宁东技术市场前沿成果推介高校成果精选（第13期）

工业废盐电解制酸碱及高值化学品转化技术

华东理工大学

成果简介：

该技术通过新型多室电解槽和专用离子膜实现工业废盐（如氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、硫酸铵、硝酸钠及其混合盐）的高效电解转化，生产高纯度酸碱及高附加值化学品。

新型电解技术

1、技术优势：

·电流效率＞80%，电流密度高达650A/m²（是传统电渗析的4倍），产能显著提升。

·产品品质优异：烧碱浓度25—32%，含盐杂质低（如SO₄^2-≤110mg/L）；盐酸浓度7—15%，硫酸浓度25—30%，Cl^-、Na⁺等杂质含量低于工业级标准，硫酸可提纯至电子级。

·支持混盐处理：如氯化钠/硫酸钠、硫酸铵/硫酸钠等复杂体系，通过预电解、电化学浓缩等工艺降低杂质（Cl^-≤3g/L），实现硫酸钠浓度从75g/L浓缩至220g/L。

·经济性显著：处理成本低，甚至可通过酸碱销售实现盈利。

2、拓展应用：

电解硫酸铵与硫酸溶液制备过硫酸铵（（NH₄）₂S₂O₈）及氢气，反应式为：（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄→（NH₄）₂S₂O₈+H₂↑。

中试电解装置

技术参数的国际对标：

1、电流效率与电流密度

该技术电流效率＞80%，电流密度高达650A/m²，远超传统电渗析（约150—200A/m²），达到国际领先水平。例如，日本旭硝子公司的离子膜电解槽电流密度通常在400—600A/m²，而该技术在此范围内表现更优，且能适应复杂废盐体系，显示出优势。

2、产品纯度与浓度

烧碱浓度25—32%，杂质（如SO₄^2-≤110mg/L）接近工业一级品标准（GB/T209—2018）；

硫酸溶液（27%）中Cl^-含量183mg/L，可通过进一步提纯（如蒸馏或吸附）满足电子级硫酸标准（SEMIC7—0309要求Cl^-<1ppm）。当前浓度已优于普通工业级（通常Cl^-<500mg/L）；

对比双极膜技术（酸碱浓度通常低于20%），该技术产品浓度更高，可直接用于工业，减少后续蒸发成本。

处理复杂废盐的突破性：

1、混盐兼容性

传统电解技术通常需单一盐类（如纯NaCl），而该技术可处理NaCl/Na₂SO₄、NH₄Cl/NaCl等复杂体系，通过预电解（Cl^-降至3g/L以下）和两级电浓缩（Na₂SO₄浓度从75g/L提至220g/L），解决了混盐分离难题，填补了行业空白。

2、资源化与零排放

将废盐转化为高值酸碱（如电子级硫酸），相比传统焚烧或填埋（成本高且污染风险），实现了“废物→资源”的闭环，符合国际化工废物资源化趋势。

经济性与规模化潜力：

1、成本优势

传统废盐处理成本约2000—5000元/吨，而该技术通过酸碱销售可盈利（例如，工业烧碱价格约3000元/吨，电子级硫酸超万元/吨）。中试案例已验证其经济性，规模化后成本或进一步降低。

2、产能效率

电流密度是传统技术的4倍，单槽产能显著提升，适合大规模工业应用，与杜邦Nafion膜电解槽的工业化水平相当。

与现行技术对比：

1、对比双极膜电解

双极膜技术受限于产酸浓度低（通常10—15%）、能耗高，而该技术通过多室电解槽和专用离子膜，直接产出25—30%的高浓度酸碱，效率更高。

2、对比传统离子膜电解

传统工艺需高纯度原料盐（如NaCl≥97%），而该技术可处理低纯度废盐，原料适应性更广，降低预处理成本。

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