離子膜電解槽增產改造

王俊煥，董 雷

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江齊齊哈爾161033）

黑龍江昊華化工有限公司氯堿廠電解裝置產能為25 萬t/a，10 臺電解槽為藍星北化機的型號為NBZ--2.7 型膜極距電解槽。每臺電解槽有150 個單元槽，采用日本旭化成F-6801 型離子膜。2010 年11 月電解裝置初始開車，最先投產4 臺電解槽，至2017 年10 臺電解槽相繼投產運行，實現了裝置滿負荷生產。電解槽自投產至今電流在14 kA 運行時間較長。2018 年對電解槽進行單元槽增產改造。

1 改造方案及流程圖

1.1 改造方案

每臺電解槽增加6 片單元槽，電解槽前半區3 片、后半區3 片，同時增加相應電解槽進出口軟管、單元槽陰陽極墊片、離子膜等附件設施。電解槽增產改造施工由藍星北化機現場對電解槽陰、陽極出入口主管開孔并焊接白鋼及鈦接管。主管接管焊接完成后進行增加單元槽及離子膜安裝。

1.2 工藝流程

電解槽增產改造工藝示意圖見圖1。

2 電解槽增產改造

2.1 增產改造前期準備

確定電解槽增加單元槽增產改造方案后，組織人員對電解槽出入口主管開口位置及尺寸進行詳細確認；對擠壓裝置精心測量，確保增加單元槽改造后不影響電解槽螺母鎖定位置。嚴謹核算入槽鹽水及純水的介質流量，確認鹽水及純水所用管道規格，核算鹽水及純水所用管道流量，保障進槽介質管道能滿足增加單元槽后的用量。電解槽增產改造所需材料見表1。

圖1 電解槽增產改造工藝示意圖

2.2 改造施工過程

（1）電解槽改造施工拆卸解口主管法蘭及軟管：電解槽改造施工首先拆卸解口電解槽槽頭、槽尾陰陽極出入口主管法蘭。每臺電解槽陰陽極入口主管DN150 管槽頭拆卸解口法蘭2 處、槽尾2 處；陰陽極出口主管DN300 管槽頭拆卸解口法蘭2 處、槽尾2 處。法蘭解口拆卸后將電解槽出口軟管出口及入口軟管出口拆掉以便電解槽陰陽極出入口主管可以轉動以便電解槽廠家進行電解槽出入口主管增加單元槽的開口及焊接出入口主管接管。

（2）電解槽改造施工電解槽出入口主管開口及焊接主管接管：每臺陰極入口DN150 主管開直徑39 mm 口并焊接白鋼接管，陽極入口DN150 主管開直徑39 mm 口并焊接鈦接管；每臺陰極DN300 出口主管開直徑50 mm 口并焊接白鋼接管，陽極N300 出口主管開直徑50 mm 口并焊接鈦接管。

（3）安裝單元槽：對10 臺電解槽改造需增加的60 片單元槽先進行陰陽極墊片粘接，待墊片干后將粘好的單元槽用電槽天車將其分別吊入電解槽前半區及后半區，將其放置在電解槽出入口主管開口及焊接好接管的相應位置。單元槽吊入好后進行離子膜安裝及出入口主管的軟管連接。

2.3 改造后創造經濟效益

電解槽完成增產改造后每天增產燒堿：Q=KIDNT×效率=1.492（電化當量）×14（電流）×10（臺）×60（單元槽數）×24（h）×93%（電流效率）=27.973（t）

表1 電解槽增產改造所需材料表

年增產燒堿=27.973×330=9 231.09（t）。

另外，多產這些燒堿需多消耗鹽、碳酸鈉、亞硫酸鈉、三氯化鐵輔料及直流電，需將這一部分費用扣除。多耗鹽=9 231.09×1.47（鹽耗）÷95%×337（鹽估價）=481.367（萬元）；

碳酸鈉消耗=9 231.09×8.552（噸堿消耗）÷98%÷1 000×1 645.71（碳酸鈉單價）=13.257（萬元）；

亞硫酸鈉消耗=9 231.09×0.615（噸堿消耗）÷96%÷1 000×2 978.57（亞硫酸鈉單價）=1.761（萬元）；

三氯化鐵消耗=9 231.09×0.09（噸堿消耗）÷96%÷1 000×3 671.56（三氯化鐵單價）=0.318（萬元）；

多耗電=9 231.09×2 150（噸堿電耗）×0.5（電單價）=992.342（萬元）；

年收益=9 231.09×（3 832 售價-1 109 成本）/10000=2 513.626（萬元）；

純收益=年收益-各種消耗2 513.626-481.367-13.257-1.761-0.318-992.342=1 024.581（萬元）。

3 結語

黑龍江昊華化工有限公司氯堿廠10 臺電解槽自2018 年4 月18 日起對10 臺電解槽進行每臺電解槽增加6 片單元槽改造，現10 臺電解槽已相繼改造完成。增加單元槽改造后電解槽運行平穩，此項改造為該公司創造了顯著的經濟效益。