生產過程中如何降低電解槽耗電量

文武（海南省工業研究所，海南 海口 570203）

ClO2廠生產的ClO2是由NaClO3和HCl反應生成的，NaClO3是由電解槽電解NaCl獲得的，其生產過程中要耗大量的電,所以降低電解槽耗電量,就可以降低ClO2的生產成本。設計生產每噸CLO2需要8.785MWH。實際生產每噸CLO2所消耗的電，2005年5月到2006年5月，實際生產每噸CLO2所需電耗維持在 8.5 MWH左右，2006年6月提升ClO2產能后，生產每噸的CLO2所需的電耗升至9.25 MWH左右，高于設計值8.785MWH。所以降低生產每噸CLO2耗電量為改善目標將其從改善前的9.25MWH降到目標值8.8MWH。如果達到目標，預計每月可節省電費20萬元人民幣。

降低電耗主要應減小回路中的電阻，要減小電阻主要有三方面問題，1.銅排的老化和松動，2.污染物進入系統，3.電解槽內有垢體。

1 銅排的老化和松動

下面我們先分析銅排的老化和松動的原因，在通高電流時，銅排會發熱導致電阻增高，加大了電耗。在長期高溫高電流條件下，銅排會出現熔融老化及連接松動現象，嚴重時會發生停車及爆炸事故。于是在每次停車時，安排機械人員更換熔融老化的銅排，以降低銅排阻耗；同時給銅排連接面涂抹導電膏，并對螺栓進行鎖緊加固，這樣可以防止銅牌在運行中導電不佳，不僅如此，還可以安裝風扇吹掃銅牌，降低其運行的溫度，延緩銅牌的老化，并且在日常檢點中時刻檢測銅牌的溫度，防止以外發生。

2 污染物進入系統

污染物進入系統，生產系統與外界非完全隔離，會有雜質進入，從而污染反應液NaClO3，在NaClO3循環過程中雜質會附在電解槽極板上，導致電阻加大，電耗增加,甚至可引起CLO2分解。為了阻止污染物進入，在與空氣相通的設備上增加過濾網及用N2吹掃,并每天更換過濾網防止污染物進入。同時加強對原料的管控。首先，對加入系統中的純水進行分析監控。其次，提高加入系統中的Na2Cr2O7的品質，由原來純度為98.3%提高到99%。另外，對HCL及NaClO3溶液過濾器進行了改善，將原來易起毛HCl過濾器濾芯改為使用孔徑1um的新濾芯，有效的過濾了污染物.而原兩段式NaClO3過濾器濾芯，連接處易破損且墊片易松動過濾效果不佳。改為采用新單條優質濾芯代替，過濾效果徹底改善，系統內溶液得到了凈化。

3 電解槽內有垢體

電解槽內有垢體，長期的運行中，在給系統補充的鹽水，水，重鉻酸鈉，以及鹽酸和空氣時，其所帶有C a2+、Mg2+離子等雜質也進入系統，C a2+、Mg2+離子與陰極的OH-離子反應產生沉淀并聚積在電極上，形成了垢體。當電極上的垢體增加時，電阻會增大，電耗隨之上升，電解效率就降低，通常運用K值判斷電解槽電解能力的好壞，它和電解槽的電壓、電流、溫度都有一定的關系，一般通過k值的最大值來判斷電解槽的整體運行狀況，K值越大，電解槽電解效率越低。將每周測量電解槽槽壓的數據，轉化為K值來分析電解槽的運行狀況，數據顯示K值由06年5月的0.23上升到07年1月的0.32，已經超過了安全運行值；可以看出單耗電量隨K值上升而增大，說明電解效率在下降，即電解槽極板上存在大量的垢體。如何除去這些垢體呢。兩種方案，水洗和酸洗。

3.1 水洗

水洗的流程分為四個步驟，其特點是時間短，操作簡單，對電解槽的損害小，可以清洗掉部分結垢；具體操作步驟如下，先將電解槽排液，然后，拆上升管加水浸洗，再拆開電解槽人孔，加軟管進行單槽清洗，最后加水浸泡電解槽一小時，完成水洗。水洗后電解槽K值有所下降,耗電電量在清洗后下降0.2-0.4MWH/T，但是水洗后K值會在短期內升回，說明水洗，不能徹底解決垢體問題。

3.2 酸洗

酸洗的優點是對污垢清洗較徹底，但是費時長，耗原料多，對電解槽的極板會有一定的影響。其步驟與水洗相近，只是多了配酸和酸洗步驟，具體操作如下，電解槽排液，拆上升管用水侵洗后，配置酸洗液（在配置要注意酸的濃度和抑制劑的量，以免酸洗時損害電極，）將配置好的酸洗液打入電解槽內浸泡1小時，之后排盡酸液，進行多次水洗，直至沒有殘酸為止，酸洗才算完成。

酸洗前電極上面有很多的銹渣和垢體；清洗時，垢體和酸液反應，起了很多的白泡沫；酸洗后，很明顯可以看出極板干凈了許多。酸洗前后K值，K值由酸洗前的0.32降至酸洗后的0.2，單耗電量也從9.37MWH降到8.53MWH.，酸洗前后的K值平均值差值達到0.7，而且酸洗后K值一直較為穩定，說明對污垢清洗較徹底。

因為酸洗耗時長，對電極有一定影響不能經常使用，將水洗和酸洗兩種方法進行搭配運用，可以有效控制電解槽K值，使電解槽高效率低電耗的運行。通過上述的方法已經將生產每噸CLO2需要的電耗量降到8.53MWH，突破目標值8.8MWH。

4 結語

后續工作：1.每日測量銅排溫度及更換空氣過濾網。2.每周測量電解槽槽壓及更換溶液過濾器。3.每年年修時安排一次酸洗。4.配合工廠停車檢修進行水洗。5.停修時將銅排和螺栓的接頭鎖緊，以保證電解槽高效率低電耗的運行，為生產節約更多成本。