过硫酸铵因含有活性氧而广泛应用于化工、电子、石油以及蓄电池工业等领域，主要用作有机合成工业的引发剂、印刷线路的刻蚀剂、石油压裂剂的添加剂等。目前工业制取过硫酸铵主要是采用电解法。我国电解法制取过硫酸铵工业化设备电解槽所用的隔膜都是陶瓷膜，而陶瓷膜的寿命较短、电阻较高，造成电解法制取过硫酸铵的电流效率较低、电耗较高、生产成本增加。离子交换膜的电阻较低、寿命较长，因此研究离子交换膜在电解制取过硫酸铵中的电解性能，对于提高工业电解制取过硫酸铵的电流效率、降低其电耗有一定的实际应用价值。　　本文研究了电解制取过硫酸铵的理论基础，搭建了小试实验装置，并通过数值模拟，优化了小试实验电解槽的进液管结构。小试实验采用自制电解槽，以镀铂钛极板为阳极，以铅锑锡合金为阴极，以离子交换膜为电解槽隔膜。小试实验电解槽采用内径为1mm、外径为2mm的聚四氟乙烯管作为进液管与出液管。模拟结果表明，当进液管结构为:进液管深度为18mm，在距离电解液进口12mm处增加一个孔径为1mm的进液小孔，在进口处再增加一个孔径为0.5mm的进液小孔时，电极表面的流场分布较为均匀、电流密度的分布较为均匀，电解槽的电流效率较高、电耗较低。　　对于电解制取过硫酸铵，通过数值模拟，研究了离子交换膜小试实验电解槽的电解性能。模拟结果表明，在一定条件下阴离子交换膜（HDJAM膜）的电流效率达到86.0％、电耗为1229kW·h/t。并通过小试实验，对两种季胺型阴离子交换膜（HDJAM膜与HDAMI膜）在不同槽电压、电解液流量与阴极液硫酸铵浓度下的电流效率与电耗进行了研究。实验结果表明，HDJAM膜与HDAMI膜在最优条件下的电流效率与电耗分别为87.0％、71.5％与1215kW·h/t、1807kW·h/t。采用阴离子交换膜作为电解制取过硫酸铵的隔膜，为电解制取过硫酸铵提出了一种新的隔膜电解方法。这是本课题在实验方法方面的创新。　　通过小试实验，研究了四种全氟磺酸型阳离子交换膜(HDGN膜、HDCMI膜、HDNAF膜与HDJCM膜)在不同槽电压与电解液流量下的电流效率与电耗。实验结果表明:在最优条件下，HDGN膜、HDJCM膜、HDNAF膜与HDCMI膜的电流效率与电耗分别为91.5％、88.5％、79.4％、74.5％与1155kW·h/t、1195kW·h/t、1479kW·h/t、1734kW·h/t。　　综合考虑离子交换膜的成本、中试实验电解槽的安装要求等，选择HDGN膜与HDCMI膜作为隔膜，并将其安装于目前工业电解制取过硫酸铵的电解槽中。通过中试实验，研究了该两个离子交换膜在工业电解制取过硫酸铵的条件下的电解性能，并与目前工业所使用的陶瓷膜进行对比。中试实验结果表明:HDGN膜、HDCMI膜与陶瓷膜在最优工况下的电流效率与电耗分别为95.0％、75.0％、72.7％与1113kW·h/t、1723kW·h/t、1777kW·h/t。因此HDGN膜能够有效提高工业电解制取过硫酸铵的电流效率、降低其电耗。这是本课题在应用方面的创新。　　为分析共用阴极液对电解制取过硫酸铵隔膜电解槽电解性能的影响，建立了隔膜电解槽的等效电路模型，通过数值模拟的方法研究了两个隔膜电解槽以独立电解液运行与以共用阴极液运行的电解性能。数值模拟结果表明:共用阴极液导致电解槽产生了从隔膜电阻较低的电解槽阴极向隔膜电阻较高的电解槽阴极的偏流电流，并改变了该两个电解槽的槽电压。对数值模拟结果的分析表明，该偏流电流导致了该两个电解槽电流效率的降低、电耗的升高。利用HDGN膜电解槽与陶瓷膜电解槽，通过实验研究了该两个电解槽以独立电解液运行与以共用阴极液运行的电解性能。实验结果与等效电路模型的数值模拟结果具有良好的一致性，证明了所建立的共用阴极液隔膜电解槽等效电路模型的正确性。这是本课题在理论方面的一个创新。　　采用HDGN膜为隔膜，设计了一种电解制取过硫酸铵的新型工业电解槽。该工业电解槽为复极式电解槽。该工业电解槽结构在工业电解制取过硫酸铵电解槽领域的创新之处在于:采用离子交换膜作为隔膜;采用镀铂钛板与铅锑合金板压制而成的复合板为电解槽的复极板。通过数值模拟，对所设计单元槽的导流筋板进行了结构优化，并研究了槽电压与电解液流量对单元槽电流效率与电耗的影响。模拟结果表明:当槽电压为4.5V、电解液流量为2L/min时，单元槽的电流效率达到94.0％，其电耗降至1137kW·h/t。该数值模拟结果初步表明:所设计的新型工业电解槽对于电解制取过硫酸铵具有较好的电解性能。这是本课题在结构设计方面的一个创新。