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电解过程的危险性分析与控制

  电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在两个极上所引起的化学变化称为电解。电解在工业上有着广泛的作用。许多有色金属(钠、钾、镁、铅等)和稀有金属(锆、铪等)冶炼,金属铜、锌、铝等的精炼;许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、氯酸钾、过氧化氢等)的制备,以及电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解来实现的。

  如食盐水电解生产氢氧化钠、氢气、氯气,电解水制氢等。食盐水电解过程中的危险性分析与防火要点:

  (1)盐水应保证质量

  盐水中如含有铁杂质,能够产生第二阴极而放出氢气;盐水中带入铵盐,在适宜的条件下(pH<4.5时),铵盐和氯作用可生成氯化铵,氯作用于浓氯化铵溶液还可生成黄色油状的三氯化氮。

  3C12+NH4Cl——4HCl+NCl3 Bp

  三氯化氮是一种爆炸性物质,与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击,即发生剧烈地分解爆炸。爆炸分解式如下:

  2NCl3——N2+3C12 iB>nLs

  因此盐水配制必须严格控制质量,尤其是铁、钙、镁和无机铵盐的含量。一般要求 Mg2+<2mg/L,Ca2+<6mg/L,SO42-<5mg/L。应尽可能采取盐水纯度自动分析装置,这样可以观察盐水成分的变化,随时调节碳酸钠、苛性钠、氯化钡或丙烯酸胺的用量。

  (2)盐水添加高度应适当

  在操作中向电解糟的阳极室内添加盐水,如盐水液面过低,氢气有可能通过阴极网渗入到阳极室内与氯气混合;若电解槽盐水装得过满,在压力下盐水会上涨,因此,盐水添加不可过少或过多,应保持一定的安全高度。采用盐水供料器应间断供给盐水,以避免电流的损失,防止盐水导管被电流腐蚀(目前多采用胶管)。

  (3)防止氢气与氯气混合

  氢气是极易燃烧的气体,氯气是氧化性很强的有毒气体,一旦两种气体混合极易发生爆炸,当氯气中含氢量达到5%以上,则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。造成氢气和氯气混合的原因主要是:阳极室内盐水液面过低;电解槽氢气出口堵塞,引起阴极室压力升高;电解槽的隔膜吸附质量差;石棉绒质量不好,在安装电解槽时碰坏隔膜,造成隔膜局部脱落或者送电前注入的盐水量过大将隔膜冲坏,以及阴极室中的压力等于或超过阳极室的压力时,就可能使氢气进入阳极室等,这些都可能引起氯气中含氢量增高。此时应对电解槽进行全面检查,将单槽氯含氢浓度控制在2%以下,总管氯含氢浓度控制在0.4%以下。

  (4)严格电解设备的安装要求

  由于在电解过程中氢气存在,故有着火爆炸的危险,所以电解槽应安装在自然通风良好的单层建筑物内,厂房应有足够的防爆泄压面积。

  (5)掌握正确的应急处理方法

  在生产中当遇突然停电或其他原因突然停车时,高压阀不能立即关闭,以免电解槽中氯气倒流而发生爆炸。应在电解槽后安装放空管,以及时减压,并在高压阀门上安装单向阀,以有效地防止跑氯,避免污染环境和带来火灾危险。

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