零極距電解槽更換極網(wǎng)及運(yùn)行總結(jié)

劉　堂，田　君

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）天辰化工有限公司，新疆 石河子 832000）

零極距電解槽更換極網(wǎng)及運(yùn)行總結(jié)

劉堂，田君

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）天辰化工有限公司，新疆 石河子 832000）

介紹了零極距自然循環(huán)離子膜電解槽更換陰陽(yáng)極網(wǎng)的過(guò)程以及開(kāi)停車注意事項(xiàng)，對(duì)更換極網(wǎng)后的電解槽性能進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

零極距；離子膜電解槽；維修；更換電極

零極距自然循環(huán)離子膜電解槽作為目前最先進(jìn)的燒堿生產(chǎn)裝置，已被國(guó)內(nèi)多家燒堿生產(chǎn)企業(yè)采用。零極距電解槽最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，是在有極距電解槽的基礎(chǔ)上，通過(guò)鋪設(shè)彈性網(wǎng)，安裝陰極網(wǎng)面，從而達(dá)到節(jié)能的目的［1］。新疆天業(yè)作為國(guó)內(nèi)氯堿化工龍頭企業(yè)，國(guó)家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉镀髽I(yè)，年產(chǎn)PVC樹(shù)脂120萬(wàn)t、燒堿產(chǎn)量80萬(wàn)t/a，同時(shí)，也是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的特種樹(shù)脂研發(fā)及生產(chǎn)基地。國(guó)內(nèi)最早成套使用零極距電解槽的單位，一期項(xiàng)目天辰化工引進(jìn)旭化成公司零極距電解槽14臺(tái)。該裝置2007年底開(kāi)車運(yùn)行，目前已安全運(yùn)行8年。2015年6～11月，天辰化工廠自主（有按日方標(biāo)準(zhǔn)修建的電解槽改造維修工房和技術(shù)人員，現(xiàn)場(chǎng)流水線作業(yè)）完成了7臺(tái)電解槽的極網(wǎng)更換及單元槽維修工作，全部一次開(kāi)車成功，運(yùn)行良好。本文簡(jiǎn)單介紹零極距電解槽在更換極網(wǎng)過(guò)程中的操作要點(diǎn)以及開(kāi)車時(shí)的注意事項(xiàng)，并對(duì)更換極網(wǎng)后的電解槽運(yùn)行效果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

1　更換過(guò)程

1.1舊極網(wǎng)的拆除

考慮到復(fù)極單元槽陰陽(yáng)極網(wǎng)面都需要拆除，施工過(guò)程中需準(zhǔn)備可旋轉(zhuǎn)的工作平臺(tái)，將單元槽放置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。拆除陽(yáng)極網(wǎng)時(shí)注意保護(hù)陽(yáng)極密封面（可用特殊膠帶防護(hù)）。拆陰極網(wǎng)時(shí)應(yīng)注意零極距電解槽與常規(guī)極距電解槽的區(qū)別就在陰極網(wǎng)上，零極距電解槽陰極由陰極網(wǎng)面、彈性體和集電板3部分組成。由于彈性體的存在，使電解槽陰極外凸且具有彈性。安裝離子膜后陰極、離子膜和陽(yáng)極處于緊貼狀態(tài)，實(shí)際的電極距只有離子膜的厚度，從而將電極的間距降至最小，即零極距電解槽［2］。因此，拆除陰極時(shí)只拆除陰極網(wǎng)和彈性體，集電板處理干凈后可繼續(xù)使用。

1.2清理及試漏

首先，對(duì)集電板上的殘留焊點(diǎn)及陰極密封面進(jìn)行打磨處理，然后，對(duì)陽(yáng)極筋板上的焊點(diǎn)進(jìn)行逐一打磨，焊點(diǎn)打磨平整后，對(duì)單元槽進(jìn)行清洗，測(cè)量筋板高度，確保筋板整體高度均勻，對(duì)于測(cè)量不合格的單元槽要進(jìn)行重新打磨處理。

測(cè)量合格的單元槽，進(jìn)行氣密試驗(yàn)，主要目的是檢驗(yàn)單元槽內(nèi)部是否有泄漏情況，將單元槽放入特制的氣密試驗(yàn)裝置，按要求完成對(duì)陰極室和陽(yáng)極室的試漏工作，合格品進(jìn)入下道工序，如發(fā)現(xiàn)有泄漏情況，找出漏點(diǎn)進(jìn)行維修并做好記錄。

1.3安裝陽(yáng)極網(wǎng)

（1）首先，應(yīng)檢查陽(yáng)極密封面及整個(gè)陽(yáng)極室外圍是否完好，筋板上是否有遺漏焊點(diǎn)未處理，檢查陽(yáng)極室內(nèi)是否有異物，一旦發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。安裝陽(yáng)極網(wǎng)時(shí)注意一個(gè)單元槽的陽(yáng)極網(wǎng)分為A、B 2張，按要求放置正確后開(kāi)始焊接。

（2）焊接完成后所有焊點(diǎn)進(jìn)行檢查，如有凸起焊點(diǎn)，在單元槽安裝的擠壓過(guò)程中都會(huì)使該部分與膜最先接觸。由于接觸面積小，使離子膜在此點(diǎn)上受到非常大的擠壓力，膜容易出現(xiàn)針孔或撕裂［3］。因此，必須將其打磨平整，打磨時(shí)需用專業(yè)磨頭，防止損傷陽(yáng)極網(wǎng)面。

（3）用百分表按照要求對(duì)新安裝的陽(yáng)極網(wǎng)面進(jìn)行高度測(cè)量，并記錄其數(shù)據(jù)，不合格要求的需進(jìn)行變形修正。

1.4安裝陰極網(wǎng)

（1）安裝陰極網(wǎng)前再次確認(rèn)集電板是否干凈，檢查無(wú)誤后，準(zhǔn)備好定位磁鐵條，緊貼陰極密封面內(nèi)邊放置，確定彈性體四周邊距。平鋪彈性網(wǎng)，然后按要求進(jìn)行焊接。彈性體安裝完成后，需用輥筒碾壓彈性體使之平整。

（2）將提前折完邊的陰極網(wǎng)面準(zhǔn)備好，平鋪整齊，然后用鎳帶進(jìn)行四周焊接，最后進(jìn)行裁剪和鎳帶壓平處理，安裝完畢后，同樣需要進(jìn)行高度測(cè)量并做好記錄。

2　成品驗(yàn)收

（1）對(duì)完成更換或維修的單元槽進(jìn)行外觀檢查，防止在吊裝、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中造成的機(jī)械損傷。檢查單元槽陰極網(wǎng)面是否有毛刺；檢查陽(yáng)極網(wǎng)面是否有脫焊現(xiàn)象；檢查進(jìn)出口犧牲陽(yáng)極是否正常。

（2）檢查單元槽手柄是否安裝正確。單元槽手柄在使用過(guò)程中要注意：一側(cè)為自由活動(dòng)端，另一側(cè)帶有定位凹面，主要作用是在單元槽排列時(shí)進(jìn)行定位，確保整臺(tái)電解槽整齊。

3　開(kāi)車前準(zhǔn)備及確認(rèn)工作

（1）檢查終端槽銅排連接是否合適。電解槽線纜絕緣膠皮是否有磨損，絕緣板是否安裝正確。確保安全第一。

（2）檢查單元槽順序是否正確。因?yàn)樨?fù)極區(qū)單元槽不能混入正極區(qū)使用，另外，還由于電解槽在通電運(yùn)行狀態(tài)下，單元槽會(huì)發(fā)生非常細(xì)微的彎曲。因此，單元槽位置盡量按原順序排列，如果確實(shí)有更換的單元槽，標(biāo)記好具體位置，以備開(kāi)車后進(jìn)行電壓對(duì)比。

（3）檢查密封墊片粘貼是否規(guī)范。墊片的正確安裝直接決定電解槽和離子膜是否能夠長(zhǎng)期安全運(yùn)行，很容易使膜受損傷或產(chǎn)生鹽泡，甚至也會(huì)影響離子膜和電解槽的使用壽命，因此，墊片的安裝必須按要求大小合適，橫平豎直。同時(shí)，要有專業(yè)人員進(jìn)行檢查核實(shí)。墊片粘貼完成后在涂抹離型劑時(shí)也需要注意控制用量，太多也會(huì)對(duì)膜的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

（4）檢查工藝管線、閥門、儀表及安全聯(lián)鎖裝置。尤其要注意電解槽陽(yáng)極液進(jìn)出口總管上的犧牲電極是否需要更換，根據(jù)電解槽工作原理，犧牲陽(yáng)極的腐蝕主要體現(xiàn)在進(jìn)液口，而且多在兩端，出口管一般不會(huì)被腐蝕。

（5）安裝離子膜。離子膜的安裝是整個(gè)開(kāi)車前準(zhǔn)備工作中最為關(guān)鍵的一步。要求在安裝離子膜前，必須對(duì)每片單元槽陰陽(yáng)極網(wǎng)面進(jìn)行再次檢查，同時(shí)對(duì)電解槽整體進(jìn)行檢查。安裝離子膜時(shí)必須確保離子膜安裝平整而不發(fā)生褶皺，更不能裝反。要注意安裝離子膜過(guò)程中不要向陰極網(wǎng)面澆純水。

（6）進(jìn)行整臺(tái)電解槽試壓試漏。進(jìn)行電解槽試漏時(shí)，不僅要觀察電解槽是否有泄漏，更要觀察每片單元槽出口管液體是否正常流出，確保單元槽不發(fā)生堵塞。

（7）進(jìn)行離子膜試漏，按要求對(duì)新安裝的離子膜進(jìn)行試漏，確保整臺(tái)電解槽離子膜安裝正常。

4　性能分析

對(duì)于更換極網(wǎng)后的電解槽，開(kāi)車運(yùn)行期間，必須持續(xù)觀測(cè)并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。1號(hào)槽更換極網(wǎng)后與電解槽原始開(kāi)車時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比分別見(jiàn)表1、表2。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，電解槽在更換極網(wǎng)后，在相同電流負(fù)荷下，單元槽電壓與電槽運(yùn)行初期基本保持一致，電流效率也達(dá)到了96.5%的目標(biāo)值。更換極網(wǎng)工作達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

5　小結(jié)

新疆天業(yè)在企業(yè)發(fā)展的同時(shí)，更注重技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新，在國(guó)內(nèi)氯堿行業(yè)始終保持領(lǐng)先地位，在長(zhǎng)期管理零極距電解槽的過(guò)程中，更加注重安全管理與技術(shù)積累。零極距電解槽更換極網(wǎng)工作的順利實(shí)施，以及通過(guò)與原始開(kāi)車時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比，不僅為企業(yè)積累了電解槽維修方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，而且對(duì)于氯堿化工設(shè)備實(shí)施國(guó)產(chǎn)化以及提高自主技術(shù)水平有著積極的意義。零極距電解槽能否長(zhǎng)期安全高效穩(wěn)定運(yùn)行，細(xì)節(jié)管理尤為重要，從鹽水質(zhì)量、電解槽開(kāi)停車操作、工藝指標(biāo)控制、電解槽維修改造等方面，必須嚴(yán)格把關(guān)，認(rèn)真落實(shí)操作規(guī)范，強(qiáng)抓人員培訓(xùn)，堅(jiān)持細(xì)節(jié)管理，才能最大程度發(fā)揮零極距電解槽的優(yōu)勢(shì)，真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和綠色化工。

表1　1號(hào)槽更換極網(wǎng)后運(yùn)行數(shù)據(jù)

表2　1號(hào)槽開(kāi)車初期運(yùn)行數(shù)據(jù)

［1］殷憲立.零極距電解槽改造的幾點(diǎn)思考.中國(guó)氯堿，2013，5：7.

［2］康新飛.離子膜電解槽的零極距技術(shù)改造.中國(guó)氯堿，2009，4：9.

［3］周強(qiáng)，等.旭化成NCZ零極距電解槽應(yīng)用技術(shù)研究.中國(guó)氯堿，2012，10：15.

Summary on NCZ electrolyzer replacement electrode net

LIU Tang，TIAN Jun
（Xinjiang Tianye（Group）Tianchen Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

This paper briefly introduces the process of replacing the electrode net in the electrolysis cell，and tips of the equipment operation.At the same time，analyze the data about the property of electrolyzer after it is replaced.

NCZ；ionic membrane electrolyzer；servicing；replacing electrode net

TQ114.26+2

B

1009-1785（2016）07-0006-03

2016-04-28