阴极液中氯酸钠成因分析及预防探讨_吴建杨.pdf
《阴极液中氯酸钠成因分析及预防探讨_吴建杨.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《阴极液中氯酸钠成因分析及预防探讨_吴建杨.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023,Vol.37,No.1论文综述收稿日期:20220423作者简介:吴建杨(1977),男,学士,工程师,主要研究方向为氯碱行业安全生产,E-mail:wujianyang doi:10 16597/j cnki issn 1002154x 2023 01 009阴极液中氯酸钠成因分析及预防探讨吴建杨 颜卫卫 丁亚运 戴金华(南通江山新能科技有限公司,江苏 南通 226017)摘 要 在离子膜烧碱法生产过程中,氯酸盐的产生离不开迁移到阳极室的碱,离子膜上的针孔或破损为阴极室碱向阳极室渗透提供了通道。作者通过对氯酸盐产生的原因和机理进行分析,同时结合生产经验,提供了控制系统内氯酸盐含量的
2、方法和措施。关键词 离子膜电解 氯酸盐 电槽运行 盐水质量中图分类号:TQ114.2 文献标志码:AAnalysis and Prevention of Sodium Chlorate in Cathode LiquidWu Jianyang Yan Weiwei Ding Yayun Dai Jinhua(Nantong Jiangshan Xinneng Technology Co.Ltd,Jiangsu Nantong 226017)AbstractIn the production process of ion-exchange membrane caustic soda,the ge
3、neration of chlorate isinseparable from the alkali migrating to the anode chamber.The pinhole or damage on the ion-exchange membraneprovides a channel for the penetration of alkali from the cathode chamber into the anode chamber.Based on theanalysis of the causes and mechanism of chlorate,combined w
4、ith production experience,this paper provides methodsand measures to control the chlorate content in the system.Keywords ion-exchange membrane electrolysis chlorate electrolyze operation brine quality 氯酸钠的腐蚀性比较强,对金属管道和设备都有一定的腐蚀性1。氯酸钠在电解过程中极易产生,因此在电解槽运行过程中如何降低或抑制氯酸钠的生成一直是氯碱人努力的方向。在日常工作中,大家发现离子膜电解槽随着运
5、行时间的延长,其阴极液中氯酸钠含量会持续上升,达到一定程度时就须更换离子交换膜,否则会对管道和设备造成腐蚀损坏。但还有一种情况是膜换了没多长时间,阴极液中氯酸钠含量上升就比较快。下面简要分析阴极液氯酸钠上升的原因及所应采取的应对措施。1 氯酸盐产生原因分析阴极液中氯酸钠主要是由于电解过程中阳极产物反渗至阴极,与阴极产物氢氧化钠反应而形成的。从离子膜电解槽流出的淡盐水中含有游离氯,它以两种形态存在:第 1 种是溶解的 Cl2,溶解量与淡盐水的温度、浓度、溶液上部氯气的分压有关;第 2 种是由于电解中 OH-反渗,使淡盐水中的 OH-增多,从而发生下列化学反应2形成:Cl2+2OH-ClO-+Cl
6、-+H2O(1)而次氯酸根在 75 发生歧化反应:2ClO-Cl-+ClO3-(2)由于电解槽正常温度高于 80,所以有相当数量的 ClO-生成 ClO3-。经过多次闭路循环,系统内氯酸盐的浓度逐渐升高。碱中氯酸盐含量也随之升高,对整套装置的安全生产产生影响。同时,氯酸盐可在高温下发生分解反应:2NaClO32NaCl+3O2(3)83第 37 卷第 1 期Vol 37,No 1化工时刊Chemical Industry Times2023 年 2 月Feb.2023 吴建杨 等.阴极液中氯酸钠成因分析及预防探讨2023,Vol.37,No.1当分解反应发生后,会导致氯气中含氧量增加,氯气纯度
7、降低。而阳极产物反渗至阴极有以下几种情况。1.1 离子交换膜电选择性能下降离子交换膜具有离子选择透过性,能有效阻止阴阳极产物的混合。阳离子在电场的作用下由阳极穿过离子交换膜进入阴极,而 Cl-则不能从阳极穿过离子交换膜进入阴极,同样 OH-不能由阴极穿过离子交换膜进入阳极。而离子交换性能下降的根本原因是表面沉积大量的杂质3,4。这些杂质主要来源于原盐、工艺水、硬件(如:电槽、管道、垫片)等,具体如表 1 所示。表 1 离子交换膜电选择性下降原因分析Tab.1 Analysis of the reasons for the decrease of theelectroselectivity of
8、 the ion exchange membrane序号因素识别原因分析1盐水中杂质积聚如 Mg2+、Sr2+、Co2+等阳离子吸附于膜内部,随着颗粒不断长大导致膜损坏。2电极涂层不均匀或极间距不均匀引起电流在电极上分布不均匀,出现局部过电流现象,加速局部膜的电化学性能下降。3电极涂层脱落脱落物沉积在膜表面,导致膜损坏。4管道、设备及所用垫片的腐蚀腐蚀物进入电槽而沉积在膜表面,同样对离子膜完整性产生影响。5停车时操作不当产生反向电流,使阴阳极涂层腐蚀而沉积在膜表面。6正常运行时压力波动导致膜在电解室不断振荡,使膜与电极不断碰撞摩擦,对膜造成物理损坏,严重时将出现针孔。7安装不规范安装过程中膜在
9、电极表面直接拉动使膜与电极摩擦,使膜电化学性能下降。1.2 离子交换膜出现针孔离子交换膜出现针孔也是导致氯酸盐产生的主要原因之一。离子交换膜一旦出现针孔,阴阳极产物直接通过针孔穿过膜而混合,导致阴极液中氯酸钠上升,阳极氯中含氢上升,同时阴极产物碱进入阳极会腐蚀阳极涂层和阳极钛网。发生以下几种情况会导致膜穿孔5,6,如表 2 所示。1.3 工艺控制在实际生产过程当中,工艺参数的改变或当电槽出现异常情况时,同样会导致系统中氯酸盐含量增加7,8,情况如表 3 所示。表 2 离子交换膜出现针孔原因分析Tab.2 Analysis of the causes of pinholes inion exch
10、ange membranes序号因素识别原因分析1离子膜质量不合格离子交换膜出厂时就有针孔。2电极上有毛刺目前的膜极距电解槽基本上阴阳极将膜夹紧了,阳极有毛刺如焊渣等在膜装上后毛刺直接穿过膜,阴极面网及弹性网出现断丝,膜装上后丝头也直接穿过膜使膜出现针孔。3安装不规范在开箱取出膜进行泡膜处理,或在搬运、安装膜时碰撞到尖锐物或有毛刺物体而产生的针孔。垫片安装位置:阴阳极垫片安装位置不正确,膜与垫片交界处产生积盐,所积的盐脱落或清洗后膜上就留下针孔。4运行不稳定在运行过程中由于压差过大使膜产生撕裂而产生孔洞。表 3 工艺参数导致离子交换膜出现针孔原因分析Tab.3 Analysis of the
11、causes of pinholes in ion-exchangemembranes caused by operation parameters序号工艺参数原因分析1槽温随着槽温的升高,膜膨胀性增大(膜的孔隙率增大),离子选择性有所下降,引起氯气透过膜进入阴极,使氯酸钠含量上升。2电流密度低随着电流密度上升,用膜电位也随着上升,电场对氯离子的吸引力也会随之增加,从而增加了氯离子向阴极一侧的移动的难度。这也说明随着电流密度降低,氯离子向阴极一侧移动相对就容易些了,使氯酸钠含量上升。3阳极液中氯酸钠含量氯酸钠无论在阳极液中还是在阴极液中都是电解过程中副反应的产物。因此阳极液中氯酸钠上升势必带来
12、阴极液中氯酸钠上升。2 预防措施降低或延缓阴极液中氯酸钠的含量,必须从根源上采取相应措施,减少系统中氯酸盐产生并且对系统内已有氯酸盐进行处理,生产过程中减少氯酸盐产生的方式有:(1)提高二次盐水质量;(2)电槽在安装时要规范;(3)提高电槽管理水平,根据电槽运行情况及时进行调整9,10。2.1 提高二次盐水质量随着沉积量增多,电槽电化学性能逐步下降,势必带来在电解过程中膜选择性下降,引起副反应加剧。目前绝大部分电槽已是膜极距槽,运行电流密度932023,Vol.37,No.1论文综述也比较高,盐水流量也大,就要求二次盐水中杂质要进一步降低,才能保证在一个运行周期内高效运行。常见二次盐水杂质控制
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 阴极 氯酸 成因 分析 预防 探讨 吴建杨
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。