F6801離子膜的應(yīng)用情況總結(jié)

王連娣，于海軍

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161033）

對(duì)于離子膜電解系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，離子膜的效率、運(yùn)行電壓、抗污染能力以及運(yùn)行周期的長(zhǎng)短，直接影響著離子膜燒堿的生產(chǎn)成本，是每個(gè)離子膜燒堿生產(chǎn)廠家都要考慮的因素，如何正確的保管和使用離子膜也是影響其使用效果的因素之一。黑龍江昊華化工有限公司采用旭化成F6801 離子膜，認(rèn)為該離子膜抗污染能力較強(qiáng)，電流效率穩(wěn)定，離子膜強(qiáng)度高。

1 離子膜的保存

旭化成F6801 離子膜的尺寸為1 350 mm×2 465 mm，無(wú)論是新開(kāi)封的還是從電解槽上拆下來(lái)的離子膜都忌諱干燥的環(huán)境，否則離子膜會(huì)發(fā)生褶皺和尺寸大小的變化，在運(yùn)行中容易出現(xiàn)針孔。另外應(yīng)該避免離子膜與化學(xué)物質(zhì)和堅(jiān)硬的物體接觸，否則，容易造成離子膜物理性質(zhì)和電化學(xué)特性的改變以及導(dǎo)致離子膜出現(xiàn)泄漏。離子膜要浸泡在濃度為2%的NaHCO3或0.4%NaOH 溶液中； 安裝的過(guò)程中，離子膜不得不暴露在空氣中時(shí)，可在膜上均勻的灑上純水，保存離子膜的容器要平拿平放，不能將容器立起； 放在小車(chē)?yán)锏碾x子膜要保證溶液高150 mm，保證離子膜完全浸泡在溶液中；處于停車(chē)狀態(tài)的離子膜最好放在電解槽中不要取出，這樣容易保存，避免拆裝對(duì)離子膜的損傷，并保證室內(nèi)溫度在零上5 ℃以上，1 個(gè)星期左右進(jìn)行一次離子膜的濕潤(rùn)工作，不宜間隔時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)。

2 離子膜的安裝與使用

旭化成F6801 離子膜在拆包過(guò)程中，需要戴好安全護(hù)鏡和橡膠手套，小心的從容器中取出，去除包裝不能用小刀，避免破壞離子膜。安裝前保證在離子膜小車(chē)中用2%的NaHCO3或0.4%NaOH 溶液中存放12 h 以上充分活化。電解槽在安裝新離子膜之前，要安裝假膜，做好對(duì)電解槽的試漏工作，以便對(duì)電解槽的墊片安裝的粘貼效果和密封效果進(jìn)行檢測(cè)。安裝時(shí)，要仔細(xì)確認(rèn)離子膜的陰、陽(yáng)極標(biāo)志。至少需要6 個(gè)人的共同配合才能完成。在拿取離子膜過(guò)程中，保證其水平狀態(tài)，避免出現(xiàn)褶皺。將電解槽陰、陽(yáng)極網(wǎng)用純水浸濕，并保證離子膜在安裝過(guò)程中和安裝后保持濕潤(rùn)和平整，嚴(yán)格避免褶皺和剮蹭。4 人手持離子膜的四角，使離子膜從一點(diǎn)向四周擴(kuò)散緊密的貼向電解槽的陽(yáng)極，用純水沖洗離子膜并保證離子膜的位置安裝準(zhǔn)確，再利用油壓的推力將電解槽合攏。

在離子膜安裝完畢后，要進(jìn)行膜試漏的檢測(cè)工作。膜的泄漏檢查是向陰極室內(nèi)充入N2氣，而陰、陽(yáng)極側(cè)入口軟管用純水封閉。向電槽陰極室內(nèi)充入N2氣，檢查N2氣是否通過(guò)膜而泄漏到陽(yáng)極室，如有泄漏，泄漏量超過(guò)10 L/h，必須更換離子膜。仔細(xì)安裝好各單元槽的陰、陽(yáng)極室下部進(jìn)口軟管和陰極室上部出口軟管，陽(yáng)極上部出口軟管處于拆掉狀態(tài)。打開(kāi)陰陽(yáng)極出口總管尾部放空口，充純水液位至陰陽(yáng)極下部入口軟管一半。把油壓機(jī)壓力調(diào)整至6.0 MPa。備好洗滌劑溶液、20 mm 小刷子2 把。備好小型流量計(jì)、力矩板手、膜泄漏檢查記錄本。離子膜試漏檢查具體步驟如下。

（1）確認(rèn)所有閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，再開(kāi)啟閥門(mén)31，向陽(yáng)極入口總管內(nèi)充入純水，液位控制在入口軟管的一半，用軟管聯(lián)接DP-247 與閥門(mén)20。主控室用DCS 調(diào)整PICA-248，壓力設(shè)定在0.5 mH2O；

（2）慢慢開(kāi)啟閥門(mén)20，使N2進(jìn)入陰極室并保證壓力控制在0.5 mH2O 關(guān)閉閥門(mén)20。用小刷子將洗滌液刷在所有單元槽陽(yáng)極出口噴嘴上，如果發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生的單元槽，則裝上小型流量計(jì)檢測(cè)。泄漏量達(dá)到10 L/h，需要換膜。膜泄漏檢查結(jié)束后，開(kāi)啟閥門(mén)14 卸壓，用DCS 調(diào)整PICA-248 指示歸零。打開(kāi)閥門(mén)47， 排出陽(yáng)極入口匯總管內(nèi)的純水。 連接EDIZA-230 引線，連接陽(yáng)極出口軟管。

3 離子膜的修補(bǔ)

黑龍江昊華化工有限公司具有1 套成熟的離子膜針孔修補(bǔ)技術(shù)。離子膜運(yùn)行過(guò)程中，由于陰陽(yáng)極氣體壓力波動(dòng)等因素會(huì)使膜出現(xiàn)針孔，將對(duì)電解槽的陰陽(yáng)極網(wǎng)及涂層造成腐蝕，使電耗升高，加劇膜的泄露，影響電解槽的正常運(yùn)行。電解維修工段將出現(xiàn)針孔的離子膜進(jìn)行修補(bǔ)，延長(zhǎng)了離子膜的使用時(shí)間，修補(bǔ)技術(shù)處于氯堿行業(yè)比較先進(jìn)的位置。修補(bǔ)出現(xiàn)針孔的離子膜，重復(fù)再利用，這將大大增加了離子膜的利用率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也是顯而易見(jiàn)的。

4 F6801 離子膜的運(yùn)行數(shù)據(jù)

該公司使用旭化成F6801 離子膜， 每臺(tái)電解槽150 臺(tái)單元槽。 在更換3 臺(tái)電解槽離子膜運(yùn)行平穩(wěn)后所采集的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，堿濃度為32.3%，陽(yáng)極出口含鹽210，同等指標(biāo)條件下運(yùn)行半年后數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 更換3臺(tái)電解槽離子膜運(yùn)行數(shù)據(jù) g/L

表2 同等指標(biāo)條件下運(yùn)行半年后數(shù)據(jù)

由于陰極效率只能反映整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有電解槽的平均效率，不能準(zhǔn)確的反映單臺(tái)電解槽的情況，電解槽陽(yáng)極效率和陰極效率的整體趨勢(shì)是相同的。因此，為了反映離子膜的運(yùn)行情況，在此統(tǒng)計(jì)陽(yáng)極電流效率作為離子膜的參考依據(jù)。

離子膜燒堿電解工藝，在低于90 ℃時(shí)，溫度越高電壓越低，直流電耗也就越低，溫度在90 ℃時(shí)電耗達(dá)到最低。而高于90 ℃時(shí)，電解室內(nèi)水蒸氣增多，氣液比升高使電解槽電壓迅速上升，同時(shí)，對(duì)離子膜也將會(huì)產(chǎn)生損傷，所以應(yīng)嚴(yán)格控制槽溫不得高于90 ℃。考慮到操作的可靠性，一般通過(guò)陰極循環(huán)換熱器對(duì)電解循環(huán)堿液進(jìn)行加溫或冷卻，控制槽溫在88 ℃為宜。

氯氣純度是衡量電解槽運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，氯氣純度高說(shuō)明電解槽內(nèi)副反應(yīng)少，離子膜的性能穩(wěn)定。通過(guò)加酸工藝實(shí)現(xiàn)了高氯氣純度的特點(diǎn)。在工藝操作中，可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)槽鹽水的鹽酸添加量來(lái)維持進(jìn)槽鹽水酸度≤0.15 N 和出槽淡鹽水的酸度在規(guī)定的pH=2.5±0.2 范圍內(nèi)。陽(yáng)極液的酸度和氯中含氧量有直接關(guān)系。 陽(yáng)極反應(yīng)是Cl-和OH-的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，分別產(chǎn)生Cl2和O2。如果陽(yáng)極液的酸度太低pH值過(guò)高，氧氣在氯氣中的含量就會(huì)增加，降低電解電流效率。過(guò)高的酸度是造成膜產(chǎn)生水泡現(xiàn)象的重要原因，膜的使用壽命將大大的縮短。電解過(guò)程中陰極側(cè)的氫氧根（OH-）會(huì)透過(guò)膜反滲到陽(yáng)極側(cè)，形成次氯酸鹽、氯酸鹽，從而降低氯氣純度， 使出槽淡鹽水的游離氯、pH值升高，同時(shí)陽(yáng)極側(cè)的氯離子（Cl-）也會(huì)透過(guò)膜反滲到陰極側(cè)生成氯化鈉（NaCl）使出槽的堿中鹽含量升高， 這種現(xiàn)象的強(qiáng)弱決定于離子膜的性能，當(dāng)離子膜的性能足夠強(qiáng)時(shí)，這種相互的反滲會(huì)相當(dāng)弱。

綜上所述，通過(guò)對(duì)F6801 離子膜的使用，從其運(yùn)行指標(biāo)和運(yùn)行參數(shù)來(lái)分析，F(xiàn)6801 離子膜具有良好的雜質(zhì)耐受性和電流效率的穩(wěn)定性。