4.4　离子膜实际使用规范

美国科幕公司、日本旭化成公司、旭硝子公司在膜的使用中有基本相同的操作规范。

4.4.1　科慕公司离子膜使用规范

4.4.1.1　安全性

全氟离子膜化学热稳定性高，具有较强的离子交换能力，毒性极低，但操作人员若长期接触时，可能对个别人的皮肤产生某种刺激。

4.4.1.2　膜的加工修补

全氟离子膜不适宜在熔融状态下进行操作，因为膜在热熔过程中易变形，但对于膜本身所进行的热密封加工处理则是可行的，如膜的修补、层压和套封等。在热密封过程中，膜的温度会超过300℃，但因间隔时间短且只有极少部分材料处于熔融状态，故一般不会出现问题。

4.4.1.3　膜储存

膜储存的最佳方法是将离子膜水平放置于原密封圆筒内，若原运输密封筒不能使用，则要求将膜平放储存，禁止折皱、重折叠或拉伸离子膜，保护膜不受机械性损坏和尘砂等摩擦物对膜的损坏。

膜的运输温度为20～30℃，储存温度在2～30℃之间，避免温度环境的急剧恶化，如过冷、阳光直射等，拆包前膜温度应大于15℃。膜在运输和储存中相对湿度应大于40%。

4.4.1.4　膜预处理和安装过程

膜的预处理过程主要包括：①膜安装前必须先延伸以防止在操作条件下膜产生皱褶；②钠形式膜在碱性溶液中的膨胀；③钾形式膜的膨胀；④用盐水浸渍做进一步膨胀；⑤杜邦公司开发的一种先进的增强型钠式预膨胀膜不需要预处理可直接装入电解槽，膜安装后，需对膜进行冲洗以除去二甘醇膨胀剂DEG。膜的安装过程主要包括：①膜的装卸；②离封和润滑；③膜入电解槽安装，需要严格按照厂家提供的安装使用说明书进行操作。

膜的正常操作条件：①电流密度1.5～4.0kA/m2；②电解槽电压小于4.0V；③供料盐水、NaCl浓盐水再循环系统为>210g/L，一次通过盐水系统为>270g/L；④阳极液NaCl浓度为200±30g/L；⑤阳极液pH值大于2；⑥阳极含量小于20g/L；⑦阳极液温度80～90℃；⑧供料盐水杂质含量控制Ca、Mg<33μg/L，I<1.1mg/L，Sr<550μg/L，Al<110μg/L，Ba<1.1mg/L，SiO2<11mg/L，Na2SO4<10g/L，NaClO3<20g/L。

4.4.1.5　膜取出和重新使用的操作

①膜取出时在拆卸前、拆卸中和拆卸后要让膜始终保持湿润；②在打开电解槽前将电解槽充注碱水并排之；③拆卸电解槽配件时要小心，防止造成人员伤害或膜遭撕裂或其他物理性损坏；④如果需用工具拆卸膜，应使用平滑的刀片；⑤在无离子水或软水中浸渍离子膜以除掉盐分和NaOH，这样做易于安全装卸，防止膜内结晶；⑥膜取出后将膜以湿润状态储存。

离子膜从储存池中取出后要立即安装。如果储存在聚乙烯薄片中，要最大程度膨胀离子膜，方法如处理新膜一样。如果离子膜预处理的正常程序中包括水浸渍，那么储存在聚乙烯薄片中的膜要直接放入该种碱水溶液中去。

4.4.2　旭硝子系列离子膜使用规范

4.4.2.1　膜储存

旭硝子Flemion膜出厂后，用2.8～3.0mol/L（140～176g/L）盐水润湿后重叠在聚乙烯薄膜里，并用密闭木箱保存于10～40℃的阴暗房间里。对于开过箱的离子膜，如出现干燥现象，应及时用盐水润湿，密闭保存。因为膜的保存温度超过40℃时，膜中含水率增加（膨胀现象）；温度低于10℃时，膜会出现析出NaCl现象。

4.4.2.2　膜安装

旭硝子的Flemion？膜不需要预处理，可直接装槽，装槽过程须按照厂家提供的说明书，严格执行。

4.4.2.3　运行稳定后的操作条件

电流密度：3.0～6.0kA/m2。

盐水（NaCl）进口浓度：270～320g/L，pH≥2。

淡盐水（NaCl）出口浓度：190～210g/L。

碱（NaOH）出口：电流密度3～4kA/m2　　30.0%～34.0%

　　　　　　　 　电流密度4～5kA/m2　　30.0%～33.5%

　　　　　　　 　电流密度5～6kA/m2　　30.0%～33.0%

4.4.2.4　停车

电解槽停车后，必须按顺序处理氢气、氯气残余量，关闭纯水，进行淡盐水和淡碱液循环。NaOH淡液浓度为20%～32%；淡盐水NaCl浓度为190～230g/L，淡盐水游离氯小于11mg/L；槽温低于50℃时不检修、不排液。

4.4.3　旭化成系列离子膜使用规范

4.4.3.1　膜储存

要求在潮湿的条件下将膜卷缠在PVC管子上，一根管子上通常卷缠5张膜，用聚乙烯薄膜包扎卷缠离子膜，并用PVC绝缘胶布密封两端，再用聚乙烯袋包扎并密封开口端，将包扎膜放进塑料筒里盖上密封盖，塑料筒一定要水平地在室温下储存。

4.4.3.2　装槽

旭化成的Aciplex-F膜属于湿膜，在出厂时已经用碳酸氢钠溶液处理，在装槽后，不需要活化离子膜。但装槽前，应根据不同电解槽阴极涂层要求，用相应平衡液泡一下。浸泡形式可以整圈浸泡也可以一张张平铺在平衡液里，浸泡时间在8h以上。如果整圈浸泡，装载到能够转动的专用工具上，一张张取出膜装入电解槽上。 需要注意，取膜时不要使之出皱。

4.4.3.3　开车

①电解槽开车通电前，槽温应保持在60℃以上；②开车时电流应逐步提升，1～3kA范围内提升速度要快（一般在几分钟内），电流升至6kA要检测槽电压，若槽电压正常（各单槽电压与平均单槽电压差不超过0.3V视为正常），可根据氯气平衡情况加快电流提升速度（新膜新垫片5kA后电流提升速度要慢，缓慢提高电解槽温度，温度在75～85℃时进行维持，等待单元槽垫片的蠕变）；③开车时的NaOH浓度控制与正常运转一样，一般为30%～34%，但有时因碱供应问题，新开车充液碱浓度稍低些也是可以的，但不能低于29%。

4.4.3.4　停车

①电解槽在停止送电后，立刻进行槽中剩余气体排放和置换，根据停车时间决定是否应将电解槽内的阴、阳极液排出电解槽，是否检修决定于水洗的次数；②如果离子膜还有利用的话，在单元槽进行拆除前，应向单元槽上部膜浇水，再一次弄湿膜和垫片，拉开单元槽仔细地取出膜。