陈治慧，张 波，刘延安，白虎雄

（陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林719000）

陕西北元化工集团股份有限公司 （以下简称“北元公司”）拥有88 万t/a 离子膜烧碱装置。 有A/B/C/D 4 条离子膜电解生产线，每条线有6 台电解槽，每台电解槽由200 个单元槽组成， 采用伍德迪诺拉电解槽和杜邦、旭化成、旭硝子离子膜。

1 影响槽电压和电流效率的因素

1.1 出槽碱浓度

出槽碱浓度越高，离子膜含水量越低，羧酸层的导电率下降，膜电阻升高，溶液电阻也升高，导致槽电压升高。但碱浓度升高后，离子膜中固定离子浓度增加，氢氧根离子反渗透减弱，电流效率上升，浓度高于35%以后电流效率开始下降。 碱浓度降低时电流效率下降，槽电压也随之下降，碱浓度低于28%时，离子膜永久性破坏。

杜邦膜出槽碱浓度最佳为30.0%～35.0%， 碱浓度在31.0%～33.0%时电流效率达到极值， 碱浓度每改变1%，单元槽槽电压改变20～30 mV。旭硝子膜出槽碱浓度最佳操作条件为31.0%～33.0%。 旭化成离子膜出槽碱浓度控制指标为31.5%～32.5%。 目前北元公司出槽碱浓度控制指标为32.0%～32.5%， 测试前单槽出槽碱浓度分析数据见表1。

1.2 出槽盐水浓度

出槽盐水浓度越高，离子膜的含水率越低，离子膜收缩，膜电阻升高，槽电压升高。 出槽盐水浓度降低时，离子膜内含水增加，有利于Na+穿过离子膜进入阴极侧，槽电压降低，但氢氧根离子的反渗透速度增加，电流效率下降，氯离子向阴极渗透作用增强，碱中含盐升高。 出槽盐水浓度过低时（<170 g/L），易形成水泡，导致离子膜破损，也会导致槽电压升高。

表1 单槽出槽碱浓度分析数据 %

杜邦膜最佳出槽盐水浓度170～230 g/L，浓度在170～210 g/L 时，耗电量恒定。……