知识目标
1．掌握离子膜法烧碱生产核心设备；
2．了解常用设备类型和结构特点。
能力目标
1．能够分析离子膜法生产核心设备特点；
2．能够进行简单设备故障的处理。
素质目标
1．培养工艺和设备一体化流程意识；
2．树立核心专利设备国产化的责任意识。
（一）布置任务
根据电解法烧碱生产的工艺流程，检索烧碱电解主要设备——电解槽和离子膜的种类及特点。
（二）任务总结
1．离子膜电解槽。
分类：复极槽和单极槽。
其主要区别在于电解槽的直流电路的供电方式不同（如图1－5）：单极式电解槽槽内直流电路是并联的，通过各单元槽的电流之和即为一台单极槽的总电流，各个单元槽的电压则是相等的，所以每台单极槽是高电流、低电压运转；而复极槽则相反，槽内各单元槽的直流电路是串联的，各单元槽的电流相等，其总电压则是各单元槽电压之和，所以每台复极槽是低电流、高电压运转，变流效率较高。
图1－5 单级槽和复级槽的直流电接线方式
不管哪种槽型，每台电解槽都由若干个电解单元组成，每个电解单元都由阴极、阳极和离子膜组成，主要部件是阳极、阴极、隔板和槽框。在槽框中，有一块隔板将阳极室与阴极室隔开。两室所用材料不同，阳极室一般为钛，阴极室一般为不锈钢或镍。
隔板一般是不锈钢或镍和钛板的复合板。隔板的两边还有筋板，其材料分别与阳极室和阴极室的材料相同。筋板上开有圆孔以利于电解液流通，在筋板上焊有阳极和阴极，如图1－6所示。
图1－6 离子膜电解槽结构示意图
2．离子膜。
用于烧碱生产的离子膜是一种阳离子交换膜，膜的内部有复杂的化学结构，是由四氟乙烯与具有离子交换集团的全氟乙烯基醚单体的共聚物，所以存在带负电荷的固定离子（如SO2－3，—COO－）和可交换的带正电荷的对离子（如Na＋），它的活性基团是由带负电荷的固定离子和一个带正电荷的对离子组成，也就是膜的活性基团，并用耐腐蚀的聚四氟乙烯织物进行增强。这种离子膜只允许盐水中阳离子Na＋通过，而其他阴离子则无法通过。
用于烧碱生产的离子膜有三种类型：全氟磺酸膜（Rf—SO3H）、全氟羧酸膜（Rf—COOH）、换算和羧酸的复合膜Rf—COOH／Rf—SO3H，可根据工艺及膜特点进行选择，结构如图1－7所示。
图1－7 离子膜结构示意图
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