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文档简介

无机化工生产技术与操作项目十五电解法生产烧碱电解法生产烧碱在制得烧碱的同时还生产氯气和氢气,所以工业上电解法生产烧碱也称氯碱工业。它是基础化学工业之一,它的产品烧碱和氯气在国民经济中占有重要地位,广泛用于纺织工业、轻工业、冶金和有色治金工业、化学工业和石油化学工业等部门。电解法生产烧碱,根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同可分为水银法、隔膜法和离子交换膜法。电解法生产烧尧碱除原料易得、生产流程较短外主要有以下三个特点。①能耗高电解法生产烧碱的主要能耗是电能,其耗电量仅次于电解法生产铝。②氯与碱的平衡电解法制烧碱所得到的烧碱与氯气的产品的质量比恒定为1:0.88,但一个国家或地区对烧碱和氯气的需求量,是随着化工产品生产的变化而变化的。③腐蚀和污染严重任务一隔膜法电解制烧碱隔膜法制烧碱的基本原理二、隔膜法制烧碱的工艺条件分析与选择三、隔膜法制烧碱工艺流程组织四、隔膜法制烧碱操作控制要点五、隔膜法制烧碱生产过程常见故障及排除、隔膜法制烧碱的基本原理食盐水溶液中,主要存在四种离子:Nat、ClH、OH。电解槽的阳极通常使用石墨电极或金属涂层电极;阴极用铁丝网或冲孔铁板;中间的隔膜由种多孔渗透件材料做成,多采用石棉,将电解槽分隔成阴极室和阳极室两部分,使阳极产物与阴极产物分离隔开,可使电解液通过,并以一定的速度流向阴极目前,工业上较多使用的是立式隔膜电解槽,工作原理如图12-1所示。直流电源饱和食盐水由阳极室注入,使阳极室的饱和盐水液面高于阴极室的液面,阳极液以一定流+NaoH速通过隔膜流入阴极室以阻止OH的返迁移。得到产品氢气、氯气分别从阴极室和阳极室上方的导出管导出,图12-1立式隔膜电解槽示意图氢氧化钠则从阴极室下方导出副反应的发生,不但会降低碱和氯的产量,而且还会降低电流效率。为了减少副反应的发生,在生产中采取的主要措施如下。(1)采用精制的饱和食盐水溶液并控制在较高的温度下进行电解,以减少氯气在阳极液中的溶解度。(2)保持隔膜的多孔型和良好的渗透率,使能阳极液正常均匀地透过隔膜,阻止两极产物的混合和反应。(3)保持阳极室的液面高于阴极室的液面,用一定的液位差促进盐水的定向流动而阻止OH由阴极室向阳极室的扩散。隔膜法制烧碱的工艺条件分析与选择1.阳极材料由于电解槽的阳极是直接地持续地与化学性质十分活泼,且腐蚀性较强的湿氯气、盐酸和次氯酸等接触,因此阳极材料应具有较强的耐化学腐蚀性,同时具有对氯的过电压低,导电性能良好,机械强度高而且易于加工,来源广泛和使用寿命长等特点。目前氯碱工业上使用最广泛的是钌钛金属阳极。2.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。隔膜电解槽常见的阴极材料有铁、铜、镍等。由于铁的耐氯化钠、氢氧化钠等的腐蚀性好且具有导电性能好、氢的过电压低的优点,是一种质优价廉的阴极材料

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