高电密离子膜电解槽零极距节电改造
中 图分 类号 Ｔ Ｑ１ ５ １ ． ２
文献标识码 Ｂ
Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ６ ８ ２ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ １ ２
某厂 离子 膜法 电解 制碱 装 置共 有 ４套离 子膜 法
电解 装置 。其 中二期 电解 装置 产 能为 １ ３ ０ ｋ ｔ ／ ａ ， 共 有
・
４ ８・
李 华 等 高 电密离子 膜 电解槽 零极距 节 电改造
经验 交 流
为 了确保 电解 槽停 车 时极化 整流 器 的及时 启动
以及 电解槽 的 正 常循 环 ，需 要 增 加 Ｕ Ｐ Ｓ及 配 电装 置， 对极 化整 流器 和精 盐水 泵 、 阴极液 泵 、 淡 盐水 泵 、
表 １ 二 期 电解 槽 改 造 前 运 行 情 况
Ｔ ａ ｂ １ Ｒｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ⅱｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ
活性 涂 层 的脱 落 ， 造成 槽 电压较 快 上升 。因此 ， 改 造
后 的零极 距 电解槽 需要 配 套极化 整 流器 ，在 电槽停
车 初期 ． 保证 极 化 整流 器 及 时开 启 ， 产 生 正 向 电流 ，
防止 停 车时产 生 的反 向 电流损伤 阴极 的活 性涂层 １ １ 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ ２ — １ ８
填充 将 每个 电解 单元 的极 距缩 小 的膜 的厚度 ．从 而 将原 有 电解槽 改 造成零 极 距 电解 槽 。
２ ． ２ 电气 改 造
由于零极 距 电解槽 阴极 网涂 层 中含有 较 易脱 落
的钌元 素 ， 在 电解 槽停 车 后 ， 产 生 的反 向电流 会造 成
极 间距 （ 极距 ） 是 一项 重要 的技 术 指标 ， 极距 越小 ， 单 元 槽 的电解 电压 越低 。 电耗也 越低 。 该 厂根 据 高 电密 电解槽 的实 际运 行状 况 ，对二 期 高 电密 电解槽 进行 零 极距 改 造 ， 通 过 在 阴极 侧 增 加 弹性 结 构 ． 使 阴、 阳 极 两 电极直 接 与选择 性 离子 膜接 触 ．最大 程度 地缩
（ １ ． 巨化 集 团公 司 生 产 运 营 部 ；
２ ． 浙 江 巨化 股份 公 司 电化 厂 ： 浙江 衢州 ３ ２ ４ ０ ０ ４ ）
摘 要 为 了解 决 离子 膜 法 高 电 密 电 解槽 因使 用 年 限 增 加 引起 槽 电压 上 升 、 电 流 效 率 降低
的 问题 ． 将 其 改造 为 零 极 距 电解 槽 ， 辅 以 电 气 改造 和 工 艺联 锁 的 调 整 ， 取 得 了较 好 效 果 ， 改 造 后 的 零 极 距 电解 槽 与 普 通 高 电 密 电 解槽 投 产初 期 相 比 ， 交流电耗下降 了６ ５ ｋ Ｗｈ ／ ｔ ， 具 有 明 显 的 节 电优 势 。 关键词 离子 膜 电解 槽 ； 零极距 ； 电 解 制碱 ； 节电
６台 电解槽 ， 全 部 采用 自然循 环高 电密 电解 槽 。目前
二期 电解 槽 在整 体换 膜后 的运 行 时间 已经 超过 ３ ａ ，
不仅 离 子膜 运行 时 间达 到使用 寿命 后期 ，部 分单 元
槽 的使用 年 限也 已经 达 到 了 ８ ａ的设 计使 用 寿命 。
在 离子 膜法 电解 制碱 装置 中 ． 电解 单元 的阴 、 阳
失 电后 仍能 正常 运行 ， 维持 电解槽 正 常循 环 ， 避 免 出
解槽设计烧碱产能 １ ３ ０ ｋ ｔ ／ ａ 计算 ， 每年可节 电 ８ ． ４ ５ Ｇ Ｗｈ 。
４ 改造 注 意 事 项
在 普通 高 电密 电解槽 的零极 距 改造 中 ，需 要关
注 以下问题 ：
脱 氯盐水 泵 、 高纯 水泵 、 亚硫 酸钠 泵等 涉及 到 电解 槽 循 环 的机 泵增 加 应急 电源 ，确保 此部 分机 泵在 系统
网． 再 安装 活性 阴极 网 ． 用 镍带 固定 。通过 弹 性 网的
使得 零极 距 电槽 获得 更低 的槽 电压 、 更 低 电耗… 。
１ 改 造 前 运 行 情 况
二期 电解 槽 和离 子 膜 都处 于使 用 寿命 后 期 ， 系 统 运行 稳定 性下 降 ， 电解 槽单 元槽 、 大 垫片 检修情 况 日渐增 多 ， 而且槽 电压 上 升 明显 ， 电流效 率 较低 。二 期 各 台电解 槽改 造前 槽 电压情 况 如表 １ 所示。 根 据二 期 电解槽 统 计数 据分 析 ，二期 电解 槽 的 直 流 电耗一 直呈 现上 升 趋势 ， 特别 是进 入 ２ ０ １ ２年 以 来 ．二 期 电解 槽在 １ ２ ． ５ ｋ Ａ运 行 电流 下 的单 元槽 槽 电压 已经 高达 ３ ． ４ Ｖ， 直 流 电耗达 到 ２ ３ ９ ８ ｋ Ｗｈ ／ ｔ ， 电 流 效率 下降 到 ９ ０ ． ５ ％， 各 项 消耗 明显上 升 。
小 了 电极 间的距 离 ， 减少 电极 间溶 液 的 电压降 ， 从而
２ 改造 内容
２ ． １ 设 备
将 二期原 有 的 ６台高 电密 电解槽 改造 为零 极距 电解 槽 。 对单 元槽 阳极 电极 网进 行 整体更 换 ， 并将 原 阴极 作 为集 电板 ．在 原 阴极 网面上 加装 弹性 电导 体
２ ０ １ ４年 第 ２ １ 卷第 １ 期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化工 生产 与技 术
Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
‘ ４ ７・
高 电密离子膜 电解槽 零极 距节 电改造
李 华 李 志锋 王 文 生
离子膜电解槽膜极距改造的建议资料讲解
离子膜电解槽膜极距改造的建议离子膜电解槽膜极距改造的建议一、离子膜电解槽现状我公司共装备有4台北化机NBH高电密自然循环离子膜电解槽（其中A、C、D槽共100个单元槽，B槽共102个单元槽），其中A、B槽于2005年1月3日投入运行，2008年11月进行了阴极涂层重涂维修。
离子膜C、D槽于2006年10月27日投运，其中C槽于2011年11月30日至12月6日进行了整体换膜。
离子膜D槽目前已运行近 6 年，其中从开车至今未曾更换的膜还有42张，其余58 张为09 年更换19 张、10 年更换10 张、11 年更换21 张，12 年至今更换8 张。
由于D槽大部分膜使用时间较长，性能较差。
目前实际槽电压在电流12kA、槽温88C时已达3.23V，吨碱耗交流电约为：2450kWh^（100%NaOH。
由于离子膜性能恶化，同时由于电槽垫片长周期运行，老化严重，不利于安全运行，进行整体换膜已刻不容缓。
但如何换膜？是仍采取 C 槽的整体换膜形式？还是通过换膜对 D 槽进行适当的技术改造，以达到节能降耗的目的等是本文讨论的重点。
二、换膜方案的选择1、去年离子膜C槽换膜前、后的实际运行情况离子膜C槽换膜前运行电流12kA时，槽电压为319V; 12月6 日换膜完毕，12月11日运行电流12kA时，槽电压为311V;运行5 个月后，C槽运行电流在12kA时，槽电压已上升至318V。
可见对C槽仅进行整体换膜，最大的效果是提高了电槽的运行安全，减少了副反应，但能耗节约不明显。
2、北化机电槽膜极距改造情况2010年以来，北化机NBH高电密自然循环离子膜电解槽开始了大规模的膜极距改造，其主要业绩情况见下表一；表一：北化机NBH电解槽膜极距改造情况一览表3、膜极距改造效益情况2011年4月，中国石油和化学工业联合会在烟台万华组织召开了离子膜电解槽膜极距改造技术评议会。
北化机对烟台万华氯碱有限公司离子膜烧碱生产装置进行的膜极距技术改造项目，自2010年12月26日投运以来运行稳定，节能效果明显，节电达10%。
旭化成电解槽零极距改造总结
［ 摘
要 ］简要介绍了 ＭＬ一 ３ ２ Ｎ Ｃ Ｈ高电流密度电解槽进行零极距改造 的情况 ， 并对改造前后 的各种数据进行 ［ 文献标志码］Ｂ ［ 文章 编号］１ ０ ０ ８—１ ３ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ １ ７— ０ ４
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ；ｚ ｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ；ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｚ ｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＭＬ－ ３ ２ ＮＣＨ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ￣ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｒ ｔ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ
电解 及淡 盐 水 脱 氯 工 序 引 进 日本 旭 化 成 公 司 的技
术， 采 用 自然循 环高 电流密度 （ ＭＬ一 ３ ２ Ｎ Ｃ Ｈ） 复极 电 解槽 。 随着 离 子膜 电解 槽 技术 的不 断 发展 ， 新 型 零 极 距 节能 电解槽 在实 际生产 中得到越 来越 广泛 的使 用， 如 新疆 天业 （ 集 团） 有 限公 司 、 天 津 大 沽 化 工 股 份 有 限公 司… 等 。齐鲁 石 化 氯 碱 厂 ２ ０万 ｔ ／ ａ离 子
ｂ ｒ ｉ ｅ ｌ ｆ ｙ．Ａｎ ｄ ｖ ａ ｉｏ ｒ ｕｓ ｄａ ｔ ａ ｂｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
离子膜电解槽改膜极距电解槽运行总结
方形 法 兰密封 面磨 光 ， 然 后把 阴极 网朝 上 ， 用水平 尺
找平 阴极 网 ， 再 用加 压水 枪清 洗 阴 、 阳极 网内残 留 的
污垢 ， 把单 元槽 片平 放在 改 造 架上 ， 阴极 网朝 上 ， 在 阴极 网上 加 ２层缓 冲 网 ，由 ２人用 特制 的滚 子 在缓 冲网上来 回碾 压 ３次 ， 用 电阻焊在 缓 冲网 四周点 焊 ， 把缓 冲 网 固定 在 阴极 网上 ， 然 后加 １ 层面网， 用 电阻 焊把 镍带 焊 到单元槽 的方形 法 兰密 封 面 内侧 。 用 壁 纸刀 切 除面 网多余 边角 ． 用 电脑测 缓 冲网极 高 ， 经 电 脑测 定 弹性 阴极 网达到 平整 度要 求后 ，单元 槽 片 即 改造 完 成 。一 天 能改 造完 成 ２ ０片单元 槽 片 ， １台 电 解槽 １ ５ ８组单 元槽 片需 ２周 多时 间 改造完 成 ， 缓 冲
Ｓ ｕ ｍ ｍａ ｒ ｙ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｃ ｅ ｌ ｌ
ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ由平 行 四 边 形 的 镍 丝 ２层 组 成 ， ０ ． １ ５ ｍｉ ｎｘ
低 电耗 ，中 国吴 华 化 工 集 团 股 份 有 限公 司 决 定 于
２ ０ １ ２年 ｌ ０月 对 四平 昊 华 公 司 ６台 （ ３ ＃ ～ ８ ＃ ） 电解 槽
逐 台进 行 膜 极 距 改 造 ， 因 另 外 ２台 （ １ ＃ ～ ２ ＃ ） 电 解 槽 为新 换 膜 ， 先不 进 行改 造 。为 不影 响 生产 ， 改 造 ｌ台投 入运 行 ｌ台 ． 然 后再停 下 １台进行 改 造 。 具 体
伍德-迪诺拉BM2.7电解槽零极距改造总结
２ 改造方案
２ ． １ 极 间距 的 测量
山铝 氯 碱 厂 一 期 ６万 ｔ ／ ａ离 子 膜 烧 碱 装 置 至今 已经 运 行 七 年 多 时 间 ，电 解 槽 阴 阳极 板 涂 层 性 能
伍 迪 电解槽 有 着 独 特 的 内部 构造 和组 合 方 式 ， １ 个 单 元 槽 由阳极 室 、 阴极 室 、 离子膜、 四氟 垫 片 、 密 封条 、 隔 离条 等 组 成 ， 其 极 间 距受 多个 因素 影 响 ， 测 量过 程存 在 诸多 变量 ， 这 是 改造成 零 极距 的关 键 ， 只 有 重复 改造 组装 实 验才 能得 到精 准 的数 据 。
中图 分类 号 ： Ｔ Ｑ１ １ ４ ． ２ ６ ＋ ２
文献 标识 码 ： Ｂ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — １ ７ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ０ ８ — ０ ２
Ｓ ｕ ｍ ｍｒ ｙ ｏ ｎ ＵＨＤＥＮＯＲＡ ＢＭ ２ ． ７ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｚ ｅ ｒ ｏ
２ ． ２ 原 阳极 板 的去 留 伍 迪 电解槽 的改造 存在 着 阳极侧 重 涂或 者 改造
下降、 槽 电压 升 高 、 电耗 增 加 ， 目前 每 吨 碱 耗 电 为 ２ ４ ６ ３ ． ５ ｋ Ｗ－ ｈ ／ ｔ ， 较 先 进 的电解 槽 高 约 １ ６ ８ ｋ Ｗ・ ｈ ／ ｔ 产
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ＵＨＤＥＮＯＲＡ ＢＭ ２ ． ７ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｔ ｏ ｚ ｅ ｒ ｏ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ． Ａｆ ｔｅ ｒ ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕｓ ，ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ｐａ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ４ ０ ０ ｍｉ ｌ ｌ ｉ ｏ ｎ ｋ Ｗｈ ／ ａ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ， ｚ ｅ ｒ ｏ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ， ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｂ ｅ ｎ ｅ ｉｔ ｆ
电解槽用不同方式进行零极距改造的效果比较
使 用 杜邦 Ｎ ９ ８ ２膜 、 电 流密 度 为 ４ ． ２ ｋ Ａ ／ ｍ 时 ， 更 换 电极 后槽 电压低 于 ２ ． ９ ９ Ｖ； 零 极 距 改造 后 槽 电
年的高负荷运行 ， 槽 电压 升高 ， 单 元槽 电压 最高达
３ ． ２ ９ Ｖ， 直流电耗最高达 ２ ４ ５ ０ ｋ Ｗ ・ ｈ ／ ｔ 。２ ０ ０ ９年 委托 外商 检测 阴极 的析 氢 电位 、 阳极 的析 氯 电位 以 及电极 涂层 的含 量 ， 结果 为： 阴 极 析 氢 电位 上 升
ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ．
１ 生 产 概 况
中 国石化股 份公 司齐 鲁 分公 司氯 碱 厂 （ 以 下 简
称“ 齐鲁 石 化氯 碱 厂 ” ） 现有 ２套 离 子 膜 电解 装 置 ，
２ 电解槽更换 电极和零极距 改造 的比较
更换 电极和零极距改造是 目 前降低离子膜电解 槽电压和直流电耗的 ２ 种不同的途径。下面从几方 面对这 ２种 方式 加 以对 比 。
２ ． １ 改造 前后 电压 的变化
其中 ２ ０ ０ ４年开工建设 的 ２ Ｏ万 ｔ ／ ａ 离子膜装 置 ， 是 引进 日本旭化成公司 的 Ｍ Ｌ一 ３ ２ Ｎ Ｃ Ｈ 电解槽 ， 设计
电流为 １ １ ． ３ ４ ｋ Ａ， 实 际运 行 电流 １ ２ ． ５ ｋ Ａ。经过 近 ７
１ ０ ％ 。从 数据来 看 是 阴极 涂层 损 失严 重 ， 造 成槽 电 压、 直 流 电耗上 升 。在此 种情 况下 ， 只有更 换 电极 或
ｋ Ｗ・ ｈ ／ ｔ （ 阴极效率按 ９ ５ ％计算 ） ， 按 ｌ台电解槽 １
的分析 ， 阐述 了两种零极距 改造方式的不同 以及各 自的优缺点 ， 并 就零极距 改造提出 了自己的观点 。
高电流密度零极距离子膜电解槽的应用
０．０００ ４８
３４．４６
２３０
０．０５２
０．０００ ８６
电槽
ＮＣＺ ＮＣＨ ＮＣＨ
平 均 单 槽 电 压／Ｖ
实际
Ｅ４７９０
３．０５
２．８０７
３．２３
２．９５４
３．２２
２．９４１
表４ 考核结果计算
电 流 效 率／％
电耗／（ ｋＷ·ｈ）
阳极
阴极
实际
Ｅ４７９０
９７．８
２ １２８．３ ２ ０７６．４
９７．９
２ 单元槽结构
零极距（ ＮＣＺ） 单元槽的阳极和普通高电流密度 电解槽（ ＮＣＨ） 一样 ， 和 普 通 自 然 循 环 电 解 槽 （ ＮＣＳ） 相比， 为了保证高电流密度运行时， 电槽内部的良好 循环， 取消了原有的导流管结构， 在单元槽的底部增 加了盐水进口分布管， 中上部增加了 １ 块倾斜的导 流板， 在上部的气液分离室内增加了除沫装置。
２７．１７
２００
２７．３１
２００
２７．０７
２００
进口酸度／（ ｍｏｌ·Ｌ－１） ０．０５５ ０．０５６ ０．０５５
出口酸度／（ ｍｏｌ·Ｌ－１） ０．００３ ９ ０．００５ ４ ０．００５ ９
电槽
ＮＣＺ ＮＣＨ ＮＣＨ
平 均 单 槽 电 压／Ｖ
实际
理想
２．９２９ ２．８１５
３．０６３ ２．９４０
３．０５４ ２．９３０
１ 前言
离子膜电解法制碱技术因其具有节能、产品质 量高、无污染等诸多优点而被世界公认为技术最先 进和经济最合理的制碱方法。近年来， 不论是盐水的 精制方法、电解槽型、电极材料， 还是离子膜本身的 性能都有了飞跃发展。
在能源日益紧缺的今天， 离子膜电解制碱法更 以成本低的特点而突出。离子膜电解生产过程中， 能 耗是成本的重要组成部分。为了降低能耗， 就要获得 高的电流效率和低的槽电压， 要在较大的电流密度 下保持低的电耗。随着离子膜电解工艺技术的日趋 完善及操作水平、管理水平的不断提高， 节能降耗的 途径主要集中在电解槽结构、材质的改进以及膜性 能的提高等方面， 以获得较高的电流效率和低的槽
电解槽零极距改造总结
２ 单元槽改造 内容
（ １ ） 使 用与 原基 材一致 的维修材 料对 单元 槽 阴 、 阳极 密封 面损坏 处进 行修 复 、 整平 。 对原 阴极 网进 行
用 了旭化 成 Ｆ ６ ８ ０ １ 、旭 硝子 ８ ０ ８ ０以及 杜 邦 ２ ０ ３ ０离
山东 铝业 公 司氯碱厂二期装 置 ２ ０ ０ ８ 年 ６月建成 投产 ． 核心设备 为 日本旭化成公 司生产 的 Ｎ Ｃ Ｈ型高 电 密电解槽 。 到２ ０ １ ３年 ７月 已使 用 ５年 ， 期间 未进行 过
离子膜 更换 ． 槽 电压在４ ． ８ ｋ Ａ ／ ｍ 电流密度 下约 ３ ． １ ７ Ｖ，
ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ Ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ， Ｚ ｉ ｂ ｏ ２ ５ ５ ０ ５ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｚ ｅ ｒ ｏ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｃ ａ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ＮＣ Ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｃ ｅ ｌ ｌ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｐ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｎ ｅ， ｈ ｙ ｐ ｏ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ａ ｃ ｉ ｄ， ｐ Ｈ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｚ ｅ ｒ ｏ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ； ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ； ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ
何谓零极距离子膜电解槽
何谓零极距离子膜电解槽
如今我国氯碱行业新建和改造项目基本都采用离子膜法烧碱工艺，其中采用的电解槽多为高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽。
而近几年出现的新型零极距离子膜电解槽比我们现在使用的普通离子膜电解槽节能减排效果明显，同样产能情况下可以节省大量的能源消耗，更加符合现代工业可持续发展作业的要求。
什么是零极距电解槽？它为什么可以节约更多的能源呢？所谓零极距电槽，就是阴阳两电极直接与膜接触，极间距只有膜的厚度，故又称为膜极距电槽。
众所周知，离子膜法烧碱电解装置中，电解单元的阴阳极间距（极距）是一项非常重要的技术指标，其极距越小，单元槽电解电压越低，相应的生产电耗也越低。
零极距电解槽通过降低电解槽阴极侧溶液电压降，从而达到节能降耗的效果。
原有电解槽阴阳极之间的极间距为1.8—2.2毫米，溶液电压降为200毫伏左右，零极距电解槽就是改进阴极侧结构，增加弹性构件，使得阴极网贴向阳极网，电极之间的间距为膜的厚度。
与普通电槽相比，同等电密下零极距电槽电压降低约180毫伏，相应吨碱电耗下降127千瓦时。
我国北化机自主开发的该项技术按烧碱年产量为50万吨计算，年节约电能约6350万千瓦时，综合技术指标达到国际先进水平。
目前，天津大沽、新疆天业、齐鲁石化、河北冀衡、宁波东港电化、黑龙江昊华、榆社化工等单位已相继从国内外引进或改造了零极距技术设备。
通过几年的运行实践，国内零极距复极式离子膜电解槽已逐步成熟，操作方便、运行平稳，并且能够满足国内原盐情况下氯碱工业的生产工艺要求。
由于此项技术节能减排效果明显，切合目前国内氯碱行业生产要求，已入选烧碱行业清洁生产技术推行方案推广技术目录，将成为今后一段时间内氯碱行业发展的主要方向。
离子膜电解槽膜极距改造的经济实施方案
2 膜极距技术简介
离子交换膜法电解槽作为当今最先进的电解制 碱生产装置，其优异的性能已经得到了大部分企业 的认可。截至 2012 年底，我国离子膜法烧碱产量已 达 2 297 万 t［1］。
但是能源的日益紧缺、国家节能减排政策的限 制，对氯碱生产企业电解槽的节能性提出了更高的 要求。
电解槽节能降耗的途径主要集中在电解槽结 构、电极涂层性能的改进方面。其中缩小电极距离、 提高电极性能成为现在能够大幅度降低槽电压的唯 一途径。膜极距改造技术的运用，使生产企业达到
1
11# 449 933． 0 0． 558
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12# 449 933． 0 0． 558
1
S/ dm2 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6 327． 6
I1 / kA 13． 05 12． 80 13． 00 13． 20 9． 00 9． 00 13． 29 13． 18 13． 40 13． 20 15． 10 11． 20
Key words： ion-exchange membrane electrolyzer； membrane electrode distance； technical reform； implementation plan
Abstract： Two different ways to transform the membrane electrode distance of ion-exchange membrane electrolyzers i． e． ，transformation during shutdown or transformation during operation，were compared in technology and economy． The way of transformation during operation was selected． This way could guarantee that the output of caustic soda did not be cut during transformation and gave better economic returns．
离子膜电解槽的零极距技术改造
中国氯碱ＣｈｉｎａＣｈｌｏｒ－Ａｌｋａｌｉ第4期２００9年4月Ｎｏ．4Apr ．,２００9离子膜电解槽的零极距技术改造康新飞，凌彬（西安西化热电化工有限责任公司，陕西西安７１００７７）摘要：介绍了对旭化成自然循环电解槽（NCS ）进行的零极距技术改造措施。
通过对比，零极距电解槽（NCZ ）在电耗等方面优势明显，但在操作上需严格，并实现自动化。
关键词：自然循环电解槽；零极距电解槽；技术改造中图分类号：TQ114.26文献标识码：B文章编号：１００９－１７８５(2009)04－００09-02西安西化热电化工有限责任公司离子膜电解装置年生产能力为4万t ，采用国内较早引进的旭化成自然循环电解槽。
1998年投入使用，至今已运行10年。
从2006年开始更换或者重涂阳极和阴极，已经成功完成对R-230A 、B 、D 槽的大修。
随着离子膜电解槽技术的发展，零极距电解槽已经投入运行。
由于零极距电解槽能大大降低电耗，可大幅度降低制碱成本。
2008年8月，开始对R-230C 槽进行零极距技术改造，并于9月22日一次开车成功。
目前电解槽各项工艺参数正常，运行平稳。
1实施技术改造的依据零极距电解槽是在自然循环电解槽的基础上发展起来的，因此，自然循环电解槽可以直接改造为零极距电解槽[1]。
零极距电解槽和普通自然循环电解槽的主要区别如图1所示。
2改造措施2.1电解槽的改造零极距电解槽的阴极主要由集电板、弹性体和阴极网组成。
集电板是和普通自然循环电解槽阴极网一样的镍拉网，但没有活性涂层。
弹性体是一种镍材的、近似清洁球一样的材料，具有一定的弹性。
阴极网是由直径0.2mm 的镍丝编制的带有特殊涂层、且经过特殊加工的表面光滑的网。
极网用镍条固定在槽框上，由于弹性体的存在，使电解槽阴极外凸且具有弹性。
安装离子膜后阴极、离子膜和阳极处于紧贴状态，实际的电极距只有离子膜的厚度，从而将电极的间距降至最小，即零极距电解槽。
Technology innovation of zero polar distance ofionic membrane electrolyzerKANG Xin-fei,LING Bin（Xi'an Xihua Themoelectrical &Chemical Co.,Ltd.,Xi'an 710077,China ）Abstract:The innovation measures of zero polar distance of natural circulation electrolyzer of Asahi Kasei were introduced.After comparison,the advantages of power consumption of zero polar distance electrolyzer was obvious,but the operation need to be strict,and autocontrol was realized.Key words:natural circulation electrolyzer;zero polar distance of ionic membrane electrolyzer;technologyinnovation9中国氯碱２００9年第4期表2R-230C 槽大修后运行数据因此，原普通自然循环电解槽的阴极网可以当作集电板使用，不需要拆卸。