鈦電極在氯堿工業領域的應用之離子膜電解法

　　離子膜電解法是氯堿工業在20世紀70年代中期推出的一種工藝，其原理如圖6-3所示。

圖6-3離子膜電解法的原理

　　這一工藝技術的關鍵是使用對離子具有選擇透過性的離子交換膜，在氯堿工業采用的是全氟陽離子交換膜，它只允許鈉離子由陽極區進入陰極區，卻不允許OH-、Cl-及水分子通過，這樣不僅使兩極產物隔離，避免了導致電流效率下降的各種副反應，而且能從陰極區直接獲得高純度（含鹽僅 高濃度(一般為31%~35%)的燒堿。1990年日本旭硝子公司已開發了直接生產濃度達50%的燒堿的離子交換膜電解槽。
　　離子膜電解法不僅具有產品質量高，能耗低(每生產1t燒堿可降低直流電耗約35%)的優點，而且可消除隔膜法使用石棉，水銀法使用汞造成的公害及環境污染。離子膜電解法投涂低，在國外新建工廠投資中僅為隔膜法的80%。因而被認為是當前氯堿工業的最新成就，成為氯堿工業的發展方向。
　　離子膜電解槽均采用板框壓濾機型結構，每臺電槽皆由若干單元糟構成，每一單元槽則包括陽極、陰極、離子膜和槽框等按供電方式、離子膜電解槽可分為單極式電解槽和復極式電解槽兩類。
　　離子膜電解槽都采用金屬陽極，而陰極大多采用降低析氫進電位的活性陰極。
　　表6-2為北京化工機械廠制造的離子膜電槽的規格及參數表6-3為幾種國外離子膜電解槽的特性及工作參數，圖6-4及圖6-5分別為單極式離子膜電解槽和旭化成復極式離子膜電解槽。

表6-2離子膜電解槽的規格及參數

表6-3為幾種國外離子膜電解槽的特性及工作參數

圖6-4 MGC單極式離子膜電解槽

圖6-5旭化成復極式離子膜電解槽

　　離子膜電解法的電流密度高于隔膜電解法，一般為30～40A/dm?，而槽電壓卻低于隔膜法，一般約為3.1V。
　　北京化工機械廠1984年從日本旭硝子公司引進離子膜法電解槽制造技術，形成年制造12萬噸離子膜電解槽生產能力，1987年已向國內用戶提供產品。
　　上海天原化工廠1983年建成1000噸/年規模的離子膜電解裝置。
　　至1991年止，我國13家氯堿工廠從國外5家公司，即日本旭化成、旭硝子、德山曹達、美國西方技術公司和英國ICI公司引進離子膜法電解槽，生產能力達37萬噸/年。使用四種離子膜，日本旭化成ACIPLEX-FB278牌號膜、日本旭硝子Flemon 775牌號膜、德山曹達Neosepta-F全氟羧酸離子膜及美國杜邦公司NX-901膜，以杜邦公司及旭硝子公司的最好。