超高電流密度離子膜電解槽開發(fā).pdf

1、氯堿行業(yè)屬于基礎化工原材料行業(yè)，通過電解氯化鈉產生氫氧化鈉、氯氣和氫氣，為很多行業(yè)提供了工業(yè)原料。我國氯堿產能大約4000萬噸，占世界氯堿產能的一半左右，是我國化工基礎材料的主要支柱之一。中國氯堿行業(yè)迅速發(fā)展始于2000年以后，受制于當時的電解結構和離子膜性能，開始每臺電解槽最大產能為2萬噸，每套裝置最大不超過10萬噸，后期每臺電解槽最大產能提升到3萬噸，每套裝置最大不超過25萬噸。目前早期整套裝置已經(jīng)到了更新?lián)Q代的階段，在不提高能耗的

2、前提下，提高單臺和整套裝置的產能，可以為客戶節(jié)約一次固定資產投入。單臺電解槽的產能主要取決于電解槽運行電流密度、電解面積等，目前國內主流電解裝置的設計電流密度在6KA/m2。通過本課題的研究，將設計電流密度提高到7KA/m2，再將電解面積適當擴充，將每臺電解槽最大產能擴充到4.5萬噸。
　　本文重點研究目標為電解裝置電流密度的提升，涉及到導電結構及導電面積、氣液分離、膜的利用率、內部循環(huán)和泄漏電流等五個方面展開研究。運行電流密度的

3、提升，勢必會造成電解槽電壓的升高，通過對導電結構的核算，有效控制電解槽的結構電壓降;超高電密下大量的氣液混合生成物在電解室內集中，良好的氣液分離結構可以有效引導生成物及時分離并排出電解室;合理的結構設計可以大大提高離子膜的利用率，也是產能提升的一個有效手段;電解反應越劇烈，越需要更多的電解液補充，也需要更加合理的內部循環(huán)結構使電解液傳質更加均勻;降低泄漏電流，可以增加電流的利用率，同時保護設備的使用壽命。在進行以上研究的同時，對電解結構