氯堿工業(yè)是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)。氯堿生產(chǎn)過程安全環(huán)保有助于氯堿工業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。然而,離子膜電解槽作為氯堿生產(chǎn)的核心設(shè)備,在生產(chǎn)過程中處于復(fù)雜的腐蝕環(huán)境中,而且其腐蝕問題時有報道。本文以某氯堿廠離子膜電解槽陽極鈦板存在的腐蝕泄漏問題為出發(fā)點開展相關(guān)的研究工作,通過腐蝕電化學(xué)測試技術(shù)和表面形貌分析,研究了工業(yè)純鈦TA2分別在酸性高濃度氯化鈉溶液、含不同Cl-濃度1mol/L NaOH溶液和不同溫度和濃度的NaOH溶液中的腐蝕規(guī)律。此外,通過自行設(shè)計的流動腐蝕試驗裝置對TA2在流動條件下的腐蝕電化學(xué)行為進(jìn)行了研究。主要得出以下結(jié)論:（1）在酸性高濃度氯化鈉溶液中,TA2的腐蝕行為受到Cl-濃度、溫度、PH值的協(xié)同影響。其對TA2腐蝕電流密度的影響大小為:PH值>溫度>Cl-濃度。其對TA2陰極析氫腐蝕速率的影響大小為:PH值>Cl-濃度>溫度。其對TA2自腐蝕電位的影響大小為:PH值>Cl-濃度>溫度。其對TA2電荷轉(zhuǎn)移電阻影響大小為:PH值>Cl-濃度>溫度。（2）TA2在含不同Cl-濃度1mol/L NaOH溶液中,極化曲線的陽極有明顯的鈍化存在,... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?２００７－２０１８年國內(nèi)聚氯乙烯產(chǎn)能總量及增長率總量變化圖??＇

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???子膜工藝所占比例己經(jīng)超過９９．６％。圖１－３為氯堿工業(yè)離子膜電解槽工藝示意圖。??從圖中可以看出，在通電狀態(tài)下，飽和鹽水進(jìn)入陽極室后，氯化鈉被電離成鈉離子??（陽離子）和氯離子（陰離子）；氯離子在陽極失電子形成氯氣，而陰極的水被電離??形成氫氣；當(dāng)鈉離子通過離子膜進(jìn)入陰極，陽極的鹽水濃度降低，而陰極的氫氧化??鈉濃度升高形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為４０％的氫氧化鈉溶液１１７］。??ａ＊?Ｉ?．?ｈ：??９?ｌｉ?ｉｌｌ?ｊ??淡鹽水?－＇－＂＇５３＂ｉ＝－?ＮａＯＨ??溶液??ｍｋ?？ｈ？?Ｘ?ｍｍ?ｍｍ?ｔａｒｎ??圖１－３氯堿工業(yè)離子膜電解槽工藝示意圖??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉ?ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ?ｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ??因此離子膜電解槽內(nèi)的物料介質(zhì)具有易燃易爆（如氫氣）、有毒（如氯氣）、腐??蝕性強（如ＮａＯＨ）的特點［１８］。并且，在正常運行時電解槽是帶電的，一旦設(shè)備發(fā)??生易燃易爆氣體泄漏，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)連電打火時是具備足夠的點火能量的，這使得發(fā)??生泄漏時極易產(chǎn)生閃爆現(xiàn)象。氯堿生產(chǎn)過程中的安全隱患對設(shè)備、管道和墊片等附??件的材質(zhì)、可靠性有很高的要求。而且電槽在長周期運行過程中，離子膜會要經(jīng)受??開停車過程中的膨脹收縮［｜９］，金屬離子在離子交換膜中累積，兩側(cè)壓差的動態(tài)變化，??內(nèi)部循環(huán)不充分帶來的濃度、溫度和壓力差異以及極網(wǎng)不平整出現(xiàn)毛刺［２（），２１］等各種??不利因素，這樣離子膜在運行中容易出現(xiàn)針孔，操作壓力髙的陰極側(cè)堿液（ＮａＯＨ）??就會進(jìn)入壓力低的陽極側(cè)，陽極的鈦材、

?第一章緒論???＂Ｕｕｉｉｎｍ??圈纖??（ａ）?（ｂ）??（ｃ）?（ｄ）??圖１－４氯堿工業(yè)發(fā)生腐蝕泄漏的管線及設(shè)備??（ａ）氯氣輸送管線；（ｂ）電解槽陽極室；（ｃ）氯氣輸送管道；（ｄ）板式換熱器??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ?ｏｆ?ｃｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉ?ｉｎｄｕｓｔｒｙ?ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ?ａｎｄ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??（ａ）?ｃｈｌｏｒｉｎｅ?ｇａｓ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ；?（ｂ）?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｃｅｌｌ?ａｎｏｄｅ?ｃｈａｍｂｅｒ；?（ｃ）?ｃｈｌｏｒｉｎｅ?ｇａｓ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ；?（ｄ）?ｐｌａｔｅ?ｈｅａｔ??ｅｘｃｈａｎｇｅｒ；??１．２．２氱堿離子膜電解槽陽極室腐蝕形態(tài)??離子膜電解槽陽極室的腐蝕環(huán)境復(fù)雜多變，在電解過程中會持續(xù)不斷地生成氯??氣，氯離子及次氯酸根離子，在溫度較高（８５°Ｃ以上）時，它們對陽極鈦板的腐蝕??會加��；并且陽極室內(nèi)不斷進(jìn)行著氣液循環(huán)，這也會加劇對陽極室鈦板及電極的沖??刷；一旦離子膜破損，在壓力差作用下，陰極堿液會進(jìn)入陽極室，對鈦板造成嚴(yán)重??腐蝕。圖１－５為某央企的氯堿離子膜電解槽陽極室腐蝕失效形貌。離子膜電解槽陽??極室的失效形式主要有三種：??（１）電偶腐蝕??不同金屬相連后，在溶液中的腐蝕速度會明顯加快就形成了電偶腐蝕。例如，??在電解槽長期運行過程中，橡膠墊在較高溫度（９０°Ｃ左右）下，容易老化而其密封??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氯堿行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式在綠色發(fā)展中的應(yīng)用案例[J]. 池建忠,李進(jìn),熊新陽.  中國氯堿. 2019(11)
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[4]氯堿工業(yè)中的設(shè)備腐蝕與防護(hù)[J]. 張俊平.  中國氯堿. 2019(07)
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博士論文
[1]不銹鋼硝酸輸送管道的腐蝕行為及特性研究[D]. 孔令真.北京化工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]不銹鋼硝酸管道流動腐蝕行為的試驗研究[D]. 張瑜.北京化工大學(xué) 2018
[2]旭化成離子膜電解裝置調(diào)試和運行研究[D]. 李明杰.天津大學(xué) 2016
[3]氯堿廠電解裝置廢氣處理的工藝技術(shù)改造研究[D]. 高榮.北京化工大學(xué) 2015
[4]膜極距電解槽制堿工藝技術(shù)研究[D]. 吳政高.北京化工大學(xué) 2014
[5]38DD350型電解槽鈦板及鋼板腐蝕原因分析及密封條設(shè)計[D]. 李書聲.北京化工大學(xué) 2009



本文編號：3123738