離子膜電解槽工藝中電流效率的影響因素

　　離子膜是離子膜法燒堿工藝流程中的關(guān)鍵組成部分。離子膜應(yīng)長期穩(wěn)定地保持較高的電流效率及較低的槽電壓，下降直流電耗，并延長使用年限。下面簡要介紹離子膜電解槽工藝過程當(dāng)中影響電流效率的因素。

　　1 陽極液、陰極液濃度及溫度對電流效率的影響

　　陽極液濃度的改變對電流效率的影響十分明顯。陽極液中NaCl的濃度下降，電流效率也下降，因為NaCl的濃度下降造成膜的含水率提高，OH-的反滲速度加快造成電流效率下降。如果陽極液持續(xù)處于低濃度下運行，造成膜膨脹，嚴(yán)重時會造成膜起泡、分層，對膜造成永破壞。膜膨脹后會造成Cl-滲透到陰極室，造成陰極堿中鹽含量過高。同時NaCl的濃度下降，膜的水遷移數(shù)也會隨之增加，造成Cl-向陰極室的滲透也加劇。當(dāng)陽極液濃度過高時，膜的透水率隨之下降，膜電壓升高，電耗增加，膜的使用年限下降。因此，出槽陽極液的質(zhì)量濃度一般控制在200～220 g/L。

　　2 電流密度對電流效率的影響

　　不同電流密度下都有一個取得理想電流效率的溫度點。資料顯示，離子膜電解槽電流為1.0～4.0 kA/m2時，電流效率受電流密度的影響很少;但是當(dāng)電流密度低于1.0 kA/m2時，OH-通過離子膜遷往陽極側(cè)的比例逐漸增加，從而造成電流效率下降;同時，低電流密度下運行時間不宜過長，否則會造成膜性能下降。電流密度在沒有達(dá)到極限電流密度的前提下，在很寬范圍內(nèi)變化對電流效率影響很小。

　　3 電解液流量對電流效率的影響

　　穩(wěn)定且合適的電解液流量是保證電解工藝順利進(jìn)行的必要條件，是提高電流效率的有效途徑。保證電解流量穩(wěn)定主要是為了避免因為局部鹽水濃度過高或者缺液而造成離子膜起泡，同時還可以下降OHˉ的反遷移。同時，在電解過程當(dāng)中，氣泡效應(yīng)對電解槽電壓的影響十分顯著。電解過程當(dāng)中電解槽內(nèi)產(chǎn)生大量的氫氣，使槽內(nèi)氣體率增加，氣體在離子膜和電解槽上的附著量也必然增加，造成槽電壓的升高。

　　4 純水的供應(yīng)對電流效率的影響

　　陰極液中的NaOH濃度要靠純水的流量來控制。純水供應(yīng)異常時，會造成NaOH濃度不穩(wěn)定，造成電流效率下降。如果純水中的雜質(zhì)含量過多，會造成成品堿中的雜質(zhì)含量過高，進(jìn)而造成產(chǎn)質(zhì)量量下降;同時，雜質(zhì)重金屬離子在電流作用下被還原后附著在陰極槽一側(cè)，造成槽電壓升高，造成電流效率下降。因此，純水的供應(yīng)也是確保離子膜電解槽平穩(wěn)運行的必要條件，同時是提高電流效率的有效措施。