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    离子膜电解盐水制碱的方法存在很多优点,比如投资方面,与其他两种方法(苛化法和隔膜法)相比,可以节省差不多五分之一的价格。同时它的碱液浓度很高,这使得这种碱液可以运用在很多行业,或者说更多地地方。其次是离子膜电解盐水制碱的方法能耗很低,对于电量的要求较小。最后,自然是人们最关心的方面,环保,离子膜法制烧碱对于环境的危害很小,由于它所产生的各种不需要的杂质纯度很高,如氯气,所以,他们可以使用在不同的行业,而不是造成污染环境。离子膜法相对于传统的隔膜法和水银法出槽碱液浓度高(出槽NaOH浓度为30%~35%)、能耗低(耗电少)、、碱液质量好(出槽碱液中一般还NaCl为20~35mg/L,资金的投入较少(离子膜法笔隔膜法投资节省约15%~25%,比水银法节省约10%~15%)需要较低的生产成本、质量分数为50%的成品NaOH中含NaCl一般为45~75mg/L)、氯气及氢气纯度高(离子膜法电解得到氯气纯度高达98.5%~99%,含氧0.8%~1.5%,含氧0.1%以下,能满足氧氯化法聚氯乙烯的生产需要,也有利于液氯的生产。离子膜具有较稳定的化学性能,几乎无污染和毒害)等优点。它还彻底根治了水银、石棉对环境的污染。因此,被公认为是氯碱工业的发展方向。
    2.2    离子膜法制烧碱原理
    离子膜法与隔膜法的原理其实差不多,只不过在于阴极室和阳极室中,阴阳两极是用离子膜来分开的。离子交换膜是一种耐腐蚀的磺酸型阳离子交换膜。在膜的内部具有极为复杂的化学结构,膜内存在的固定离子和可交换的对离子两部分。在电解食盐水溶液时所使用的阳离子交换膜的膜体中,它的活性基团是由带负电荷的固定离子(如SO3-、COO-)和一个带正电荷的对离子(如Na+)组成,他们之间以离子键结合在一起。
    由于磺酸基团具有亲水性能,因此膜在溶液中能够溶胀,膜体结构变松,从而造成许多微型弯曲的通道。这样活性基团中的对离子(Na+),就可以与水溶液中的同电荷的Na+进行交换并透过膜。而活性基团中的固定离子(SO3-),,则具有排斥Cl-和OH-的能力。是它们不能透过离子膜,从而获得高纯度的氢氧化钠溶液。
    离子膜电解食盐水的原理就在于,将电解槽中的阳极室和阴极室用离子交换膜隔开,然后将经过二次精制的盐水加入阳极室,和阴极室加入纯水。通电时H2O在阴极表面放电生成氢气,Na+离子通过离子膜由阳极室迁移列阴极室与OH-结合成NaOH;Cl-离子则在阳极表面放电生成氯气。经电解后的淡盐水随氯气一起离开阳极室。氢氧化钠的浓度可通过调节进电槽的去离子纯水量来调节。
    2.3    离子膜法制烧碱主要步骤
    离子膜制碱生产主要包括盐水精制、电解、脱氯和蒸发浓缩四部分。
    2.3.1    盐水精制
    首先将原盐放在化盐桶中溶解,放入反应桶,同时加入精制剂,去除盐水中的钙镁离子和其他一些杂志。再将杂质用凝聚剂使他们融合在一起,用重力沉降槽使杂质与需要的盐水分离。
    一次盐水精制和二次盐水精制,是两个比较重要的步骤。电解对于盐水的纯度有相当高的要求。离子膜使用寿命的长短和盐水的质量息息相关,盐水的质量也影响着电流效率,如果纯度不高,电流效率将会降低。
    一次盐水精制:第一次精制盐水,主要的目的在于去除盐水中较大的杂质,或者是颗粒物。需要加入一些精制剂,比如氢氧化钠、氢氧化镁等等,他们可以是钙离子、镁离子等迅速沉降,使盐水中金属离子的含量大幅度减少。一次盐水精制:在生产上,用添加过量NaOH和Na2CO3的手段来除掉Ga2+、Mg2+,生成的Mg(OH)2具有胶体性质,刚生成的Mg(OH)2,能包住细微分散的CaCO3晶状物而使沉降加快。经过沉降后,盐水中的钙、镁离子降到10mg/L以下,重金属离子总量低于1mg/L。
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