一、燒堿簡介

離子膜法電解制堿的主要產品是燒堿，化學名稱為氫氧化鈉，又叫火堿、燒堿、苛性鈉，應為名稱為caustic soda，其副產品有氯氣和氫氣。氫氧化鈉的分子式是NaOH，常溫下純的無水氫氧化鈉為白色半透明結晶狀、有光澤或略帶顏色的固體，具有強腐蝕性，易溶于水，溶解時放出大量的熱，并隨水溫上升，其溶解度明顯增加，固體燒堿暴露在空氣里容易潮解，可作為干燥劑，但不能干燥二氧化硫、二氧化碳和氯化氫等氣體。

氯堿工業屬于基本有機化工原料工業，基本化工原料通常是指“三酸兩堿”，即鹽酸、硫酸、硝酸、燒堿和純堿，其中鹽酸和燒堿是氯堿工業中的兩種產品，再加上氯氣和氫氣可以進一步生產許多化工產品，所以氯堿工業及其相關的產品涉及國民經濟和人民生活的諸多領域，除了應用化學工業外，在輕工、紡織、石油化工、冶金和公用事業等領域也均有很大用途，耗用燒堿和耗用氯氣的產品已達數千種。

一、離子膜電解簡介

離子膜電解制堿與隔膜法電解制堿技術相比，已被世界公認為技術更先進和經濟最合理的氫氧化鈉生產方法，是當今電解制堿技術的發展方向，因此離子膜電解制堿及其技術在國內外發展極為迅速。該法具有節能、產品質量高、無環境污染、運行費用低、經濟效益顯著的特點，而被世界各國燒堿生產廠家廣泛采用。

離子膜法燒堿生產任務可分為：①一次精制鹽水設備；②二次鹽水精制；③精制鹽水電解；④氯氫氣處理；⑤液氯生產等工作任務。其生產工藝過程如下圖所示：

其中精制鹽水電解是整個工藝生產過程的核心崗位，而鹽水的制備則是保證電解鹽水生產順利進行的關鍵，也被氯堿生產技術人員成為“精制鹽水是電解槽的血液”。

三、離子膜電解的過程

用于氯堿工業的離子交換膜是一種能耐氯堿腐蝕的陽離子交換膜。膜的內部具有極為復雜的化學結構，膜內存在固定離子和可交換的對離子的膜，有排斥外界溶液中某一離子的能力。電解食鹽水溶液采用的陽離子交換膜的膜體中有活性基團。

由于磺酸基團有親水性能，而使膜在溶液中溶脹，膜體結構變松，從而造成許多微細彎曲的通道，使其活性基團中的對離子Na+可以與水溶液中的同電荷的Na+進行交換。與此同時膜中的活性基團中固定離子具有排斥Cl-和OH-的能力，見圖3，從而獲得高純度的氫氧化鈉溶液。

電解槽的陰極室和陽極室用陽離子交換膜隔開，精制鹽水進入陽極室，純水加入陰極室。通電時H2O在陰極表面發電生成氫氣，Na+通過離子膜由陽極室遷移到陰極室與OH-結合成NaOH；Cl-則在陽極表面放電生產氯氣。經電解后NaCl被消耗，食鹽水濃度降低為淡鹽水，淡鹽水隨氯氣一起離開陽極室排出。離子交換膜電解制氫氧化鈉和氯氣的原理圖見圖4和圖5。氫氧化鈉的濃度可利用進電電解槽陰極室的純水量來調節。

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