國產(chǎn)離子膜運行總結(jié)

崔曉兵，楊振偉

（中鹽常州化工股份有限公司）

1 運行電解槽介紹

中鹽常州化工股份有限公司現(xiàn)有3套電解裝置，其中6萬t/a 燒堿裝置是日本旭硝子公司AZECF2-563型電解槽，為自然循環(huán)單極式離子膜電解槽，有效面積為1.71 m2，設(shè)計電流密度3.33 kA/m2,共計32臺，每臺電解槽有30個電解單元，1997年投入運行，2003年進(jìn)行陰、陽極的再生重涂，并且經(jīng)歷搬遷的過程，平均離子膜壽命＞36個月，目前使用的離子膜是旭硝子F-8020，F(xiàn)-8030，F(xiàn)-8031；杜邦N982TX，N2010TX，N2030TX。

該公司于2010年8月20日在AZEC-F2-563型電解槽EM-307安裝30張國產(chǎn)離子膜，離子膜型號為DF988，運行至2013年5月。2012年4月1日在AZEC-F2-563型電解槽EM-312安裝30張國產(chǎn)離子膜，離子膜型號為DF2801。這兩臺電解槽運行至2013年5月，各項安全指標(biāo)，工藝指標(biāo)均不遜于國外同類型號離子膜，整個運行情況安全、平穩(wěn)，跟蹤分析數(shù)據(jù)良好穩(wěn)定。

2 運行數(shù)據(jù)

（1）DF988從2012年5月至2013年5月運行數(shù)據(jù)見表1和表2。

（2）DF2801從2012年5月至2013年5月運行數(shù)據(jù)見表3和表4。

（3）進(jìn)口離子膜從2012年5月至2013年5月運行數(shù)據(jù)見表5和表6。

3 數(shù)據(jù)分析

DF988離子膜在該公司F2電解槽上運行至2013年5月已達(dá)33個月，在此過程中運行中經(jīng)歷多次停車和長期停車1個月的考驗。各項安全指標(biāo)、工藝指標(biāo)均能可媲美國外同類型號離子膜，整個運行情況安全、平穩(wěn)，分析數(shù)據(jù)良好穩(wěn)定。DF2801離子膜運行13個月，從目前的各項數(shù)據(jù)分析，各項指標(biāo)均優(yōu)于同期的DF988膜。

（1）安全指標(biāo)氯氣含氫所有的分析數(shù)據(jù)為“檢不出”，單元電壓穩(wěn)定，分布均勻，整個運行中未發(fā)現(xiàn)安全隱患。

表1 DF988運行數(shù)據(jù)

表2 DF988陽極電流效率

表3 DF2801運行數(shù)據(jù)

表4 DF2801陽極效率

（2）由于單極槽的特殊性，電解槽啟動時采用瞬間高電流送電，在高電流的沖擊下DF988膜和DF2801膜能保持安全穩(wěn)定。

（3）運行中經(jīng)歷調(diào)峰運行，計劃停車，連鎖停車，長期停車1個月的考驗，30%和32%堿的交替運行，說明國產(chǎn)離子膜的適應(yīng)性較強(qiáng)。

表5 進(jìn)口離子膜運行數(shù)據(jù)

表6 進(jìn)口離子膜陰極效率

（4）DF988運行氯氣純度基本能保持98.0%（電槽運行不加酸），目前陽極電流效率仍能保持95.7%。

（5）堿中含鹽能穩(wěn)定在保持小于35×10-6，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品要求。

（6）由于全氟磺酸層和全氟羧酸層之間采用無界面融合，使得全氟磺酸層和全氟羧酸層更為緊密，不易產(chǎn)生水泡，從而獲得較低的電壓和較高的電流效率。

（7）使用DF2801的電解槽氯氣純度和陽極電流效率均優(yōu)于同期使用DF988的電解槽。

（8）由于F2電解槽的特殊性，因此該電解槽運行的電流密度低于復(fù)極槽，并且槽電壓略高于復(fù)極槽。

4 結(jié)論

國產(chǎn)氯堿離子膜DF988和DF2801運行結(jié)論：

（1）從運行的各項數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，國產(chǎn)離子膜工業(yè)化運行安全性能達(dá)標(biāo)，達(dá)到了工業(yè)化運行的條件。

（2）本次使用的國產(chǎn)離子膜DF988是屬于無犧牲芯材的高強(qiáng)度離子膜，運行性能指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，達(dá)到國際同類產(chǎn)品的水平，有部分指標(biāo)優(yōu)于國際同類產(chǎn)品。

（3）國產(chǎn)離子膜對碘有較強(qiáng)的耐受性。

（4）DF2801是帶犧牲芯材的高強(qiáng)度離子膜，由于本次的離子膜DF2801厚度大于DF988，因此安全性能有進(jìn)一步提高。

（5）要確保離子膜的安全穩(wěn)定運行，運行管理是關(guān)鍵，特別是保證鹽水質(zhì)量，嚴(yán)格控制電槽陰極液、陽極液濃度、電槽槽溫，嚴(yán)格控制氣體壓差，升降電流的及時調(diào)整都是保證穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。

（6）由于離子膜制造過程非常復(fù)雜，全氟磺酸樹脂和全氟羧酸樹脂的穩(wěn)定性至關(guān)重要，并且對成膜過程的機(jī)械設(shè)備加工精度都有很高的要求，這對產(chǎn)品離子膜的性能有決定性作用，希望能得到進(jìn)一步提高。

（7）完善對離子膜的分析和檢測方法，對改善和提高離子膜的性能可以提供詳實的數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品的提升具有指導(dǎo)意義。

5 結(jié)語

國產(chǎn)離子膜的工業(yè)化應(yīng)用，打破了國外公司壟斷的局面，極大提升了氯堿行業(yè)的產(chǎn)業(yè)安全性。經(jīng)過長達(dá)33個月的運行，國產(chǎn)氯堿離子膜在該公司的電解槽上能安全穩(wěn)定運行，且各項指標(biāo)均能達(dá)到如期效果，為今后大面積使用國產(chǎn)氯堿離子膜提供了真實可靠的數(shù)據(jù)。