液中（陽極液）的物理溶解）生成的氯氣在電解液中（陽極液）的物理溶解 Cl2（g） Cl2（aq）（2）生成的氯氣與陽

31、極液中的水反應）生成的氯氣與陽極液中的水反應 Cl2+2H2O HCl+HClO（3）溶解的氯氣與從陰極室反滲透過來的氫氧化鈉）溶解的氯氣與從陰極室反滲透過來的氫氧化鈉的反應。的反應。 Cl2+2NaOH 1/3NaClO3+5/3NaCl+ H2O Cl2+2NaOH 1/2O2 + 2NaCl+ H2O HClO+ NaOH 1/2O2 + NaCl+ H2O 氯堿工業鈦陽極氯堿工業鈦陽極氯堿工業是腐蝕性很強的工業氯堿工業是腐蝕性很強的工業程殿彬程殿彬化學工業出版社化學工業出版社2010.1.1三、三、鹽水的二次精制鹽水的二次精制* 鹽水精制的原因鹽水精制的原因： 鹽水的質量影響離子膜使用

32、壽命，確保離子膜高鹽水的質量影響離子膜使用壽命，確保離子膜高電流效率。電流效率。(分析原因）分析原因） 電解槽電解槽所用的陽離子交換膜具有選擇和透過溶液所用的陽離子交換膜具有選擇和透過溶液中陽離子的特性中陽離子的特性。因此它不僅能使。因此它不僅能使Na+離子大量通過，離子大量通過，而且也能讓而且也能讓Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Ba2+等離子通過，當等離子通過，當這些雜質陽離子透過膜時，這些雜質陽離子透過膜時，就和從陰極室反滲過來的微量就和從陰極室反滲過來的微量OH-離子形成離子形成難溶的氫氧化物堵塞離子膜。這樣一方面使難溶的氫氧化物堵塞離子膜。這樣一方面使離子膜離子膜的電阻增加，引起槽電

33、壓上升，另一的電阻增加，引起槽電壓上升，另一方面會加劇方面會加劇OH-離子的反滲透而造成電流效離子的反滲透而造成電流效率下降。在鹽水中如果鋇離子、鐵離子含量率下降。在鹽水中如果鋇離子、鐵離子含量高，還會破壞金屬陽極的鈦涂層和陰極涂層高，還會破壞金屬陽極的鈦涂層和陰極涂層的活性，影響電極使用壽命。的活性，影響電極使用壽命。 此外，鹽水中此外，鹽水中氯酸根氯酸根和和懸浮物懸浮物也能影響離也能影響離子膜的正常運行。有的離子膜對鹽水中子膜的正常運行。有的離子膜對鹽水中I-離子離子含量還有要求，對鹽水的純度要求遠遠高于含量還有要求，對鹽水的純度要求遠遠高于隔膜電槽和水銀電槽，鹽水一次精制后仍不隔膜電槽和

34、水銀電槽，鹽水一次精制后仍不能達到要求，需進行二次精制。能達到要求，需進行二次精制。（一）一次鹽水精制過程（一）一次鹽水精制過程 鹽水中主要雜質：鹽水中主要雜質： 原料帶來原料帶來的有的有Ca2+、Mg2+、Sr2+ （鍶）、（鍶）、Fe3+陽離子和重金屬離子及陽離子和重金屬離子及F-、Br-、I-、SiO32-陰離陰離子等；子等； 由于由于生產上生產上的原因而的原因而帶來的雜質帶來的雜質，有，有NaOH、Na2CO3、Ba2+、ClO- 、ClO3-等。等。 1.一次鹽水一次鹽水精制原理精制原理 在生產上，用添加過量在生產上，用添加過量NaOH和和Na2CO3來除掉來除掉Ca2+、Mg2+其

35、其加入順序加入順序及化學反應為：及化學反應為： （先加入）（先加入）Ca2+ + Na2CO3 CaCO3 + 2Na+ （后加入）（后加入）Mg2+ + 2NaOH Mg(OH)2 + 2Na+ 生成的生成的Mg（OH）2具有膠體性質，剛生具有膠體性質，剛生成的成的Mg（OH）2能包住細微分散的能包住細微分散的CaCO3晶晶狀物而使沉降速度加快，而在上述沉降過程狀物而使沉降速度加快，而在上述沉降過程中，有些雜質如中，有些雜質如BaSO4顆粒及其他金屬的氫氧顆粒及其他金屬的氫氧化物，隨之產生吸附沉淀。化物，隨之產生吸附沉淀。 經過沉降后，鹽水中的經過沉降后，鹽水中的Ca2+、Mg2+離子降離子

36、降到到10mg/L以下，重金屬的總量低于以下，重金屬的總量低于1mg/L。 如果重金屬離子超標，可以在堿性鹽水中如果重金屬離子超標，可以在堿性鹽水中加入硫酸鈉，重金屬離子生成更難容的硫化加入硫酸鈉，重金屬離子生成更難容的硫化物沉淀，使鹽水中重金屬含量降下來。物沉淀，使鹽水中重金屬含量降下來。 2.生產上生成的雜質離子生產上生成的雜質離子(1) Ba2+ 生產上需要加入生產上需要加入BaCl2生成生成BaSO4沉淀，使鹽沉淀，使鹽水中水中SO42-維持一定的濃度，但同時也帶來維持一定的濃度，但同時也帶來Ba2+的污染。要使的污染。要使SO42-濃度不低于濃度不低于5g/L，Ba2+離子離子約約控

37、制控制在在0.20.3mg/L左右。目前新的研究表左右。目前新的研究表明明Ba2+對膜的影響比原先估計的大，故適當地對膜的影響比原先估計的大，故適當地提高提高SO42-濃度還是有利的。濃度還是有利的。 (2) ClO3- 在陽極室內發生許多的副反應，綜合后得在陽極室內發生許多的副反應，綜合后得 3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O 隨著鹽水閉路循環時間越長，隨著鹽水閉路循環時間越長，ClO3-的濃度的濃度越高，少量越高，少量ClO3-將會透過離子膜進入堿內將會透過離子膜進入堿內（陰極室），從而腐蝕蒸發設備。（陰極室），從而腐蝕蒸發設備。 必須控制必須控制ClO3-的含量保持在合適

38、范圍內的含量保持在合適范圍內（避免發生透過膜（避免發生透過膜 ）。）。 （3）ClO- 在電解室內，生成的氯氣會溶解在鹽水中并發在電解室內，生成的氯氣會溶解在鹽水中并發生以下反應：生以下反應： Cl2+OH- HCl+ClO- 生成的生成的ClO-存留在淡鹽水中經過真空脫氯或吹存留在淡鹽水中經過真空脫氯或吹除脫氯后還有微量的除脫氯后還有微量的ClO-存留在淡鹽水中。這部存留在淡鹽水中。這部分分ClO-如不除去會對過濾設備、二次精制設備造如不除去會對過濾設備、二次精制設備造成很大危害。成很大危害。故必須對故必須對ClO-的含量嚴格控制，以的含量嚴格控制，以保證在鹽水進入二次精制工序前全部除去。保

39、證在鹽水進入二次精制工序前全部除去。 二次鹽水精制對一次鹽水的要求，公司不同，二次鹽水精制對一次鹽水的要求，公司不同，要求不完全相同，但要求大致相同。要求不完全相同，但要求大致相同。 如如要求一次鹽水要求一次鹽水： Ca2+、Mg2+離子降到離子降到10mg/L以下，以下， 重金屬的總量低于重金屬的總量低于1mg/L， SS 10mg/L以下，以下， ClO- 10mg/L以下，以下， ClO3- 10g/L以下。以下。對對二次鹽水的要求是二次鹽水的要求是： Ca2+、Mg2+離子降到離子降到20g/L以下，以下， SS 1mg/L以下以下。（二）二次鹽水精制二）二次鹽水精制 二次精制由以下工

40、藝過程構成：二次精制由以下工藝過程構成：除除ClO-一次鹽水一次鹽水過濾過濾調節調節pHpH值值樹脂吸附樹脂吸附二次鹽水二次鹽水 1. 除除ClO- 方法：添加亞硫酸鈉以除去鹽水中的次氯酸鈉方法：添加亞硫酸鈉以除去鹽水中的次氯酸鈉 原理原理：（發生下列化學反應）：（發生下列化學反應） ClO-+Na2SO3 Na2SO4+Cl- 一次鹽水中一次鹽水中ClO-的濃度為的濃度為10mg/L，反應后，反應后鹽水中剩余鹽水中剩余Na2SO3濃度為濃度為0.005g/L，Na2SO3配配制的濃度為制的濃度為5%。 Na2SO3過量不宜太多，因為過量過量不宜太多，因為過量Na2SO3多，多，生成生成SO4

41、2-也多，反爾無益。采用也多，反爾無益。采用自控自控能減少能減少Na2SO3的用量。即采用的用量。即采用DCS自動控制見圖自動控制見圖1-3。 由泵送出的由泵送出的5%亞硫酸鈉水溶液，通亞硫酸鈉水溶液，通過自動調節閥過自動調節閥1 1加入鹽水管道，經過管道加入鹽水管道，經過管道混合器后與鹽水均勻混合，其中的一小部混合器后與鹽水均勻混合，其中的一小部分進入氧化分進入氧化- -還原分析器，輸出的信號去還原分析器，輸出的信號去自控閥門，調節亞硫酸鈉加入量。使進入自控閥門，調節亞硫酸鈉加入量。使進入鹽水罐鹽水罐4的的鹽水絕對不含鹽水絕對不含ClO- -，且過量亞且過量亞硫酸鈉也控制在一定范圍內。從閥門

42、硫酸鈉也控制在一定范圍內。從閥門5取取樣進行化學分析，測得的結果，用來監測樣進行化學分析，測得的結果，用來監測自控系統的工作情況。采用自控，能減少自控系統的工作情況。采用自控，能減少亞硫酸鈉的用量。亞硫酸鈉的用量。 2.過濾過濾 鹽水中的鹽水中的懸浮物（懸浮物（SS）相當一部分是沒有相當一部分是沒有沉降完全的沉降完全的CaCO3、Mg（OH）2、BaSO4微小微小顆粒，隨鹽水進入螯合樹脂塔，將會堵塞螯合樹顆粒，隨鹽水進入螯合樹脂塔，將會堵塞螯合樹脂塔的微孔，甚至使螯合樹脂呈團狀物，嚴重時脂塔的微孔，甚至使螯合樹脂呈團狀物，嚴重時有結塊現象，從而降低樹脂處理鹽水的能力。有結塊現象，從而降低樹脂處

43、理鹽水的能力。 經過過濾以后微小顆粒大部分被除去，經過過濾以后微小顆粒大部分被除去，Ca2+、Mg2+的含量有一定的降低，減輕了螯合樹脂負的含量有一定的降低，減輕了螯合樹脂負擔。擔。 目前常用碳素管式過濾器。其流程見圖目前常用碳素管式過濾器。其流程見圖1-41-4。 碳素管：碳素管：化學組成化學組成 ，無灰純碳（，無灰純碳（99.93%）；）；除強氯化劑外，適用于從低溫到除強氯化劑外，適用于從低溫到200的酸性、的酸性、中性、堿性的溶液。中性、堿性的溶液。 操作分操作分三步三步： 預涂預涂 過濾前必須在碳素管的外表面預先涂上一層過濾前必須在碳素管的外表面預先涂上一層厚薄均勻的助濾劑以防止鹽水中

44、的懸浮物堵塞厚薄均勻的助濾劑以防止鹽水中的懸浮物堵塞碳素管表面的微孔，以提高過濾器的過濾性能。碳素管表面的微孔，以提高過濾器的過濾性能。操作時先通滿鹽水，用泵將鹽水和操作時先通滿鹽水，用泵將鹽水和-纖維素配纖維素配制成的懸浮液送到過濾器中，并且不斷循環，制成的懸浮液送到過濾器中，并且不斷循環，使涂層厚度達使涂層厚度達23mm即可。即可。 助劑給料和助濾助劑給料和助濾 把一次鹽水送入過濾器，同時用定量泵把與把一次鹽水送入過濾器，同時用定量泵把與鹽水中鹽水中SS質量相當的質量相當的-纖維素送入過濾器。纖維素送入過濾器。 目的是利用目的是利用-纖維素在水中的分散性，使過纖維素在水中的分散性，使過濾器

45、生成的泥餅在返洗時碎成小塊剝落。由于濾器生成的泥餅在返洗時碎成小塊剝落。由于-纖維素的骨架作用，纖維素的骨架作用，-纖維素和截留在預涂層表纖維素和截留在預涂層表面的面的SS混合，形成新的過濾層，能保持一定的混合，形成新的過濾層，能保持一定的孔隙率，并且孔隙率，并且具有不可壓縮性，從而降低過濾阻具有不可壓縮性，從而降低過濾阻力和提高過濾速度。力和提高過濾速度。 清洗清洗 切換下來的過濾器進行返洗時將過濾后的切換下來的過濾器進行返洗時將過濾后的精鹽水打入過濾器的濾液室內，再通入壓縮空精鹽水打入過濾器的濾液室內，再通入壓縮空氣，濾液室內的精鹽水受到壓縮空氣的壓力后氣，濾液室內的精鹽水受到壓縮空氣的壓

46、力后迅速從管子的內側流向管子的外側，碳素管外迅速從管子的內側流向管子的外側，碳素管外的助濾劑和濾餅立即卸出。如此返洗四次后就的助濾劑和濾餅立即卸出。如此返洗四次后就可達到再生效果。可達到再生效果。 一般情況下，過濾器經過一般情況下，過濾器經過48小時小時后，就要后，就要切切換一次換一次。 一次鹽水精制過程中，為降低鹽水中的一次鹽水精制過程中，為降低鹽水中的Ca2+、Mg2+離子離子, 需適當增加需適當增加Na2CO3和和NaOH的用量，的用量，除反應外還過量一部分。一般含過量除反應外還過量一部分。一般含過量NaOH為為0.2g/L左右，含過量左右，含過量Na2CO3為為0.5g/L左右。左右。

47、過濾后鹽水中某些指標如下過濾后鹽水中某些指標如下： NaOH 0.2g/L ； Na2CO3 0.5g/L； Ca2+Mg2+ 4mg/L； SS 1mg/L； pH值值 10.5左右左右 3.調調pH 過濾后，鹽水中的過濾后，鹽水中的Ca2+、 Mg2+含量與過濾前相含量與過濾前相比降低了。但還存在沒有濾 掉 的比降低了。但還存在沒有濾 掉 的 CaCO3和和Mg(OH)2微粒，微粒，Mg(OH)2微粒溶解的微粒溶解的pH值為值為10.5，CaCO3微粒溶解的微粒溶解的pH值為值為9.4。 由于鹽水的由于鹽水的pH值為值為10.5，這些微粒無法溶解。螯，這些微粒無法溶解。螯合樹脂只能吸附合樹

48、脂只能吸附Ca2+ 、Mg2+，而不能吸附微粒中，而不能吸附微粒中的的Ca、Mg成分，造成二次鹽水中的成分，造成二次鹽水中的Ca2+ 、Mg2+含量超標，為杜絕這種現象，采用添加鹽酸來降含量超標，為杜絕這種現象，采用添加鹽酸來降低鹽水的低鹽水的pH值，值，使使Ca2+ 、Mg2+微粒完全溶解微粒完全溶解，而，而被螯合樹脂吸附。被螯合樹脂吸附。 中和用的中和用的鹽酸質量鹽酸質量：HCl31%（高純）（高純） Fe2+10mg/L Ca2+Mg2+0.5mg/L ClO-5mg/L 從從pH=7增加到增加到pH=8時，吸附能力的變化時，吸附能力的變化率變化最快，率變化最快，pH值低于值低于7和和p

49、H值大于值大于9時，時，吸附能力的變化率逐漸降低，所以中和后吸附能力的變化率逐漸降低，所以中和后選選pH從從810之間之間較為合適。較為合適。 選擇時注意選擇時注意兩點兩點： 實際操作中，選擇哪實際操作中，選擇哪個個pH值作為控制指標，值作為控制指標，應以樹脂塔出口應以樹脂塔出口Ca2+、Mg2+的測定結果來決定。的測定結果來決定。較低的較低的pH值有利于值有利于SS的溶解，而較低的的溶解，而較低的pH值降低了樹脂的吸附值降低了樹脂的吸附能力，故一定要以實際能力，故一定要以實際結果為準。結果為準。 4. 樹脂（吸附）處理鹽水樹脂（吸附）處理鹽水 螯合樹脂有多種商品牌號，螯合樹脂有多種商品牌號，

50、如日本如日本CR-10、CR-11；德國；德國Lewotit TP208；法國法國ES-467、ES-466；中國上海；中國上海D-751；中國天津中國天津D-412。 其化學組成：由母體和螯合基團兩部分組成其化學組成：由母體和螯合基團兩部分組成 母體母體：苯乙烯和二乙烯基共聚物；苯乙烯和二乙烯基共聚物； 苯乙烯式。苯乙烯式。 螯合基團螯合基團：亞胺基乙酸型；：亞胺基乙酸型； 氨（胺）基磷酸型。氨（胺）基磷酸型。 （1 1）吸附（工作原理）吸附（工作原理）： 螯合樹脂螯合樹脂也是一種離子交換樹脂。與普通的交換樹也是一種離子交換樹脂。與普通的交換樹脂不同的是它吸附金屬離子形成環狀結構，如螯鉗物，

51、脂不同的是它吸附金屬離子形成環狀結構，如螯鉗物，故稱螯合樹脂。故稱螯合樹脂。螯合物又叫內絡合物螯合物又叫內絡合物，它是由中心離子，它是由中心離子和多基配位體形成的，具有環狀結構的絡合物。和多基配位體形成的，具有環狀結構的絡合物。 其中其中M是中心離子（金屬離子），是中心離子（金屬離子），N、O是是可提供共用電子對的原子，中心離子和它們形可提供共用電子對的原子，中心離子和它們形成了兩個配位鍵，在適當條件下，生成成了兩個配位鍵，在適當條件下，生成穩定的穩定的環狀結構。環狀結構。 螯合樹脂的交換原理螯合樹脂的交換原理是：是：螯合樹脂在水合離子作用螯合樹脂在水合離子作用下，交換基團下，交換基團-COO

52、Na水水解成解成COO-和和Na+。在鹽水。在鹽水精制時，由于精制時，由于樹脂對離子樹脂對離子的選擇性的選擇性 H+Ca2+Mg2+Na+，所以鹽水中所以鹽水中Ca2、Mg2+就就被樹脂螯合，形成穩定性被樹脂螯合，形成穩定性能高的環狀螯合物。能高的環狀螯合物。 （2 2）脫吸、再生）脫吸、再生 當塔內樹脂床達到最大的吸附能力時，當塔內樹脂床達到最大的吸附能力時，在流出塔的鹽水中鈣鎂離子會急劇增加。在流出塔的鹽水中鈣鎂離子會急劇增加。因此在樹脂床還未達到最大處理能力時，因此在樹脂床還未達到最大處理能力時，就要再生。就要再生。 樹脂的樹脂的再生機理再生機理，可用下面兩個方程式，可用下面兩個方程式表

53、示。表示。鈣鎂樹脂轉變成氫型樹脂（洗脫）鈣鎂樹脂轉變成氫型樹脂（洗脫） 5%HCl洗樹脂，洗樹脂，pH=1時金屬離子全部洗脫。時金屬離子全部洗脫。氫型樹脂轉變成鈉型樹脂氫型樹脂轉變成鈉型樹脂 4%NaOH調節調節pH為為14，樹脂又回到吸附前的狀態。，樹脂又回到吸附前的狀態。 當二塔串聯時，當二塔串聯時，AB則則A1、A2、A3、B4閥開，閥開，B1、B2、B3、A4閥關閉。閥關閉。 當二塔串聯時，當二塔串聯時，BA則則B1、B2、B3、A4閥開，閥開，A1、A2、A3、B4閥關閉。閥關閉。 當當A塔單獨運轉時，塔單獨運轉時，A1、A4閥開，其余閥關。閥開，其余閥關。 當當B塔單獨運轉時，塔單

54、獨運轉時， B1、B4閥開，其余閥關。閥開，其余閥關。 經精制后經精制后二次鹽水質量指標為二次鹽水質量指標為：NaCl濃度濃度 290310g/LCa2+、Mg2+總量總量 20ppb（20g/L）ClO3- 15g/LSO42- 5g/L懸浮物（懸浮物（S.S）1ppmSiO2 15ppm其它重金屬離子其它重金屬離子 0.2ppm思考題思考題1：1、 用于用于氯堿工業的離子交換膜化學結構怎樣？氯堿工業的離子交換膜化學結構怎樣？2、離子交換膜應用于電解槽中，如何制得燒堿？離子交換膜應用于電解槽中，如何制得燒堿？（原理）（原理）3、為什么要對鹽水進行精制？、為什么要對鹽水進行精制？4、一次鹽水精

55、制過程如何進行？、一次鹽水精制過程如何進行？5、二次鹽水精制過程由哪幾部分構成？二次鹽水精制過程由哪幾部分構成？6、鹽水二次精制過程有多步處理過程組成，為什、鹽水二次精制過程有多步處理過程組成，為什么第一步是脫除次氯酸根？么第一步是脫除次氯酸根？7、二次精制過程中，為什么要調節鹽水、二次精制過程中，為什么要調節鹽水pH值？值？如何選擇如何選擇pH值范圍？值范圍？ 8、螯合樹脂的吸附工作原理和交換原理。、螯合樹脂的吸附工作原理和交換原理。四、離子膜電解工藝操作條件四、離子膜電解工藝操作條件* * （一）基本概念一）基本概念 1.電流效率電流效率 在電解過程中，由于在電極上要發生一系列副在電解過程

56、中，由于在電極上要發生一系列副反應，溶液中一些雜質離子也要在電極上放電，以反應，溶液中一些雜質離子也要在電極上放電，以及電路漏電等因素，電解時的實際產量要比理論產及電路漏電等因素，電解時的實際產量要比理論產量低。量低。實際產量與理論產量之比，稱為電流效率或實際產量與理論產量之比，稱為電流效率或電流利用率，用電流利用率，用表示表示。 在在現代氯堿工廠中，電流效率一般為現代氯堿工廠中，電流效率一般為95%97%。 %100理論產量理論產量實際產量實際產量GG 影響電流效率的因素：影響電流效率的因素：離子交換膜的交換容量；離子交換膜的交換容量；電解槽結構；電解槽結構；NaOH濃度；濃度； 陽極液中陽

57、極液中NaCl濃度；濃度；電流密度；電流密度；操作溫度；操作溫度； 陽極液陽極液pH值；值；鹽水中雜質；鹽水中雜質；電解槽操作壓力和壓差；電解槽操作壓力和壓差；開停車及電流波動。開停車及電流波動。 2.槽電壓及電壓效率槽電壓及電壓效率 電解時電解槽的實際分解電壓（或稱操作電電解時電解槽的實際分解電壓（或稱操作電壓）叫做槽電壓。壓）叫做槽電壓。 槽電壓由以下幾部分組成：槽電壓由以下幾部分組成： V=V0+VM+陰陰+陽陽+IR液液+IR金金 即理論分解電壓（即理論分解電壓（V0），），離子膜電壓降離子膜電壓降VM ，過電壓（過電壓（陰陰陽陽），第一類導體的電壓降），第一類導體的電壓降IR金金，電

58、，電解質溶液的電壓降解質溶液的電壓降IR液液。 理論分解電壓（理論分解電壓（V0）：是電解質開始分解時所）：是電解質開始分解時所必需的最低電壓。它在數值上等于陽極析氯電位必需的最低電壓。它在數值上等于陽極析氯電位與陰極析氫電位之差。與陰極析氫電位之差。 離子膜電壓降（離子膜電壓降（VM）：離子膜的電阻造成）：離子膜的電阻造成的電壓損失。的電壓損失。 過電壓（過電壓（陰陰陽陽）：電解時離子的實際放電電）：電解時離子的實際放電電位要比理論放電電位高，這個差值被稱為過電位要比理論放電電位高，這個差值被稱為過電位（或超電位）。位（或超電位）。 第一類導體的電壓降（第一類導體的電壓降（IR金金）：電解時

59、電流）：電解時電流要通過銅、鋁等導體進入電解槽，在電解槽中要通過銅、鋁等導體進入電解槽，在電解槽中電流還要通過陰極和陽極，由于這些導體都有電流還要通過陰極和陽極，由于這些導體都有電阻，因此在電流通過時就要造成電壓損失電阻，因此在電流通過時就要造成電壓損失（即電壓降）。（即電壓降）。 電解質溶液的電壓降電解質溶液的電壓降IR液液：溶液具有電阻，：溶液具有電阻，也會造成電壓的損失。也會造成電壓的損失。 影響槽電壓的主要因素：影響槽電壓的主要因素：膜自身結構；電流密度；膜自身結構；電流密度；氫氧化鈉濃度；兩極間距；氫氧化鈉濃度；兩極間距；陰陽極液循環量；溫度；陰陽極液循環量；溫度；鹽水中雜質；鹽水中

60、雜質；槽結構，特別是陰、陽極的活性涂層；槽結構，特別是陰、陽極的活性涂層；開停車次數；開停車次數；電解槽壓力和壓差；電解槽壓力和壓差； 陽極液陽極液pH值；值；陽極液陽極液NaCl濃度。濃度。 3.3.電解電耗（電能效率）電解電耗（電能效率） 電解是利用電能來進行化學反應而獲得產品電解是利用電能來進行化學反應而獲得產品的過程。因此，產品消耗電能的多少，是工業生的過程。因此，產品消耗電能的多少，是工業生產中的一個極為重要的技術經濟指標。電能常用產中的一個極為重要的技術經濟指標。電能常用kWh（度）來表示。（度）來表示。 492. 11000VW W 直流電耗，直流電耗，kWh/tNaOH； V