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電解法生產燒鹼

*第一節概述電解法生產燒鹼在制得燒鹼的同時還生產氯氣和氫氣，所以工業上電解法生產燒鹼也稱氯堿工業。

*一、電解法生產燒鹼簡介電解法生產燒鹼，根據電解槽結構、電極材料和隔膜材料的不同可分為離子交換膜法隔膜法水銀法

*水銀法的電解槽由電解室和解汞室組成優點是電解槽流出溶液產物中氫氧化鈉濃度較高，其品質分數可達50%，不需蒸發增濃；產品品質好，含鹽低，鹽含量的品質分數約0.003%。但水銀是有害物質，因此水銀法已逐漸被淘汰。

*隔膜法電解是利用多孔滲透性的隔膜材料作為隔層，把陽極產生的氯氣與陰極產生的氫氧化鈉和氫氣分開。但該法生產強度較小、產品純度較低、環境污染也較大。

*離子交換膜法是應用化學性能穩定的全氟磺酸陽離子交換膜，用離子膜將電解槽的陽極室和陰極室隔開。該法所得燒鹼純度高，投資小，對環境污染小。因此，離子膜法制燒鹼是電解法生產燒鹼的發展方向。

*二、氯堿工業的特點氯堿工業除原料易得、生產流程較短外，主要有以下三個特點。①能耗高②氯與堿的平衡③腐蝕和污染嚴重

*三、氯堿工業生產的基本過程氯堿生產過程的核心部分是電解工序，各種生產方法的不同之處在與電解工藝的區別。除了電解過程之外，氯堿生產過程還應包括鹽水的精製和燒鹼、氯氣與氫氣三種產品的處理加工系統。

*第二節電解法制燒鹼的基本原理一、電解過程的基本定律1.法拉第第一定律電解過程中，電極上所析出的物質的量與通過電解質的電量成正比，即與電流強度及通電時間成正比。G=KQ=KIt

*2.法拉第第二定律當直流電通過電解質溶液時，電極上每析出（或溶解）一電化學當量的任何物質，所需要的電量是恒定的，在數值上約等於96500庫侖，稱為1法拉第（用F表示）即1F=96500C=96500A·s=26.8A·h

*二、電流效率電流效率是電解時電極上析出物質的實際產量與理論產量的比值，用η表示。電流效率是電解生產中很重要的技術經濟指標。電流效率越高，電流損失越小，同樣的電量獲得的電解產物越多。現代氯堿廠，電流效率一般為95%~97%。

*三、槽電壓及電壓效率槽電壓：電解時電解槽的實際分解電壓。E槽=E理+E超+∑E降+E液理論分解電壓E理超電壓E超電解液的電壓降E液接點、導線等的電壓降之和∑E降

*第三節隔膜法電解本法是以石墨為陽極（或金屬陽極），鐵為陰極，採用石棉隔膜的電解方法。隔膜由一種多孔滲透性材料做成，能將陽極產物與陰極產物分離隔開，可使電解液通過，並以一定的速度流向陰極。目前，工業上較多使用的是立式隔膜電解槽。

*飽和食鹽水由陽極室注入，使陽極室的液面高於陰極室的液面，陽極液以一定流速通過隔膜流入陰極室以阻止OH-的返遷移。得到產品氫氣、氯氣分別從陰極室和陽極室上方的導出管導出，氫氧化鈉則從陰極室下方導出。

*當通入直流電時，食鹽水溶液中，Na+、H+向陰極移動，Cl-、OH-向陽極移動。發生電極反應陽極反應2Cl-Cl2+2e陰極反應2H++2eH2一、基本原理

*二、電極及隔膜材料1.陽極材料要求：應具有較強的耐化學腐蝕性，同時具有對氯的過電壓低，導電性能良好，機械強度高而且易於加工，來源廣泛和使用壽命長等特點。石墨陽極是由石油焦、瀝青焦、瀝青等壓制成型，經高溫石墨化而形成。主要成分是碳，灰分約占0.5%。金屬陽極是以金屬鈦為基體，在基體上塗一層其他金屬氧化物的活化層而構成。

*金屬陽極與石墨陽極相比具有以下優點：耐腐蝕性能好，使用壽命長生產能力高產品品質好電能損耗小

*2.陰極材料要求：具有耐氯化鈉、氫氧化鈉的腐蝕，導電性能良好，且氫在電極上的過電位要低等特點。隔膜電解槽常見的陰極材料有鐵、銅、鎳等。立式隔膜電解槽的陰極一般採用鐵絲編成網狀，也有用沖孔鐵板。

*3.隔膜材料要求：(1)應具有較強的化學穩定件，既耐酸又耐堿的腐蝕，並應具有相當的機械強度，長期使用不宜損壞；(2)必須保持多孔及良好的滲透性，能使陽極液維持一定的流速且均勻地透過隔膜，並防止陽極液與陰極液的機械混合；(3)應具有較小的電阻，以降低電壓損失；(4)