在线分析仪在离子膜烧碱装置中的选型探讨

    离子膜法制碱工艺包括一次盐水、二次盐水精制,电解和脱氯4部分。盐水质量及碱液质量浓度不仅关系到离子膜的使用寿命,还关系能否得到高的电流效率。 主要的检测参数有盐水pH值、氧化还原电位(ORP)、质量分数及碱液质量浓度,这些参数都直接参与控制,要求十分严格。因为电解过程产生氢气和氯气,现 场环境恶劣(易爆、腐蚀性极强);被测介质又含有酸碱和大量的游离氯,给测量带来非常大的困难。

    1　pH/ORP测量

    一次盐水加盐酸调节pH值为9±0.5后进行二次精制,再加入盐酸调节pH值在2~5之间,一般为2.5后进入电解槽。电解后的淡盐水含有氯气、游离氯及 次氯酸钠和氯酸钠,如直接进入树脂塔会导致树脂中毒,还会腐蚀设备,进入树脂塔前必须脱氯。电解后的淡盐水先加盐酸调节pH值至1~2后脱除氯气,然后将 pH值调至10左右后再加入亚硫酸钠进行化学脱氯,用ORP计来测量脱氯后的淡盐水中的游离氯含量。

    由于现场环境恶劣:有大量的腐蚀性气体,温度高达90℃,并含有大量酸、碱和游离氯。pH计要求输入阻抗高,如氯气进入转换器会腐蚀电路,降低输入阻抗,造成反应迟缓甚至无法测量。

    1. 1　电极的选型

    pH计通常采用三复合电极,电极应根据测量介质进行选择,应注意以下几点。

    a)玻璃电极存在酸误差(pH≤2)和碱误差(pH≥12),因此应根据介质情况选择酸性电极或碱性电极。

    b)电极给出的温度范围为电极的耐温范围,而不是工作温度范围,要按电极的工作极限温度来选择电极的温度范围。否则会因为选型有误造成电极使用寿命缩短。

    c)如电极内压小于被测介质的压力,会引起反渗透,使被测介质进入电极内,污染参比电解质影响参比电位,测量误差增大甚至缩短电极寿命。另外介质中如含有游离氯会与参比液反应生成沉淀物堵塞隔膜,建议选择带压力补偿型电极。

    d)pH电极的玻璃膜阻抗高,电极与转换器之间的电缆为专用电缆,不宜过长,也不要转接。水汽和腐蚀性气体会造成绝缘阻抗下降,应尽量减少连接点,建议选择电极与电缆线为一体的。

    1. 2　电极护套的选型

    由于被测介质为氯化钠溶液,腐蚀性极强,温度及压力高,应选用压力流通式护套。使用前必须向护套内通入294 kPa的压缩空气,以使电解液在护套内所受压力大于测量介质的压力而不至产生倒流,并使电解液能匀速向外渗出。护套顶部装有压力表,进气口装有减压过滤 器,可根据测量介质的压力来调节进气的压力。护套材质可选择PVDF,PP或钛材。如测量介质管道材质为塑料或内衬塑料,应加装接地电极使测量溶液接地, “溶液地”是提高仪表抗干扰性的措施之一。转换器外壳也应可靠接地。