低电流密度离子膜电解槽零极距改造运行总结

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旭化成电解槽零极距改造总结

［关键词］电解槽；零极距电解槽；节能
［摘
要］简要介绍了ＭＬ一３２ＮＣＨ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］１００８—１３３Ｘ（２０１３）０５— ００１７— ０４
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ；ｚｅｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｄｉｓｔａｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ；ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＺｅｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＭＬ－３２ＮＣＨｈｉｇｈｄｅｎｓｉ￣ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｓｉｓｉｎｒｔｏｄｕｃｅｄ
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一３２ＮＣＨ）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２０万ｔ／ａ离子
ｂｒｉｅｌｆｙ．Ａｎｄｖａｉｏｒｕｓｄａｔａｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｅｒｅｃｏｒｄｅｄａｎｄｃｏｌｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓ

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：ＴＱ１１４．２６＋２
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００９ — １７８５（２０１３）０２ — ０００８ — ０２
ＳｕｍｍｒｙｏｎＵＨＤＥＮＯＲＡＢＭ２．７ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｔｏｚｅｒｏ
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２４６３．５ｋＷ－ｈ／ｔ，较先进的电解槽高约１６８ｋＷ・ｈ／ｔ产
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆｒｅｆｏｒｍＵＨＤＥＮＯＲＡＢＭ２．７ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｔｏｚｅｒｏｐｏｌａｒｄｉｓｔａｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ．Ａｆｔｅｒｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｗｅｒｓａｖｉｎｇｗａｓｏｂｖｉｏｕｓ，ａｎｄｏｎｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｓｐａｒｅｔｈｅｐｏｗｅｒ４００ｍｉｌｌｉｏｎｋＷｈ／ａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ，ｚｅｒｏｐｏｌａｒｄｉｓｔａｎｃｅ，ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｂｅｎｅｉｔｆ

旭化成F6801离子膜的运行总结

旭化成F6801离子膜的运行总结摘要：本文简要的介绍了旭化成F6801离子膜在我装置的运行情况，分析了运行中的几项重要指标，通过对这些数据的总结，认为目前旭化成F6801离子膜在我装置中的运行较为可靠。

对于离子膜电解装置，为了降低生产成本、延长离子膜的运行时间，要求在生产运行中离子膜要具有较低的运行电压、较高的阴极效率以及较高的强度，考察离子膜电解槽运行的指标一般有：电解槽出口淡盐水中游离氯含量、出口淡盐水中氯酸盐含量、氯气纯度、单槽加酸量、出口碱中含盐、电解槽的槽温、电解槽电压，通过对以上指标的分析对比，可以总结出所使用的离子膜的性能。

齐鲁氯碱20万吨离子膜装置运行电流为12.5kA，电流密度为4.63kA/m2。

为了满足高负荷生产的需要以及节能降耗的要求，分别在2007年5、7、8月进行了三台电解槽的整体换膜工作，其中2007年7月29日更换的F槽使用的是日本旭化成公司提供的新膜种Aciplex －F6801，另外两台电槽使用的是其他公司生产的离子膜。

在8个月的生产运行过程中，对以下指标进行了跟踪记录，现通过这些指标数据的分析，对旭化成Aciplex－F6801离子膜进行运行总结。

1淡盐水中游离氯的含量游离氯为淡盐水中存在的次氯酸根（ClO－）以及游离状态的氯气（Cl2），次氯酸根（ClO－）一般是由于阴极侧的氢氧根（OH－）透过离子膜反渗到阳极侧，与阳极侧的氯气反应生成ClO－，反应式如下：2OH－＋Cl2→ClO－＋Cl－＋H2O游离氯含量升高，表示氢氧根（OH－）透过膜的几率增大，也就表明离子膜不能有效的阻挡氢氧根（OH－）的反渗，膜的强度已经发生降低，并且阴极液产量下降。

当渗透增大，淡盐水中游离氯含量增加很快时，必须进行单槽盐水中加酸来中和反渗的OH－，同时加酸的第二个目的是为了保护阳极避免发生腐蚀。

因此电解槽出口淡盐水中游离氯含量是表征离子膜运行状况的一个重要参数。

以下是我装置换膜前后三台电槽游离氯的数据比较：通过以下数据可以看出，新膜上线运行后，使用F6801的F槽比E槽、I槽的游离氯含量相对较低，同样在单槽盐水中加酸100L/h后，游离氯浓度下降较快，而目前在加酸量相对较少且稳定的情况下，淡盐水中游离氯浓度上升缓慢，说明阴极侧的OH－反渗过离子膜的量较少，离子膜的强度下降较慢，性能维持较好。

伍迪BM2.7电解槽运行总结

伍迪BM—2.7型电解槽运行总结江苏梅兰化工有限公司伍华胜陈玉林姚俊江苏梅兰化工有限公司目前有隔膜烧碱生产装置和离子膜烧碱生产装置，其中离子膜烧碱设计能力为15万吨/年，现年产能可达18万吨/年，分二期建设投产，一期建设规模为5万吨/年，于2004年6月底投产运行，至08年3月膜已运行45个月，二期建设规模为10万吨/年，于2005年6月底投产运行，至08年3月膜已运行33个月。

装置的二次盐水、电解、淡盐水脱氯工序引进意大利伍迪公司的工艺技术，采用自然循环（BM—2.7）复极式离子膜电解槽，离子膜11台采用杜邦N982，1台采用杜邦N2030（其中88个单元采用N2030，16个单元采用N982）。

1、电解槽的技术参数电解槽数量12台单元槽数104只/台槽复极元件活性面积 2.7m2设计电流密度6kA/ m2合同的电流密度 4.35kA/ m2直流电耗<2100kwh/tNaOH一期(710JTC) 4台电解槽二期(720JTC) 8台电解槽2、一期备注：710JTC72小时考核验收时每台槽的单元数为94只，备用预留单元数每台槽为10只。

从表一、表二可看出：1）伍迪BM2.7离子膜电解槽电流效率>97%；2）氯气纯度>98%，O2/ Cl2≤1%；3）阳极液中NaClO3、HClO含量低；4）进槽盐水中NaOH含量偏高，达0.13~0.34 g/l，说明进树脂塔盐水的pH值偏离9~10.5的控制指标。

4、电解主装置工艺设备简述电解主装置电解槽及附件、二次盐水过滤器、树脂塔、阴极液泵、真空泵由伍迪公司提供，二次盐水过滤器为二台，树脂塔为三台，采用PLC控制，信号传输到DCS操作中心，其它均为国产设备。

整流变压器由原江西变压器厂和原南通变压器厂生产（现均改名称），整流器、极化整流器由原九江整流器厂生产（现均改名称），DCS系统由西门子公司提供，电解槽界区外阴极液管道采用PTFE/CS，盐水管道采用CPVC，同电解槽相连的支管盐水、碱管道均采用CPVC/FRP，电解槽主管由伍迪公司提供。

膜极距电解槽开车小结

3万t/a膜极距离子膜电解装置开车小结摘要：通过3万t/a自然循环膜极距离子膜电解装置调试、开车、考核过程进行小结，分析蓝星（北京）化工机械有限公司的膜极距电解装置的装置性能、工艺技术特点，分析生产中不正常现象的原因以及处理措施，总结开车过程的注意事项等，探寻离子膜电解系统的开发方向。

关键词：离子膜；膜极距；装置性能；技术特点一．概述2010年4月14日*****化工有限公司3万t/a自然循环膜极距离子膜电解装置与原有3万t/a高电流密度自然循环复极式电解装置顺利并网，一次性开车成功。

正常运行后对其进行了连续72小时性能考核，取得理想结果。

该项目工程及其配套工程总投资约4000万元。

该项目建设过程中，消防、工业卫生、安全、环保符合国家“三同时”规定。

二．装置性能指标该装置的核心是蓝星（北京）化工机械有限公司NBZ-2.7型自然循环膜极距电解槽，北化机汲取了高电流密度自然循环电解槽的特点，膜极距电解槽（NBZ-2.7型）与高电密电解槽（NBH-2.7型）具有相同的外形尺寸、安装尺寸、外围工艺路线，并且具有相同的阳极结构，盐水循环充分，气液波动小；与高电密电解槽的不同之处在于，膜极距电解槽阴极采用弹性网结构，使得阴极与离子膜的极距为零，从而具有运行电密高、吨碱电耗低的特点，在5.5kA/m2电密运行时吨碱电耗2100kWH/MT。

北化机技术人员于2010年4月21日20:00至4月24日20:00对二期膜极距电解槽以及一期高电密电解槽同时进行了连续72小时性能考核。

结果见表1：表1 北化机膜极距电解装置72小时性能考核表三．北化机膜极距电解装置系统工艺技术特点1．进入盐水二次精制系统的盐水进行部分循环加热，提高进树脂塔的温度，从此方面考虑，北化机公司一方面考虑了选用适合于离子交换树脂塔的精盐水温度，同时也考虑了自然循环电解装置槽温达到理想的控制状态，因为仅通过电流来控制槽温稳定是不足取的。

2．设置了盐酸稀释系统，控制加水比例，将盐酸稀释至17%左右再加入电解槽，避免了高浓度酸进入电解槽后对离子膜产生酸化现象。

离子膜法电解运行中出现的问题及解决方法

子交换树脂塔出来的二次精制盐水通过盐水高位槽进入电解槽阳极ꎬ精制盐水在阳极室中进行电解ꎬ产生氯气ꎬ同时ＮａＣｌ浓度降低ꎮ 电解后产生的氯气和淡盐水的混合物通过软管汇排入阳极液总管ꎬ并在总管中进行气体和液体分离ꎮ 淡盐水在淡盐水循环槽中汇集然后送入脱氯塔及氯酸盐分解反应器ꎬ另有一部分回流至电解槽ꎮ 氯气被分离后直接进入氯气主管ꎬ送出界区至氯气处理工序ꎮ
第
５４卷２０１８年
第７７月
期
氯碱工业Ｃｈｌｏｒ－ＡｌｋａｌｉＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ. ５４ꎬ Ｎｏ. ７Ｊｕｌ. ꎬ ２０１８
离子膜法电解运行中出现的问题及解决方法
董雷∗ꎬ王俊焕 ( 黑龙江昊华化工有限公司ꎬ黑龙江齐齐哈尔１６１０３３)
稀释后的烧碱经过烧碱高位槽送到每台电解槽的阴极入口总管ꎬ然后通过挠性软管送入电解槽阴极室ꎮ 向阴极室入口总管里添加纯水ꎬ以保持阴极液中烧碱的质量分数在规定值ꎮ 纯水流量由ＦＩＣＡ－２２１控制ꎮ ＦＩＣＡ－２２１的设定值由直流电流或ＤＩＣＡ－２７４所测量的阴极液密度串级控制ꎮ 经过电
∗ [ 作者简介] 董雷(１９７６—) ꎬ男ꎬ工程师ꎬ毕业于沈阳化工学院化学工艺与工程专业ꎬ现于黑龙江昊华化工有限公司任电解及盐水段长ꎬ从事生产及技术工作ꎮ
[ 收稿日期] ２０１７－１２－１５
２０
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氢气在氢气主管中进行汇集ꎬ并送到阴极液循环槽顶部ꎬ氢气中的水分被分离并滴落ꎬ氢气被送到界区外氯化氢工序[３] ꎮ
离子膜法电解工艺流程如图１所示ꎮ 黑龙江昊华运行中常出现以下问题ꎮ

离子膜电解槽运行中出现的问题及解决方法

下降０．１５％。降低电槽运行槽温，提高碱浓度的处理取得了显著效果，避免了经济损失。
１。３处理依据
浓度等影响ｐＨ一２６４上升的指标，发现均在正常控
制范围内。大约半小时后电槽电压开始上升。影响槽
第４期
２０１３年４月
中国氯碱
ＣｈｉｎａＣｈｌｏｒ－Ａｌｋａｌｉ
Ｎｏ．４Ａｐｒ．，２０１３５
离子膜电解槽运行中出现的问题及解决方法
李兆源，董雷（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江齐齐哈尔１６１０３３）
ｐＨ一２６４值超出正常控制指标２．０～２．５的２．５上限并且快速上升，主控人员立刻检查电槽加酸量及盐酸
均匀调控。在新指标运行１周后，电槽槽电压恢复至未污染前、电流效率恢复至９４．８５％．较污染前效率
（ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＨａｏｈｕａＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｑｉｈａｒ１６１０３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｉｏｎ－ｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｔｒｏｌｙｓｉｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄ

旭化成膜极距电解槽应用总结

旭化成膜极距电解槽应用总结摘要：介绍了四台旭化成复极式高电密膜极距离子膜电解槽在河南永银化工实业有限公司全卤水工艺生产烧碱的应用情况，电解槽运行平稳，槽压低，烧碱单位耗电低。

膜极距电解槽是未来我国烧碱生产首选电解槽型。

关键词：膜极距电解槽；烧碱；应用；总结一、10万吨/年烧碱装置工艺简介永银公司10万吨/年烧碱装置采用全卤水工艺，设计上卤水使用率可根据生产实际100%调整。

卤水由盐矿供应，烧碱生产过程产生的淡盐水、废水、杂水、预处理器和凯膜过滤器排放的盐泥均进入返井罐返回盐矿。

盐矿具有4对8口对流井，单对对流井产卤能力60立方米/小时。

一次盐水采用通用的预处理加凯膜工艺，盐水系统的芒硝采用膜法除硝工艺抽出部分淡盐水由脱硝装置除去，控制盐水硫酸根含量在6.9g/l以下，脱硝装置能力400Kg/h。

二次盐水采用通用的三塔工艺。

电解采用旭化成制造的四台膜极距电解槽，离子膜为旭化成配套的F6801离子膜，单台能力2.5万吨/年。

电解槽直流供电采用1拖2方式。

氯处理采用通用工艺，硫酸干燥为2塔3级干燥，1塔和2塔下部是填料，2塔顶部设置5块泡罩塔板。

氯气压缩采用国产小透平机。

液氯采用通用低压工艺。

高纯盐酸采用二合一副产蒸汽合成炉。

二、旭化成膜极距电解槽的应用综合各公司电解槽的性能、市场占有率、价格、技术支持情况，永银化工10万吨/年离子膜烧碱装置采用旭化成公司制造的四台膜极距NCZ型电解槽。

旭化成公司供货包括电解槽、离子膜、挤压机、补膜机、部分控制阀和仪表等。

其主要性能如下：单元槽尺寸1，289×2，400mm：单元槽有效面积 2.7 m2：电流密5.0 KA/m2 ；最大电流密度 6.0 KA/m2；单槽单元槽数量；162（最多168；单元槽电压（期待最低）2.92 V （5.0 KA/m2）；离子交换膜F6801。

三、电解槽运行总结1. 电解槽产碱量电解槽运行初期由于市场和氯气平衡问题，4台电解槽没有同时投入运行或者运行电流未达到额定电流。

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ｉｎｃｌｕｄｅｄ（１）ｒｅｐｌａｃｉｎｇｍｅｍｂｒａｎｅｓ，ｎｏｔｒｅｐｌａｃｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，（２）ｒｅｐｌａｃｉｎｇｃａｔｈｏｄｅｓ，ｒｅｐｌａｃｉｎｇａｎｏｄｅｓｏｒｎｏｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｃｏａｔｉｎｇ，（３）ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｓｉｎｔｏｏｎｅｓｉｆｔｔｉｎｇｆｏｒｚｅｒｏ
（浙江巨化股份有限公司电化厂，浙江衢州３２４００４）
（关键词］离子膜电解槽；零极距改造；电流密度［摘要】对旭化成ＮＣＳ电解槽进行改造的３种方案——－ ①不更换电极，换膜； ② 更类阴极，根据涂层寿命决
定是否更换阳极； ③对阴极进行零极距改造，进行经济预算的对比，决定采用零极距改造。介绍了改造内容和操作
第４９卷
第６期
氯
碱
工

２０１３年６月
Ｃｈｌｏｒ — ＡｌｋａｌｉＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｊｕｎ．，２０１３
低电流密度离子膜电解槽零极距改造运行总结
刘锦茂，周永卫，陈欣
浙江巨化股份有限公司电化厂（以下简称 “ 浙江巨化电化厂 ” ）现有４套离子膜法烧碱电解装置，
１．１方案１：不更换电极，换离子膜后继续运行
旭化成ＮＣＳ电解槽使用的旭化成活性镍阴极具有耐反向电流、耐污染、活性衰减慢的优点，涂层
ｄｅｎｓｉｔｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｒｅｅｐｌａｎｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇＡｓａｈｉＫａｓｅｉＮＣＳｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｓｗｅｒｅｂｕｄｇｅｔｅｄ．Ｔｈｅｐｌａｎｓ
控制部分，指出改造中需注意的问题。改造后约２．５年收回全部投资。［中图分类号］ＴＱ１１４．２６２［文献标志码］Ｂ［文章编号］１００８—１３３Ｘ（２０１３）０６— ００２３— ０３
Ｓｕｍｍａｒｙｏｎｚｅｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ－ｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ
ｔｒａｎｓｆｏｍａｒｔｉｏｎｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｗｏｕｌｄｂｅｒｅｃｏｖｅｒｅｄｉｎａｂｏｕｔ２．５ｙｅａｒｓ．
ｌｏｗｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｉｏｎ－ｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｓａｎｄｒｕｎｎｉｎｇｔｈｅｒｅａｆｔｅｒ
ＬＩＵＪｉｎｍａｏ，ＺＨＯＵＹｏｎｇｗｅｉ，ＣＨＥＮＸｉｎ
全部采用旭化成电解技术。其中第１期电解装置产
能为７万ｔ／ａ，使用旭化成自然循环低电流密度电解
槽（ＮＣＳ）及旭化成Ｆ４２０３型离子膜。该装置２００１年７月投产，设计最高负荷为１０．８ｋＡ（电流密度
ｅｌｅｃｒｏｔｄｅｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｕｄｇｅｔ，ｔｈｅｔｈｉｒｄｐｌａｎｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｗｅｒｅｉｎｒｏｔｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｎｅｅｄｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇ
‘
（ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＰｌａｎｔ，ＺｈｅｊｉａｎｇＪｕｈｕａＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｕｚｈｏｕ３２４００４，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｏｎ — ｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ；ｚｅｒｏ — ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ－ｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｃｕｒｒｅｎｔ