離子膜電解槽峰谷電流運行的經濟效益

王連娣，于海軍

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

離子膜電解槽峰谷電流運行的經濟效益

王連娣，于海軍

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

根據一天內不同時間段電價的不同，將電解槽運行電流進行適當的高、低調整，節約電費，實現經濟效益。同時闡述峰、谷電流運行中的注意事項及運行過程中的指標控制。

電解槽；電耗；經濟效益

電解槽直流電耗的高低直接決定燒堿的生產成本，按照用電高峰期和低谷期實行不同電價，合理調整峰谷期電解槽的運行電流密度，可節約大量的電費開支，降低生產成本。

黑龍江昊華化工有限公司2013年實行峰谷電流運行將近8個月的時間，共節約電價293.477萬元。電解槽采用藍星北京化工機械有限公司高電流密度自然循環復極式膜極距離子膜電解槽NBZ-2.7，每臺電解槽安裝150片單元槽，共8臺電解槽。由于離子膜運行已經到了后期，陰極效率按照92%計算堿產量。

1 經濟效益

該公司電解槽波峰電價時運行電流為8.0 kA，波谷電價時運行電流為13.5 kA，電解槽噸堿電耗按照實測電壓計算所得，電耗見表1，具體峰谷電價情況見表2。

將一天24 h分成4個時間段，每個時間段的運行電流及產堿量統計如下：

表1 不同電流下的電耗情況

表2 峰谷用電時間及電價情況

7 h的谷電電價時間，運行電流13.5 kA，產堿量136.2 t；3 h的平電電價時間，運行電流13.5 kA，產堿量58.372 t；6 h的平電電價時間，運行電流8.0 kA，產堿量69.181t；8h的峰電電價時間，運行電流8.0kA，

產堿量92.241 t；

由于市場原因，7臺電解槽運行，7臺電解槽24 h產堿355.994 t。

谷電電費136.2×2 277×0.287=8.901（萬元）；

平電電費（58.372×2 277+69.181×2 085）×0.573= 15.881（萬元）；

峰電電費92.241×2 085×0.86=16.540（萬元）；

實行峰谷電流運行，電費共計：41.322（萬元）。

如果不實行峰谷電流，生產355.994 t堿需要7臺電解槽，平均電流為10.292 kA，電費為355.994× 2 165×0.573=44.163（萬元）。

生產同樣數量的堿所產生的電費的差值就是產生的經濟效益：44.163-41.322=2.841（萬元）。電解槽實行峰谷電流運行1天就可節約電費2.841萬元。

1年按照8 000 h生產計算：

預計可節約資金2.841×8 000÷24=947（萬元）。

當然，具體的運行電流密度可根據實際生產情況進行相應的調整，所產生的效益也是不同的。

2 電解槽峰谷電流運行的注意事項及指標控制

在一天時間內要升降電解槽電流2次，對整個燒堿系統包括一次鹽水、電解槽、氯壓機和氫壓機以及后續工段的操作都要隨著電流的升降進行相應的調整，稍有不慎就有可能導致系統跳閘停車。同時也會影響電解槽槽溫的波動和各項工藝指標的變化，由于溫度梯度和濃度梯度的變化，一方面會使離子膜長期處于膨脹和收縮的變化中；另一方面，電流波動時有可能引起氣體波動，對電解槽極網也會產生不同程度的壓力變化，容易引起極網變形，極網一旦變形就是很難恢復的。還有油壓、鎖定螺母的位置都需要看槽工的精心操作，螺母鎖定位置不能過大或過小，過大就有可能出現電解液泄漏或爆炸的危險，過小就容易出現螺母打不開的現象。

電解槽在峰谷電流運行時，需要精心管理，嚴格注意電解槽裝置的運行狀況和指標。

（1）堿中含鹽。該指標的高低決定著燒堿質量的好壞，與電流密度，電流效率和電解槽槽溫等都有著密切的關系。因此，電解槽在實行峰谷電流運行時，要注意這個指標變化；

（2）氯中含氫。氫氣和氯氣的混合氣是一種爆炸性混合氣，達到爆炸極限時便易發生爆炸是根據電流密度的變化而變化的,電流密度低時，氯中含氫濃度高。因此，在低電流密度運行時，更應該注意氯中含氫的濃度變化；

（3）氯中含氧。這個指標主要與出口淡鹽水的pH值有關，在升降電流過程中要控制好鹽酸的添加量；

（4）鹽水質量。鹽水雜質的蓄積是導致離子膜運行效率下降的直接因素；

（5）氣體的控制。氯氫氣體壓力的控制是升降電流過程中最應該注意的一項，控制不得當直接會導致電解槽整個系統跳閘事故的發生；

（6）升降電流的速度。在升降電流過程中，調整電流的速度要平穩，要協調好各個工序。

3 電解槽峰谷電流運行的具體實施

生產的穩定是電解槽實行峰谷電流運行的首要前提。氯堿車間對離子膜生產系統進行電流負荷調整，即在凌晨、深夜的低電價時段提高離子膜生產負荷。為了保證電解槽在升降電流過程中的穩定運行，氯堿車間強化離子膜崗位人員的操作技能培訓，并進行離子膜電解槽異常事故的應急培訓和考核，增強員工的實際操作水平和應急處理以及電壓的監測，做好跟蹤記錄和檢查，嚴控工藝參數，生產系統保持在安全、穩定的狀態下運行。對氯壓機和氫壓機進行系統的維護保養，保證提升電流過程中系統內氯氫氣體壓力的穩定。

（1）為了保證整個系統的穩定運行，電解槽在升、降電流過程中，由生產調度統一指揮，按照250 A/min的速率升、降電流，盡量避免因電流升降過快而導致電解槽槽溫或氣體壓力有大的波動現象，保證槽溫在84.5℃左右，控制好低電流運行時蒸汽的加入量；

（2）控制好堿濃度和含鹽等各項指標，對各項指標進行實時監控并及時的調整，在升降電流過程中，增加中控指標取樣的頻次，并根據指標的變化及時的調整物料的加入量，保證各項指標的穩定，使離子膜處于穩定狀態；

（3）要求DCS主控人員將氯、氫氣體壓力控制平穩，避免氣體波動對極網造成損傷。縮短巡崗的間隙，對油壓和鎖定螺母位置進行三級確認制度，看槽工、班長、調度分別確認并簽字，這樣就大大提高了各崗位職工的責任心，也可避免螺母鎖死打不開的現象發生。確保整個生產系統的平穩運行，實現利益最大化。

綜上所述，電解槽實行峰、谷電流運行是可行的，并且存在很大的經濟效益。

Economic benefits of ionic membrane electrolyzer in peak current operation

WANG Lian-di，YU Hai-jun
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.，Ltd.,qiqihaer 161033,China）

According to different times within one day of electricity price is different，the electrolyzer running current high and low adjusting appropriately，save electricity，to achieve economic benefits.At the same time，the peak and valley of the insufficiency of current operation and solutions.

electrolytic cell；power consumption；economic benefits

TQ114.26

B

1009-1785(2015)04-0012-02

2014-08-06

王連娣（1977—），女，工程師，畢業于黑龍江八一農墾大學，現工作于黑龍江昊華化工有限公司氯堿車間，從事技術管理工作。