工艺与设备
化 工 设 计 通 讯
Technology and Equipment
Chemical Engineering Design Communications
·83·
第44卷第7期
2018年7月
1 离子膜电解装置的基本特点介绍
近几年来，离子膜电解装置在很多方面都得到了快速的发展，如电解槽型、盐水精制以及离子膜性能等方面，此种方法也得到了国内外很多厂家的青睐。

伴随着相关技术的进一步发展，离子膜电解装置也逐渐呈现出一些新的特点，主要表现为：
第一，近几年来，复极式自然循环电解槽占据主导地位，在氯碱行业当中的应用范围不断扩大，尤其是在进行离子膜烧碱装置的新建或者扩建过程中，选择这种电解槽也成为了不少氯碱企业的共识。

第二，装置变得更加大型化。

最初的电解装置烧碱大约为1万t/a 至2万t/a 左右，近几年来，烧碱数量更大的装置层出不穷，有20万t/a ，30万t/a 甚至是100万t/a 的，电解装置也呈现出明显的大型化趋势。

第三，电流密度不断增加。

为了使建设成本有效节约，越来越多的企业开始选择密度更高的电解槽，电流的密度高，达到同样生产规模的情况下可以使单元槽的数量有所减少，同时伴随着相关技术水平的提升以及创新发展，电解槽生产企业在具体的生产过程中也更加愿意开发出电流密度更高的电解槽。

第四，在直流耗电上更少。

采用低直流耗电的电解槽，与国家当前所提倡的节能降耗的政策要求相符合，而且企业也在一定程度上实现了成本的节省，使企业效益得到提升[2]。

不管从离子膜电解装置自身所拥有的技术特点来看，还是从电极成本、离子膜的成本角度来看，装置管理者的首要任务都应当使电解装置的安全性得到保障，使电解槽的使用寿命得以延长。

经过多年的生产实践，需要对已有的离子膜电解装置进行相应的优化控制。

2 离子膜电解装置优化控制方法分析
2.1 电解槽温度以及电压的优化控制方法
电解槽的选定需要离子膜电阻和实际电压之间够成正比关系，电解槽的温度可以通过对进槽盐水或者碱的温度来进行控制。

如果电解槽的温度控制比较低，将不利于离子膜性能实现最佳。

如果电解槽的温度比较低，那么槽电压会升高。

根据已有的数据研究表明，如果电解槽温度变化1℃，电压波动为1.5V~1.7V ，直流电耗所产生的变化则是 6.37kW ·h/t ，应当根据槽温和气温等变化来对槽碱的温度进行调整，让每个电解槽的温度都控制在相对合理的范围之内。

电解槽在运行的初期阶段，因为离子膜的性能都比较好，
也会出现极少的副作用，此时电解槽温度的改变可以通过进槽碱温度的调整来进行调整。

但是随着使用时间的不断延长，离子膜自身的性能会不断下降，槽内出现各种各样的副作用，使离子膜的稳定运行状态受到破坏，一旦离子膜上出现更多的针孔，也会加剧副反应，出现恶性循环。

当前对于这些问题的优化无法进行单台电解槽温度的单独控制和调整，所以在实际的生产过程中也只能对运行状况比较差的电解槽温度进行控制，让其最高温度不超过90℃。

2.2 电解系统加酸优化管理方法分析
精制盐水在进入到电解槽当中之后，会在阳极室出现游离氯，这是在淡盐水当中出现的游离状态氯的总称。

相关的反应公式如下：
2OH -+Cl 2→ClO -+Cl -+H 2O
如果游离氯的含量不断增加，那么表明OH -透过膜的概率也会显著增加，离子膜的强度也因此会降低。

如果淡盐水当中游离氯含量增加迅速，必须要向其中加入酸完成相应的中和。

游离氯含量是淡盐水当中十分敏感的评价指标，受到pH 值、盐水浓度和温度等相关因素的影响很大，所以只要上述几项因素都处于比较平稳的状态，那么游离氯的含量也就可以保持相对稳定的状态。

在实际生产管理过程中，上槽盐水的pH 值稳定是最为主要与核心的任务。

随着电解槽使用时间的延长，还需要结合电解槽的具体使用情况来进行具体的分布实施。

如果盐酸消耗量不断升高，表明离子膜对于OH -的反渗阻挡能力不断降低，也表明离子膜的性能不断降低。

为了确保电解槽可以稳定运行，应当逐渐增加酸量，以游离氯质量分数不超过0.15%作为判断标准。

2.3 氢气以及氯气的优化路径分析
离子膜电解槽对于阴阳两极的控制需要让其阴极的压力高于阳极压力，确保每个单元槽的内离子膜都可以紧贴在阳极室的极网上。

离子膜的两侧压差会影响到最终单元槽的电压，负压差可以导致电解槽的电压上涨，而正压差可以使电解槽电压一定程度降低。

实际操作过程中必须要确保两侧电压差的稳定性，如果电压差差异过大，会导致离子膜的羧酸层受到破坏，性能也会出现永久下降，降低其电流效率。

3 结束语
主要对离子膜电解装置的特点以及优化路径进行分析探讨，阐述当前离子膜装置被大量应用，今后也会具备很大的发展空间。

参考文献
[1] 王日纬.关于离子膜电解制碱装置稳定运行的分析探讨[J].工程技术：全文版，2016，（12）：2311.
摘　要：主要对离子膜电解装置的相关特点进行分析，阐述了离子膜电解装置的生产过程，并提出相对应的优化改进措施，旨在为今后其更好的应用在实践过程中奠定坚实的基础。

关键词：离子膜电解装置；生产过程；特点；优化控制中图分类号：TQ114 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2018）07–0083–01
Characteristics of Ion-exchange Membrane Electrolyzer and
Its Optimization Control Measures
Feng Ting-jian
Abstract ：This study mainly analyzes the relevant characteristics of ion membrane electrolyzers ，expounds the production process of ion membrane electrolyzers ，and proposes corresponding optimization and improvement measures ，aiming at laying a better application for the future in practice.solid foundation.
Key words ：ion membrane electrolyzer ；production process ；characteristics ；optimization 离子膜电解装置特点及其优化控制对策
冯挺剑
（江门市安兴职业安全事务有限公司，广东江门 529000）
收稿日期：2018–04–25作者简介： 冯挺剑（1972—），男，广东江门人，工程师，主要研究
方向为安全工程。