离子交换膜法电解食盐水

1、LE=-*KWC-Di4-H： reC-HM. e.lse学习情境五氯碱生产技术工作任务离子交换膜法电解授课地点多媒体教室教学方法讲授法 课时8任务描述及 任务目标离子交换膜法电解食盐水离子交换膜法电解的原理、工艺条件盐酸的制备包含章节第五章第三、主要教具、设 四节备、工具多媒体学习重点 及难点离子交换膜法电解的原理、工艺条件盐酸的制备学生学习 基础已具有有机化学,化工单兀操作，物理化学，化工热力学等的学 习基础，具有一定的自学能力，接受知识的能力也较强.知识点:一、电解1、含义：指在原电池或电解池中，两个电极上发生的半反应，因为在原电池和电解池中， 氧化反应和还原反应使分别在两个电极上发生的

2、。原电池的负极和电解池的阳极的电极反应都 是氧化反应，故也叫氧化极。原电池的正极和电解池的阴极反应都是还原反应，故也叫还原极。2、离子膜法电解食盐水的原理二、离子膜选择透过性基本原理1、在离子交换膜发电解槽中，由一种具有选择性透过性能的阳离子交换膜将电解槽分成阳极室 和阴极室$赛w热美tL宣您也1EV1VK如冲圮：假仆皿DO.L洪精制te丽T离于交授月莫 I苗。(含少ZaCI 溶液hJaOH)以Nafion膜为例，离子膜的选择性透过离子膜是多孔结构物质，由孔和骨架组成，孔内是水相，固定离子团之间有微孔水道想通， 骨架是含氟聚合物2、离子膜性能降低的主要因素、钙和镁正离子在电场作用下，易进入离子

3、膜内，形成沉积物堵塞孔通道、为稳定操作，膜内的负离子团的数目要求相对稳定，电解液温度不宜过高，碱液浓度不宜 过浓，避免出现脱水现象，在膜内产生结晶，造成膜的永久性损坏、溶液碱浓度过低而温度较高时，在膜的界面处也可能出现积水“起泡”现象，甚至使两层膜 分开，失去离子膜的性能3、电解材料.阳极材料前氯碱工业上使用最广泛的是金属阳极和石墨阳极两类阴极材料阴极材料要具有耐氯化钠、氢氧化钠的腐蚀，导电性能良好，且氢在电极上的过电位要低等特 点。常见的阴极材料有铁、不锈钢、镍。膜材料膜是整个电解槽中最重要的组成部分。它是隔膜电解槽中直接吸附在阴极上的多孔型材料 层，用它将阳极室和阴极室隔开。对膜材料的要求

4、是：应具有较强的化学稳定件，既耐酸又耐碱的腐蚀，并应具有相当的机械强度，长期使用不 宜损坏；必须保持多孔及良好的渗透性，能使阳极液维持一定的流速且均匀地透过隔膜，并防止阳 极液与阴极液的机械混合；应具有较小的电阻，以降低电压损失；材料易得，制造成本低。电解槽心就q松帷茧le=-jmtoc-d*u: recdHiCi 曲l洪电解槽是隔膜电解法生产的主要设备。早期的隔膜电解槽是水平安装的，但电流密度小， 占地面积大，相对成本高，后来逐渐被立式隔膜电解槽取代。各种隔膜电解槽的结构虽然不尽 相同，但基本构件中都包括槽盖、阳极组合件和阴极组合件。三、离子膜电解的工艺条件盐水的浓度电解质溶液的导电是依靠溶

5、液中正负离子的迁移并在电极上放电而引起的。所以，电导率 随电解质溶液浓度的升高而升高，一直到溶液饱和为止。工业生产上电解液采用的是NaCl的饱 和溶液，其质量浓度为(315 土 5)g/L。盐水的温度提高温度，可提高电解质的电导率，降低氯气在阳极液中的溶解度，提高阳极电流效率， 同时还可降低阳极上析出氯气和阴极上析出氢气的过电位。虽然升高温度对NaCl的溶解度影响 不大，但升高温度可提高NaCl的溶解速度。一般入电解槽前的盐水温度在70C左右，电解槽 温度控制在95C左右。盐水的流量与碱液浓度盐水流量的大小会对电解过程带来较大的影响。盐水流量小，NaCl分解率高、NaOH浓 度高，但OH-的反

6、迁移严重，副反应多，电流效率低。但盐水流量大，NaOH浓度低，碱液中 NaCl含量高，碱液蒸发的能耗高。通常碱液成分控制在如下范围：NaOH含量：130145 g/L，NaCl含量：175210 g/L电流效率电流效率为实际产量与理论产量的比值。电流效率是电解槽的一项重要的技术经济指标， 与电能消耗、产品质量以及电解操作过程关系十分密切。较先进的隔膜电解槽的电流效率为 95%97%。四、离子膜电解的工艺流程1、盐水的精制盐水的第一次精制在反应桶内加入精制剂除去盐水中的Ca2+、Mg2+和SO42-，使Ca2+、Mg2+总含量降至 10-20mg/L。盐水二次精制离子膜对钙镁离子等要求极其严格，

7、阳离子交换膜不仅能使钠离子通过，钙镁离子也能通 过，在膜内形成微细的沉淀堵塞离子膜，引起槽电压升高、电流效率下降。2、离子膜电解工艺流程助沉剂$毒心瓯黄起野蜀笊E三7WC如料K need、皿 DO.L3G4教学设计、组织实施、时间安排：一、设问：教师引导学生一起复习回忆上节课讲到的电解食盐水的方法有哪些？导 TOC o 1-5 h z 出新课离子膜法电解食盐水10min二、离子膜法电解食盐水1、 离子膜法电解食盐水基本原理60min教师复习食盐水电解的基本原理，由学生小组讨论归纳出离子膜法电解食盐水的基本原理2、 离子膜法电解食盐水工艺条件80min教师PPT分析影响离子膜法电解食盐水的因素，再导出离子膜法电解食盐水的工艺条件3、 离子膜法电解食盐水工艺流程60min教师多媒体动漫向学生边展示边讲解离