电解槽运行过程中，受盐水中含有杂质、运行条件不稳定、运行时间等因素的影响，引起离子膜运行中性能的下降，造成副产物增加，各项控制指标超标，电流效率过低，产品质量下降等。电解槽一般可以通过在阳极侧添加盐酸来控制电解槽产生的副产物。特别是复极式自然循环电解槽基本都有加酸装置，向电解槽阳极室加入盐酸是离子膜电解控制的一项重要指标，加酸还是不加酸，加酸量多少一直是许多氯碱厂家争议的问题。

电解槽阳极室通过加酸可以中和从阴极室通过离子膜反渗到阳极室的OH-，起到降低槽电压、提高电流效率、减少氯中含氧量、减少盐水中氯酸盐含量、减少碱中含氯酸盐量、降低游离氯含量、保护阳极涂层等作用。

1电解槽内部反应式

电解槽内部反应及OH-迁移图如图1所示。

2电解槽中的副反应

2.1氯中氧含量较高

由于OH-反渗进入阳极室，OH-放电失去电子生成O2，致使氯中氧含量升高，氯气纯度降低。可以通过单槽加酸来中和阴极侧反渗至阳极室的OH-降低氯气中含氧量，提高氯气纯度。

阳极侧pH值与氯中氧含量的变化趋势如图2所示。

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2.2氯酸盐含量高

氯酸盐的生成反应：

3Cl2+6NaOH=

NaClO3+5NaCl+3H2O。

氯酸盐是一种非常讨厌的副产品，其在盐水系统中积累，含量会越来越高。氯酸盐含量升高会造成盐水中氯化钠饱和量降低，进槽氯化钠含量降低造成电解槽出口盐水浓度降低，使膜起泡。也会造成氯酸盐在螯合树脂塔中生成次氯酸，损害螯合树脂。

盐水中氯酸盐含量特别高时，会造成一部分氯酸盐通过膜进入阴极室，使阴极侧烧碱含氯酸盐升高，烧碱质量下降，导致下游工序设备腐蚀。

氯酸盐分解反应：

NaClO3+6HCl=

NaCl+3Cl2+3H2O。

氯酸盐分解副反应：

2NaClO3+4HCl=

2NaCl+Cl2+2H2O+2ClO2。

除盐水中氯酸盐的方法一般是通过氯酸盐分解槽来除去盐水系统的氯酸盐。氯酸盐分解装置的操作运行主要是通过控制过酸量，来控制氯酸盐分解量，通过控制尽量减少副反应，以免生成ClO2。ClO2含量在氯酸盐分解槽内升高到一定浓度时，无需任何其他条件，也会发生爆炸。

2.3保护阳极涂层

阳极侧加酸可以起到保护阳极涂层的作用，从阴极室迁移来的OH-在阳极室失去电子形成氧，氧对阳极活性涂层有一定的破坏作用，使阳极电位上升，阳极寿命缩短。

随着电解槽运行时间的增长，由于盐水中混有Fe3+，在离子膜的阳极表面会逐渐地有Fe(OH)3附着，槽电压上升；沉积量增加到一定程度时，部分Fe(OH)3随着阳极液流出附着在阳极出口软管，阳极液出口软管变为红色。

加酸可以中和阴极侧反渗过来的OH-，减少氧气的生成保护阳极；还会降低pH值，防止Fe(OH)3沉淀附着在膜上，降低槽电压。

2.4保护电解槽垫片

次氯酸钠升高会造成离子膜电解槽垫片的腐蚀以及电解槽边框的金属腐蚀。电解槽垫片或边框腐蚀严重会出现电解槽漏液甚至造成大的安全事故。电解槽运行时通过加酸可以减少次氯酸钠的增加。

2.5电解槽加酸不足，游离氯升高

离子膜运行的时间越长，阳极室游离氯含量越高。游离氯含量升高会造成槽内副产物增加，也会给下游工序造成压力，腐蚀下游设备，造成生产成本的升高。游离氯如果去除不彻底，随盐水到达螯合树脂塔，会对螯合树脂造成致命的损伤。

3加酸量

3.1电解槽加酸量

各槽型的加酸量计算都不一样，但是大部分是通过电解槽出口的pH值来控制。有些电解槽是通过加酸进入盐水循环罐来控制电解槽出口pH值。有些电解槽直接在电解槽单槽上加酸来控制电解槽出口pH值。电解槽加酸时一定要控制进槽循环淡盐水的量，精盐水与循环淡盐水按一定的比例加入，防止盐酸腐蚀电极。电解槽在加入盐酸时也要通过纯水进行稀释，一般要求稀释后的质量分数到17%，防止加入盐酸后引起盐水结晶，造成系统不稳定。

3.2氯酸盐分解槽加酸量的计算

为了高效分解氯酸盐，氯酸盐分解槽的加酸量控制尤为重要。下面是氯酸盐分解槽加酸量的计算公式。

HCl流量与送到NaClO3分解罐的淡盐水流量比例如下。

VHCl=4.2×10-2VDB，

式中，VHCl表示HCl流量，m3/h；VDB表示淡盐水进NaClO3分解罐的流量，m3/h。

为了提高反应温度，NaClO3分解罐配有蒸汽喷射管线和工艺空气鼓泡管线用以搅动。在90℃和HCl超过15 g/L的设计条件下，分解效率要求高于80%，使分解后的NaClO3质量分数低于10%。

4利用盐酸量计算电流效率

4.1利用电解槽进出口酸度来计算电流效率

以酸度为准，pH值作为参考值。pH值会受盐水中Na2SO4含量和其他条件的影响而变化。

电解过程中，随着OH-的迁移，阳极液的酸度将降低；因此，电流效率可以根据进料阳极液和返回阳极液之间的酸度的不同来计算。只要出口阳极液的酸度足够去中和OH-，可以用下列公式计算电流效率：

4.2通过加酸量来计算电流效率

在电流的作用下，阴极OH-通过离子膜迁移到阳极室，可以用盐酸来中和控制OH-的反渗。随着运行时间的增加，OH-的反渗量也会逐渐增加。通过盐酸的消耗量计算电解槽电流效率的计算式如下。

5结语

电解槽运行过程中，通过加酸来中和阴极侧反渗过来的OH-，减少副反应，保护电解槽的性能。但是如果在运行过程中加酸过量，也会对离子膜造成不可修复的损伤，例如造成H+置换出离子膜内的活性离子Na+，离子膜由Na型变为H型，使离子膜失去导电功能，致使离子膜起泡、分层，造成离子膜无法修复的损害。加酸过量也会腐蚀电解槽牺牲阳极，使阳极涂层钝化，而造成电压升高。

目前国内大部分运行的电解槽都已经采用加酸方式。电解槽运行中要严格控制加酸量，密切关注出槽盐水分析数据，实时观察槽电压数据。特别是在开停车过程中尤为注意电解槽的加酸系统，以保证电解槽的安全平稳运行。