3萬t/a膜極距離子膜電解裝置開車小結

高正寧，祝寶進，孟憲雨，楊蕾

（煙臺恒邦化工有限公司，山東煙臺264117）

3萬t/a膜極距離子膜電解裝置開車小結

高正寧，祝寶進，孟憲雨，楊蕾

（煙臺恒邦化工有限公司，山東煙臺264117）

通過對3萬t/a自然循環膜極距離子膜電解裝置調試、開車、考核過程的總結，分析了藍星（北京）化工機械有限公司的膜極距電解裝置的裝置性能、工藝技術特點。介紹了開車過程中不正常現象的原因以及處理措施，總結了開車過程的注意事項。

離子膜；膜極距；電解裝置；技術特點

2010年4月14日，煙臺恒邦化工有限公司3萬t/a自然循環膜極距離子膜電解裝置與原有3萬t/a高電流密度自然循環復極式電解裝置順利并網，并一次性開車成功。正常運行后進行了72 h性能考核，取得了理想效果。該項目及其配套工程總投資約4 000萬元。在該項目建設過程中，消防、工業衛生、安全和環保均符合國家“三同時”要求。

1 3萬t/a膜極距離子膜電解裝置性能指標

該裝置的核心是藍星（北京）化工機械有限公司NBZ-2.7型自然循環膜極距電解槽，該電解槽與高電密電解槽（NBH-2.7型）具有相同的外形尺寸、安裝尺寸和外圍工藝路線，并且具有相同的陽極結構，鹽水循環充分，氣液波動小；該電解槽與高電密電解槽的不同之處在于，陰極采用彈性網結構，使得陰極與離子膜的極距為零，從而具有運行電密高、噸堿電耗低的特點，在5.5 kA/m2電密運行時，噸堿電耗為2 100 kW·h/t。

2010年4月21日20:00至4月24日20:00對二期膜極距電解槽以及一期高電密電解槽同時進行了72 h性能考核。膜極距電解槽性能考核結果見表1。

表1 北化機膜極距電解槽72 h性能考核表

2 北化機膜極距電解裝置系統工藝技術特點

（1）進入鹽水二次精制系統的鹽水進行部分循環加熱，提高進樹脂塔的溫度。考慮了選用適合離子交換樹脂塔的精鹽水溫度，同時也考慮了自然循環電解裝置槽溫達到理想的控制狀態，僅通過電流來控制槽溫穩定是不足取的。

（2）設置了鹽酸稀釋系統，控制加水比例，將鹽酸稀釋至17%左右再加入電解槽，避免了高濃度酸進入電解槽后對離子膜產生酸化現象。

（3）穩定的壓差反映了自然循環電解裝置的控制水平，同時，在電解槽出口設置壓力變送器，利于觀察電解槽出口的氯氫壓力。

（4）在遠離電解槽的位置，采用電磁流量計測量流量，在DCS上有顯示，并且考慮到細小異物可能堵塞電解槽的入口軟管，在電解槽陰陽極進口總管的分聯箱內都設置了過濾裝置。

3 注意事項

（1）氣相壓力或壓差過大會造成極網變形或離子膜破損。在離子膜電解工藝中，氣相壓力與氣相壓差控制是至關重要的工藝控制指標，一旦壓力過大或壓差過大，容易造成極網變型，從而使極距變大，電壓升高，嚴重時會導致離子膜破損。NBZ-2.7型自然循環膜極距電解槽工藝中的主要壓差壓力控制點有：a.單槽的氯氣壓力、氫氣壓力、氯氫壓差的控制；b.壓力調節閥前的氯氣壓力、氫氣壓力、氯氫壓差的控制；c.壓力調節閥后的氯壓機以及氫壓機的進口壓力；d.電解槽充液的時候壓差的控制；e.電解槽充氮排液時壓差的控制。

（2）極化電流裝置要正確投運。電解槽充滿電解液但未通電的情況下，因陰陽極材質的理化性能不同，在電解液的作用下會發生原電池反應，產生的反向電流對極網的性能損傷嚴重，導致槽電壓上升速度加快，為抵消原電池反應帶來的反向電流，配置了極化電流裝置。投運方式如下：a.開車時，在陰陽極充液均產生溢流時，應立即手動投入極化整流器，開始電解液的循環、升溫、送電，當電流達到2 700 A時，自動斷開極化整流器；b.停車時，當電解槽主整流器電流下降至2 700 A時，自動投入極化整流器，保持電解液循環置換，直到排電解液前手動斷開極化整流器，嚴禁帶電排液；c.為防止投入極化整流器時產生氯氣與氫氣，造成氣相憋壓，故在極化整流器投運時，應確保電解液處于循環狀態，并且確保產生的氯氣去尾氣處理、氫氣去排空；d.極化整流器的投運在離子膜生產工藝中不僅起到抵消反向電流的作用，同時可以對判斷離子膜是否破損起到指導作用。

（3）提高鹽水質量。原鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等無機雜質，以及細菌、藻類殘體、腐殖酸等天然有機物和機械雜質，這些雜質在化鹽時會被帶入鹽水系統中，如不去除將會造成離子膜的損傷，從而使其效率下降，破壞電解槽的正常生產，并使離子膜的壽命大幅度縮短。

4 生產中的不正常現象及處理方法

（1）電解槽淡鹽水pH值異常。電解槽淡鹽水pH值異常的原因：a.進電解槽的鹽酸供給量變化；b.離子膜泄漏，陰極液中的OH-進入陽極液；c.儀表指示故障。采取的相應措施：a.校驗鹽酸流量計是否準確；b.檢查加酸控制閥，如果失靈，停止向電解槽加酸，維修控制閥；c.檢查pH值測定儀表冷卻器的溫度，如果超出要求范圍，則調整至正常；d.取樣分析出電解槽淡鹽水的酸度值，如果與儀表指示值不符，則校驗儀表；e.如pH值大于4，則停車檢查膜，如泄漏，更換泄漏的膜。

（2）電解槽電位差計EDIA波動明顯。電解槽電位差計EDIA波動明顯的原因：a.1個或多個單元槽電壓異常；b.電解槽壓差波動大；c.電流短路；d.漏電；e.直流電流計波動。采取的相應措施：a.測單槽電壓，并檢查每個單元槽的陰陽極液進出口管，如果發現較小的堵塞物，可通過降低電流使電解液流動暢通，如果堵塞物較大，則須停車疏通；b.采取穩定電解槽壓差的辦法；c.如果是電解槽側面桿和導桿之間有異物引起電流短路，則將其除去，如果是離子膜泄漏引起的電流短路，則立即停車，并更換漏膜；d.檢查單元槽或墊片，如漏電解液，則立即停車處理；e.檢查供電系統的電流，如有波動，查找原因并消除。

（3）電解槽氣相壓差波動。電解槽氣相壓差波動的原因：a.電解液循環槽的液位波動大，或進電解槽的電解液流量控制閥失靈，引起進電解槽的電解液流量波動大；b.氯氣、氫氣總管的壓力波動大；c.儀表的設定點波動。采取的措施：a.穩定電解液循環槽的液位；b.停車維修流量控制閥；c.檢查氯氣、氫氣總管的壓力自控閥調節是否穩定，如果自控閥開度上下波動嚴重，則調節使其穩定；d.檢查儀表及其信號傳輸電路是否正常。

（4）鹽水預處理器鹽水分層，產生濃度差，造成清液不能正常溢流。在試車階段，由于開始為系統水試，預處理器內積存一部分一次水，在投料試車時，造成預處理器內鹽水分層，產生濃度差，鹽水濃度自下往上越來越低。當預處理器滿液時，鹽水自上排泥口流出，而清液溢流管沒有液體流出，在正常生產期間，當長時間缺鹽，鹽水濃度波動大時容易發生上述不正常現象。采取的相應措施：a.保持化鹽桶上鹽穩定，杜絕長時間間斷上鹽；b.將上層濃度低的液體置換出去：c.使用潛水泵形成鹽水的小循環（配水罐—化鹽桶—前反應罐—加壓溶汽罐—預處理器—潛水泵—配水罐）或利用鹽泥處理系統形成的小循環（配水罐—化鹽桶—前反應罐—加壓溶汽罐—預處理器—鹽泥罐—板框壓濾機—配水罐）。

5 結束語

槽以及離子膜的投資占設備總投資較大的比例，鹽水質量、儀表準確度以及前后工序的穩定性、操作準確性都影響到電解槽以及離子膜的性能以及壽命。不正常現象要及時處理，精心的維護以及準確的操作是開車過程中確保電解槽安全穩定運行的重要工作內容。

電解槽是離子膜電解工藝中的核心設備，電解

Running summary of 30 kt/amembrane polar distance ionic membrane electrolyzer

GAO Zheng-ning,ZHU Bao-jin,MENGXian-yu,YANG Lei
(YantaiHengbang ChemicalCo.,Ltd.,Yantai264117,China)

The processof debugging,starting,assessmentof30 kt/a natural cycle ofmembrane ion-exchange membrane electrolysisdevicewassummarized.The performanceand process technology characteristicsof the membrane polar distance electrolysis device of Bluestar(Beijing)Chemical Machinery Co.,Ltd.were analyzed.The reason and treatmentmeasuresofabnormalphenomenonwere introduced.Andmattersneeding attention in driving processwassummarized.

ion-exchangemembrane;membranepolardistance;electrolysisdevice;technology characteristics

book=7,ebook=269

TQ114.26+2

B

1009－1785(2010)11－0007-02

2010-05-31