离子膜电解槽泄漏着火原因分析
影响离子膜法电解槽正常运行的因素及控制
影响离子膜法电解槽正常运行的因素及控制钟建云;王冀锋【摘要】分析离子膜法电解生产过程中,影响电解槽运行的因素有:盐水中的杂质,盐水浓度,电解液酸度,阳极液浓度,电解槽操作温度,氯酸盐,及操作是否得当.只有通过严格的工艺管理,保证工艺指标,才能使电解装置长周期安全稳定运行.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2016(052)009【总页数】8页(P20-27)【关键词】离子膜;电解槽;盐水;电解液;操作温度;氯酸盐;操作;运行条件【作者】钟建云;王冀锋【作者单位】青海盐湖海纳化工有限公司,青海西宁810000;青海盐湖海纳化工有限公司,青海西宁810000【正文语种】中文【中图分类】TQ114.262Ca2+、Mg2+：在膜内形成氢氧化物沉淀，使槽电压升高，电流效率下降。
Ca2+主要使电流效率下降，槽电压略有升高。
Mg2+主要使槽电压升高，电流效率略有下降。
Fe3+：在膜上形成杂质层，含量低只影响槽电压，含量高时也影响电流效率。
Ba2+、I-：在膜内形成结晶沉淀，使槽电压略有升高，电流效率略有下降，主要影响电流效率。
Ni2+：在膜上形成杂质层，主要影响槽电压。
Si2+、Al3+：形成化合物，主要影响电流效率。
在膜上形成杂质层，使电流效率下降。
TOC：污染离子膜，使槽电压升高[1]。
1.1 Ca2+、Mg2+杂质离子含量高的原因及影响一次盐水pH值为9～11，在碱性条件下，部分Ca2+、Mg2+杂质以Ca(OH)2、Mg(OH)2形式存在，这些微小胶粒附着在树脂表面，减少了树脂使用面积，降低了树脂的吸收能力，且螯合树脂只对离子态的Ca2+、Mg2+有交换能力，从而造成分子态的Ca、Mg在螯合树脂塔内未脱除而进入电解槽。
在酸性条件下，分子态的Ca、Mg转化成离子状态，使得阳极液中Ca2+、Mg2+含量远远超过二次精制盐水中检测的量，造成杂质离子沉积在膜上，影响电流效率及槽电压，这种情况在盐水质量差时时有发生。
电解槽异常现象及处理
17
电槽着火
故障原因
超精盐水浓度低 精盐水流量小 进槽盐水管堵
供电不稳 流量控制计或流量指示计出现故障
碱液循环量不足 稀释用水量过大
管路有水 用氢气，氯气部门压力不稳
槽温过低 进槽盐水，Ba，TOC等含量高
阳极涂层表面屏蔽 进曹纯水中铁含量高，阳极涂层表面屏蔽
电极活性涂层使用寿命终结 离子膜性能恶化，膜电阻高 盐水浓度过低，或盐水中杂质离子超标
槽断电效果，严重更换新膜 停车清除杂物
定期清除阳极液中的外来杂质
停车检查单元槽
停车检查单元槽
降电流，疏通堵塞管道
切阀门至氢气排空桶后充入氮气将电流缓慢降 至3KA将电流给零， 用灭火器灭火
序号 1
故障现象 阳极液精盐水浓度低
2
碱液浓度低
3
氢气，氯气压力不稳
4
槽电压过高
5
氯中含氧高
6
烧碱中氯化物含量过高
7
电解液泄露
8
单元槽氯气中含氢气高
9
阴极液中碱液浓度高
10
阴极电位高
11
阳极电位高
12
阴极液中碱液浓度低
13
盐水进料管线堵塞
14 单元槽底部排液孔有液体流出
15
电槽外部有火花放电
16
电解氯气总管压力逐渐升高
阳极涂层性能恶化 膜出现针孔
膜使用寿命降低，电流效率低 管道漏气，水封失水 电流密度低 电槽温度高 阳极液精盐水浓度低 阴极液碱液浓度高 纯水中氯化物含量高 膜机械损伤或出现针孔 紧固拉杆的扭矩不足 垫片性能恶化 沿垫片出现撕裂
膜出现针孔或撕裂 氢气压力高
纯水流量低 烧碱循环泵出现故障
仪表故障 在阀门，流量计，进料管，混合器和滤网处有堵塞
电解槽一般常出现问题
电解槽一般常出现以下问题：1、涂层脱落。
2、单槽电压出现波动打开后发现阳极极网下陷，严重时极网与加强筋的焊接处断裂。
3、某一电解槽连续多次维修，直到单槽位置调整后才能运行，且与所修单槽相邻的单元开车时出现槽电压升高现象。
4、当单槽电压出现升高时打开后发现膜下部呈规则状起泡。
5、槽电压突然升高打开后膜边部出现撕裂现象。
6、有时槽电压升高打开后膜与极片都没有问题。
7、膜针孔现象有几种现象导致？8、什么原因导致电槽爆炸？9、集液管变形后流量变化对槽电压有什么影响？10、膜被污染是什么原因？11、单元槽电压上涨的原因？1：①开停车时极化电流送反；②电槽长时间无电流循环，原电池反应损坏电极③安装极网时划伤开车后腐蚀②膜漏后氢氧根到阳极生成氧气腐蚀阳极涂层，氯气到阴极腐蚀阴极涂层2：气相压差过高压坏极网3：不能正常运行？描述下啊，是槽电压不正常吗？还是出液不正常？调整后相邻单元槽升高很明显吗？还有啥具体现象？4：①多高？工艺指标正常吗？膜下部的话能导致产生气泡的指标有阴极液流量小或槽内阴极循环不畅、进槽碱浓度高，阳极流量小、相对电流密度大、进槽盐水浓度低或循环不畅等都会造成浓度不均而造成水泡，另外还有酸度大，阴阳极温差大，正压差过大，槽温过高②如果指标没问题，可能是粘结剂涂抹过多，流到极网面上，附着在离子膜上使电流效率下降，发生盐泡和针孔，并使槽电压上升③如果阳极垫片比阴极垫片更突出于电解槽内的话，突出部位也容易产生盐泡和针孔5膜撕裂：①膜本身的问题，没检查好、膜试漏没做好②阴极有毛刺对膜产生机械损伤③垫片粘接不牢，压力增大时垫片被挤压会连带所装的膜拉伸使膜受伤，严重时会使靠近边框处撕裂④阳极垫片太靠里，产生水泡、针孔甚至撕裂⑤经常发生电解液浓度和稳定的突变6槽电压升高：①如果是整个电槽子的单元槽都偏高，一般是操作因素的影响，需要检查是否过电流、阴阳极循环流量、盐水杂质、电解液浓度温度PH、电槽压力压差②如果是单个单元槽升高，一般是膜泄露或者极板损伤，如果膜和极板都没有问题就不知道了，检查下单元槽进出软管电解液情况，7膜针孔：参照4和5，膜起泡、针孔、撕裂的原因都差不多，就是严重等级的问题8：电解槽爆炸一般都是由氯气和氢气混合造成的，比如没控制好压力压差过大等原因造成离子膜机械损伤严重使CL2和H2大量混合引起爆炸；电流超出最大负荷时产生大量气体槽内压力过大，造成槽喷裂；氢气泄漏+打火造成氢气燃烧爆炸10：金属含量高，钙镁超标，酸中含有杂质，铁超标。
离子膜法烧碱生产中曾发生的问题及解决办法(一)
法 ,并 从巾找出经验教训及预防措施。 图分类号]TQ1l+“ 2
Prob】 ems occurred in produc伍 on ofionˉ
Key wOrds; ionˉ cxchangc mcmbranc causuC s。 da; fll1er; resin to、 vcr; dcchlorination; electrtl!yzer;
在压力作用下部分 杂质进人 滤芯 内部 ,堵 塞过 滤器 通道 ;而 没有进人滤芯 内部的杂质在过滤盐水时 ,与 盐水一道进人 过滤盐水罐 ,继 而带人树脂 塔 ,不 仅引 起树脂塔堵塞 ,而 且 铁 离子会污染盐 水。胺基 膦 酸 2+、 Mg2’ 等可形成 更强 的配位价 ,吸 附 型树脂 与 己
氯
碱
工
业
Vo148,No2
Fcb , 2012
电 解】 【
1 过滤器 11 事例 1
某厂过滤器碳素管拉杆或拉杆 丝扣过长 ,虽 然 过滤器花板上面都 已拧 紧 ,但 是 下面碳 素管还是松 动的 ,造 成盐水短路 ,过 滤器压差 一 直上不去 ,或 压 差⒈ 升到 定值时又突然下降 ,使 过滤盐水 中的 s 含量超标 c囚 此 ,碳 素管拉杆或拉杆 丝扣不能过长 。
效率下降。后 采取 多次大流量反洗 的办法 ,使 二 次 盐水中 C矿
+含
使 电解槽 盐水 流量骤减 至 0,对 电解槽 造 成 -定 影
,
量恢 复正常 ,槽 压有所下降 ,但
,
2s
`M￡ 平 。因此 ,反 洗的水量 必 须充足 已不 能恢复原来水 能使树脂层 的膨胀率维持在 sO%~75%。
事例 5
某厂 因一 次盐水 中含游离氯 ,腐 蚀碳素 管 ,使 过
从整流角度分析离子膜电解槽运行中发生的问题
１ 电解槽停 电的原 因
这里 的电解槽停电指的是计划外的异常停电或 按工艺要求的临时停电， 大体可分成 以下 ３ 类。
ｉ ｏ ｎ－ ｅ ｘ ｃ ｈａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ
Ｌ Ｉ Ａ０ Ｘｉ ｕ ｈ ｕ ａ
（ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ５ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第５ Ｏ卷 第 １ 期 ２ ０ １ ４年 １月
氯 碱 工 业
Ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ — － Ａｌ ｋ ａ ｌ ｉ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖｏ １ ． ５ ０，Ｎｏ． １
Ｊ ａ ｎ ． ， ２ ０１ ４
【 整 流】
从 整 流 角度 分 析 离子膜 电解 槽 运 行 中发 生 的 问题
ｄ ｉ ｓ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｂ ｊ ｅ ｅ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．
在运行过程 中， 离 子 膜 电解 槽 经 常 出现 问题 。
区分 电解槽发生问题 的原 因并及 时正确处 理问题 ，
可 以更好 地保 证氯 碱生产 的正常运 行 。
问题发生原因有 的当时就能搞清楚 ， 有 的不易及 时 作 出正确判断 ， 特别是涉及整流供电问题时 ， 很容易
哪些与整流有关 ， 哪些 与整 流无关 ； 提 出了对电解槽所发生的 问题应作具体分析并客观对待的观点。 ［ 中图分 类号］Ｔ Ｍ ４ ６
离子膜电解槽运行中的问题分析
的 目标 ， 了使装 置发 挥 出最 佳 的操作 性能 ， 要正 为 需 确 的操 作 、 完善 的管理 ， 从而 使离 子膜 的使 用寿 命最
大 限度 的延 长 。但在 实 际生 产 中出 现许 多 问题 ， 成 为安 全生产 的隐患 。现就平 煤集 团开 封东 大 化工有 限公 司在生 产 中 出现 的问题 进 行分析 。
响 Ｊ离 子膜 碱产 品质 量 。 ｒ 因此 ， 际运 行 中 电流 密度 的改变应 缓慢 进行 ， 实
由于电流密度的不 同， 电解槽 内的气体产生量 会 发生 变化 ， 造成 电解 系统 内气相 压力 的波 动 ， 而 从
引起 电解槽 槽 压差 的波 动 。槽 压差 的波 动直 接影 响 电解槽槽 电压 及离 子膜 的使用 寿命 。由于 阳极液 电 导 率远 远小 于 阴极 液 电导 率 ， 制循 环 复极 式 离 子 强
化， 离子膜 随之发 生膨 胀 与 收缩 ， 造成 膜 的 “ 度 疲 过
在实 际生产 中由于受 用 电高峰 和系统 压力 的限
制 ， 子膜 电解 槽 运行 电流 被 迫 频 繁 调整 。长 期 运 离
劳 ” 使膜 受 到物理 松 弛 而起 皱 折 甚 至鼓 泡 ， 起 离 ， 引 子 膜性能 下 降 ， 短离 子膜 的使 用寿命 。 缩
维普资讯
・
３ ・ ６
河 南 化 工 Ｈ Ｎ Ｎ Ｃ ＭＩＡ Ｄ Ｓ Ｒ Ｅ Ａ ＨＥ Ｃ ＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
２０ ０ ７年
第２ ４卷
离 子 膜 电 解 槽 运 行 中 的 问 题 分 析
朱宝光 张菊青 靳玉川 ， ，
（ ． 南省化工技帅学院 ， １河 河南 开封 ４ ５０ ； ． ７ ００ ２ 平煤集 团 开封东大化： 有限公 ・ ［ 萱 Ｊ，河南 开Ｊ ４５ ０ ） ： ７ ０ ３ ’ ｆ
锂电失火原因分析报告
锂电失火原因分析报告近年来，随着电动汽车和便携式电子设备的普及，锂电池成为主要的电能储存装置。
然而，锂电池在使用过程中偶尔会发生失火事故，给人们的生命财产安全带来了潜在威胁。
本报告旨在分析锂电池失火的主要原因，并提出相关的预防措施。
首先，锂电池失火的主要原因之一是过充。
过充会导致电池内部压力过大，进而引发火花或爆炸。
这主要是由于充电电流大于电池所能承受的最大电流引起的。
因此，在充电时，应遵循生产商提供的充电规范，确保充电电流与电池规格相匹配。
其次，过度放电也是锂电池失火的常见原因。
过度放电会导致锂电池极化，产生高温和电解液的分解，从而引发火灾。
因此，在使用锂电池时，应避免将电池放电至过低的电量，以免损害电池的稳定性。
此外，外部损伤也是锂电池失火的重要因素。
锂电池外壳的破损或变形可能会导致内部电解液泄漏，与空气中的氧气发生反应，产生火焰。
因此，使用锂电池时应保持电池的完整性，避免碰撞或挤压。
最后，温度过高也是引发锂电池失火的原因之一。
高温会导致电池内部化学反应加速，进而增加失火的风险。
因此，在储存和使用锂电池时，应尽量避免高温环境，特别是不要将电池暴露在阳光直射的地方。
为了预防锂电池失火事故的发生，我们可以采取以下措施：首先，要合理使用电池。
遵循生产商提供的充电和放电规范，避免过充和过度放电。
其次，保持电池的完好。
避免外部损伤，特别是在携带或储存电池时要小心。
此外，要避免高温环境。
尽量避免将电池暴露在高温环境中，如阳光直射的地方。
最后，定期检查和更换老化的电池。
随着时间的推移，电池性能会下降，因此要及时更换老化的电池。
综上所述，锂电池失火的原因主要包括过充、过度放电、外部损伤和高温等。
为了预防锂电池失火事故的发生，我们应该合理使用电池，保持电池的完好，避免高温环境，并定期检查和更换老化的电池。
只有这样，我们才能更好地保障自己的生命财产安全。
一起电容器起火事故分析及防范措施
一起电容器起火事故分析及防范措施电容器是一种用来存储电荷的电子元器件，广泛应用于电气设备和系统中。
然而，由于其特殊的工作原理和结构，电容器在工作中存在一定的风险，特别是在高压、大电流等特殊环境下，易发生起火事故。
本文将通过对电容器起火事故进行分析，探讨其原因和危害，并提出相应的防范措施。
一、电容器起火事故分析1.电容器内部故障引发起火电容器在正常工作时，会不断地进行充放电过程，而当电容器内部存在缺陷或故障时，可能产生放电时的高温、高电压，导致电容器起火。
这种情况主要与电容器内部的绝缘材料劣化、损坏或外界环境的影响有关。
2.外部电路故障引发起火电容器通常与其他电子元器件组成电路一起工作，当外部电路中存在过载、短路、电压不稳等故障时，会导致电容器工作异常，甚至引发起火事故。
3.环境温度过高引发起火在高温环境下，电容器的工作温度也会上升，过高的温度可能导致电容器内部的绝缘材料老化、熔化，甚至引发起火事故。
二、电容器起火事故的危害1.人员伤亡风险电容器起火后，可能产生明火、烟雾等危险物质，对周围环境和人员造成威胁，严重时可能导致人员伤亡。
2.设备损坏风险电容器起火后，可能导致周围设备和电路元件损坏，影响整个电气系统的正常运行，造成经济损失。
三、电容器起火事故的防范措施1.选用优质电容器在选择电容器时，应优先考虑其质量和可靠性，避免使用低质量、假冒伪劣的产品，确保产品符合相关标准和规定。
2.合理设计电路在设计电路时，应合理布局电容器和其他元器件的位置，避免电容器受到外界环境的影响，减少外部电路故障对电容器的影响。
3.定期检查维护定期对电容器进行检查和维护，及时发现并排除电容器内部的缺陷和故障，保持其正常工作状态，减少起火事故发生的可能性。
4.控制环境温度在安装电容器时，应注意周围环境的温度和通风情况，避免高温环境对电容器的影响，减少起火风险。
5.安全使用在使用电容器时，应严格按照产品说明书和使用规范进行操作，避免超载、过压等不正常情况的出现，确保电容器正常工作。
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<2
易出现盐泡损伤，后期阳极垫片腐蚀到一定程度 时,也会对顶部气泡的释放造成影响。
因旭化成槽框垫片在粘贴前需要人工抻拉，力 度不好把握，同时阳极垫片粘贴位置不当的情况也 比较普遍。这会造成日后运行过程中，垫片密封位 置腐蚀加剧，离子膜的泄漏也多在这些部位发生。
1.2软管螺母
在旭化成电解槽操作手册中，要求每次长期停 车时都要对全槽螺母进行紧固。实际现场管理中对 此容易疏忽，当电解槽运行五六年以上时，问题逐 渐显现。阳极出口螺母外观上普遍出现锈点，严重 的螺母会出现裂纹、渗漏液；阴极出口螺母在丝扣 处会有结碱。这种问题巡检比较容易发现，虽然需 短停处理造成负荷波动，但一般不会发展成大的问 题。
近年来，随着电解槽技术的不断进步，零极距 电解槽在各烧碱生产厂已全面普及，进行零极距改 造后的电解槽运行电密有了不同程度的提升，全新
零极距电解槽基本都运行在6 kA/m2o自2005年氯
碱行业较集中的产能扩张算起，多数氯碱厂的电解
槽都已运行10年甚至15年以上，大多都进行过一
轮或者数轮的电极更新、零极距改造。随着装置运 行年限的延长，装置内设备、管线、阀门、垫片材质 劣化等带来的问题逐年增多，在高电流密度的运行 条件下，电解槽安全稳定长周期运行面临的问题越 来越多。其中的电解槽泄漏问题困扰着不少氯碱企 业，也是电解装置最危险的事故之一，电解槽泄漏 将引发连电着火、氯气泄漏甚至爆炸事故的发生. 在当前安全、环保要求越来越高的态势下 ，需要重 点关注和预防电解槽的泄漏问题。
位置误差太大，正确的粘贴位置见表lo
槽框垫片粘贴位置不当.对应位置的离子膜容
8
中国氯碱
2019年第6期
位置
表1正确的粘贴位置
上部
下部及两侧
正确位置
允许误差 /mm
正确位置
允许误差 /mm
阳极侧 高出气液分离孔 边缘1 m
<2
垫片边缘与槽框 内侧边缘平齐
<1
阴极侧
垫片内缘与阴极 网刚好接触
<2
垫片内缘与阴极 网刚好接触
出口不溢流。若该物质较小.堵塞单元槽底部进料 分布管的小孔，这种问题就无法发现了。这时，阳极 室内部盐水浓度分布极不均匀，局部可能会低于淡 盐水浓度的下限，再碰上有薄弱点的离子膜或者不 均匀的电流分布，击穿事故就会不可避免的发生
(2) 新槽投用前电极的检查 新槽投用前,除检查(1)所述问题外.还要用手 稍稍用力抚摸电极表面，感受并检查阳极网的毛刺 和阴极网的断丝,并予以磨平和剔除。此项工作需 逐片检查，且不能漏过极网的每一个部位。 1.4单元槽击穿 这种情况最为危险，也曾在电解槽上多次发 生。但事故发生后电解槽经过停车、水洗，已无法复
本文以旭化成和北化机这2种电解槽为例，重
点对电解槽泄漏原因进行分析，并对泄漏的处置和 如何预防进行探讨。
1泄漏原因分析 1.1垫片方面的问题
（1） 软管（）型垫片的泄漏
旭化成电解槽阴阳极人口、出口的（）型垫片是 通用的.要求垫片能同样耐受氯气、碱和电化学腐 蚀。在某装置,曾出现（）型垫片生产厂家配方失当. 上线后短短几天就发生大面积泄漏的情况。拆检发
原到原始状态，打开后检查除了能看到击穿的孔 洞，难以查到根本性的问题。但综合各种现象，确定
单元槽断流应为以下2种原因。 (1)盐水中Na2CO3含量偏高，单元槽加酸后气 泡夹带量增大，而21扒39#阀处排气不足.造成实 际进入单元槽盐水量小;(2)杂质堵住了盐水入口
软管或分布管的小孔。堵塞发生后，发现有粘稠、团 状物质堵在入口软管接头处 ，因堵塞物较大，造成
现阴极侧出口 0型垫片腐蚀明显，橡胶发粘，一些 带碱的（）型垫片因掉落在挂臂之间没有清理干净.
在送电时还出现连电拉弧的情况。 （2） 槽框垫片 一是橡胶垫材质和配方的问题,不同厂家的垫
片在使用寿命I：有明显差距的。部分厂家生产的阳 极槽框垫片在使用到2年半以上时，四氟层包覆的 橡胶已腐蚀殆尽，在阳极出丨1和槽框底部位置.因 电化学腐蚀的原因，腐蚀情况格外严重；二是粘贴
1.3电极问题 (1) 电极改造/更新的施工质量 当电极使用7年左右时，因活性涂层的损耗电
压会有明显的上升，各厂都会选择在这个时机进行 电极更新。此时厂家的施工质量尤其是在细节的处 理上非常重要。阳极比较容易出现的问题是:不平 整，因焊接应力问题极网在肋条间岀现波浪起伏; 焊点过大有明显凸起。阴极出现问题主要是：弹性 网厚薄不均、活性网与弹性网贴合不紧密、在四周 边缘处弹性网未铺满、电极四周的折边处有折痕不 平整尤其是四个角的位置。以上施工缺陷在日后的 运行中，将会造成电流分布不均匀、膜局部受力大、 局部过热等问题，进而造成离子膜损伤。
关键词：离子膜；零极距电解槽；高电密；电解献标识码：B
文章编号:1009-1785（2019）06-0007-02
Cause analysis of leakage and ignition of ion membrane cell
HAN Song (SINOPEC Qilu Branch Chlor-alkali plant, Zibo 25541 1,China) Abstract: Taking Asahi kasei chemicals & Bluestar (Beijing) chemical machinery electrolyzer as an example, analysis the possible causes of leakage of electrolyzer and introduce the countermeasures and preventive measures for it. Key words: ion- exchange membrane; zero gap electrolyzer; high current density; letikage of electrolyzer
第6期 2019年6月
中国氯碱 China Chlor-Alkali
No.6
Jun.,2019
7
离子膜电解槽泄漏着火原因分析
韩松 （中国石化股份有限公司齐鲁分公司氯碱厂，山东淄博255411）
摘要：以旭化成/北化机电解槽为例，分析了可能造成电解槽泄漏的各种原因并介绍了电解槽泄漏
的应对方法和预防措施。