摘要：離子膜如果要長期保證其穩定、高效的電流效率，最關鍵的部分就是電解槽的操作問題。離子膜的使用壽命會受到鹽水的影響，因此電流的高密度運行狀態就會使得效率進一步降低。電解槽有著陽離子交換膜，因此，有能透過溶液的特點。Ca2+、Mg2+等多價陽離子在透過交換膜時,與少量的從陰極室反遷移來的OH-生成氫氧化物沉淀,使膜電阻增加,會堵塞離子膜,這樣就會使得電解槽出現電壓升高的情況，因此，就會改變反遷徙，電流的效率進一步降低。所以本文針對離子膜電解槽電流效率進行了以下探討。

　　關鍵詞：離子膜,電解槽,電流效率

　　0 引言

　　離子膜如果要長期保證其穩定、高效的電流效率，最關鍵的部分就是電解槽的操作問題。這種操作能夠改變相關的電流量，延長離子膜的使用壽命，能夠進一步避免離子膜受到傷害，以此提高產品的質量，同時能夠降低電解槽電壓，起到提升電流效率的作用。

　　1 鹽水質量對電流效率的影響

　　離子膜的使用壽命會受到鹽水的影響，因此電流的高密度運行狀態就會使得效率進一步降低。電解槽有著陽離子交換膜，因此，有能透過溶液的特點。Ca2+、Mg2+等多價陽離子在透過交換膜時,與少量的從陰極室反遷移來的OH-生成氫氧化物沉淀,使膜電阻增加,會堵塞離子膜,這樣就會使得電解槽出現電壓升高的情況，因此，就會改變反遷徙，電流的效率進一步降低。它能選擇和透過鹽水中的Na+,而其他陽離子如Ca2+、Mg2+等也同樣能透過。

　　山納合成橡膠集團公司氯堿車間(以下簡稱/山鈉公司0)要求實際生產中二次鹽水中含Ca2+、Mg2+質量分數之和低于20μg/l,因為當含Ca2+、Mg2+質量分數之和為50μg/l的鹽水連續2次24 h進入電解槽,則每次電流效率迅速下降達5%,電壓上升100 mV或更高。如果長期進行Ca2+、Mg2+含量高的鹽水供給，那么就會出現電流效率的明顯降低，因此，影響積累的情況。對于離子膜來說，壽命就會進一步被縮短。所以，需要控制鹽水的使用情況，才能夠保護離子膜的壽命，要對相關的操作人員進行專門的培訓。尤其是要進行相關的崗前培訓學習。因此，不斷培訓并能夠進行相關鹽水的分量計算，將使用量控制在不損害離子膜的范圍之內。這樣就能夠減少鹽水對于離子膜壽命的影響，從而延長離子膜的使用壽命。

　　2 陰極液中NaOH濃度對電流效率的影響

　　根據相關的資料顯示，NaOH濃度與電流效率存在極大值的關系，因此，NaOH的不斷升高會使得陰極一方的含水情況比較低。所以相對來說濃度就會增加，如果濃度繼續升高，并且沒有要下降的趨勢，膜中OH-濃度增大,當NaOH質量分數超過36%,膜中OH-濃度增大的影響起決定作用,這樣就會使得電流的效率不斷降低，影響用電的情況，所以，對于溶液的濃度來說，要使得能夠達到相關的平衡要求，槽出口堿液NaOH質量分數控制在32%~35%。分析人員和操作人員需要進行各種數據的監測和分析，這樣才能夠將溶液的濃度和電解質的情況進一步結合考慮。完善平衡的配合模式，這樣才能夠對形成的電流做適當的考慮和分析。

　　3 陽極液NaCl濃度對電流效率的影響

　　陽極液中的NaCl濃度對電流效率有著非常明顯的影響，因此電流效率是隨著NaCl濃度的下降而下降的，鹽水濃度不斷降低則就會使得離子膜含水率增高使的電流效率隨之下降，也就是說，鹽水的使用和離子膜是形成正的關系，為自然循環,電解槽出口陽極液NaCl質量濃度控制為200~220 g/L。通過這幾年的運行可以看出，電解槽的管理需要落實到位才能夠將各種溶液的比例熟練確定。進一步完善陰極和陽極溶液的使用濃度，從而達到延長離子膜的使用壽命和提高電解槽的電流效率。

　　4 電流密度對電流效率的影響

　　生活中電流出現負荷變化的情況很多，電壓也會出現比較大幅度的變動，因此離子膜受著鹽水的一定影響，特別是在它的后期運行中，如果電流出現頻繁的上升或下降，會使單元槽的氯中氧體積分數、氯中氫體積分數升高,甚至升高得很快,電流效率會降低4%~5%。山納公司曾出現個別單元槽膜效率降為88%,需要更換離子膜。所以，保證電流的穩定是保證生產平穩運行和工作開展的基礎，也就是保護離子膜的基礎。電流穩定能夠延長離子膜的壽命對于長期穩定發展有著積極意義，能夠進一步節省成本。

　　5 電解液的溫度對電流效率的影響

　　據資料介紹,當電解溫度降至65℃以下時,電流效率下降很迅速,以后即使溫度再上升,電流效率也難以恢復到原來的位置上。這和離子膜的溫度范圍有關系,在這一范圍內,溫度的上升會使離子膜陰極一側的孔隙增大,使鈉離子遷移數增多,有助于電流效率的提高。在日常生產中山納公司的槽溫和槽壓是由DCS控制室來監控的,技術人員加強了現場巡檢,山納公司旭化成膜操作溫度為88±2℃,隨電流密度而變化。操作人員會時刻保持現場的工作記錄和調查，對于細節方面用戶溫度方面會進行各種的測量，也就是為了保證溫度穩定在控制指標內,從而爭取能夠將電流的消耗最小化，起到節省成本并增加效率的作用。

　　6 小結

　　總的來說，離子膜電解槽的操作對于延長離子膜壽命有著至關重要的作用，由于膜價格比較高，所以需要進一步節省成本，提高效率，就要延長離子膜的壽命。避免出現重大事故,不要影響離子膜的電解性能,這樣就能夠進一步帶動電流效率的提升，將離子膜的使用發揮到最大價值。控制相關的電解槽操作條件，并完善操作人員的素質,才能夠實現整個工藝系統的完善和穩定，將使用的效率進一步提升，實現工作的事半功倍。為此我們還需要展開更多的研究來完善對于離子膜電解槽操作的討論，推進經驗并改善工作。

　　參考文獻:

　　[1]江獻鑌;;側插自焙陽極鋁電解槽降低能耗的途徑[A];中國有色金屬學會第三屆學術會議論文集——科學技術論文部分[C];1997年

　　[2]劉懺斌;戴起林;唐廣俊;徐煜;;晶閘管變流裝置自動穩流與鋁電解生產[A];中國有色金屬學會第三屆學術會議論文集——科學技術論文部分[C];1997年

　　[3]苗永勝;馬春來;張偉;;降低銅電解直流電耗的生產實踐[A];2002年全國銅冶煉生產技術及產品應用學術交流會論文集[C];2002年

　　本文選自《中外能源》。  《中外能源》于1996年創刊，主管單位：中國科學技術協會；主辦單位：中國能源研究會；出版單位：《中外能源》雜志社。國內刊號CN11-5438/TK，國際刊號ISSN1673-579X，郵發代號：80-674。
　　
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