3万t/a膜极距离子膜电解装置开车小结

高正宁，祝宝进，孟宪雨，杨蕾

（烟台恒邦化工有限公司，山东烟台264117）

3万t/a膜极距离子膜电解装置开车小结

高正宁，祝宝进，孟宪雨，杨蕾

（烟台恒邦化工有限公司，山东烟台264117）

通过对3万t/a自然循环膜极距离子膜电解装置调试、开车、考核过程的总结，分析了蓝星（北京）化工机械有限公司的膜极距电解装置的装置性能、工艺技术特点。介绍了开车过程中不正常现象的原因以及处理措施，总结了开车过程的注意事项。

离子膜；膜极距；电解装置；技术特点

2010年4月14日，烟台恒邦化工有限公司3万t/a自然循环膜极距离子膜电解装置与原有3万t/a高电流密度自然循环复极式电解装置顺利并网，并一次性开车成功。正常运行后进行了72 h性能考核，取得了理想效果。该项目及其配套工程总投资约4 000万元。在该项目建设过程中，消防、工业卫生、安全和环保均符合国家“三同时”要求。

1 3万t/a膜极距离子膜电解装置性能指标

该装置的核心是蓝星（北京）化工机械有限公司NBZ-2.7型自然循环膜极距电解槽，该电解槽与高电密电解槽（NBH-2.7型）具有相同的外形尺寸、安装尺寸和外围工艺路线，并且具有相同的阳极结构，盐水循环充分，气液波动小；该电解槽与高电密电解槽的不同之处在于，阴极采用弹性网结构，使得阴极与离子膜的极距为零，从而具有运行电密高、吨碱电耗低的特点，在5.5 kA/m2电密运行时，吨碱电耗为2 100 kW·h/t。

2010年4月21日20:00至4月24日20:00对二期膜极距电解槽以及一期高电密电解槽同时进行了72 h性能考核。膜极距电解槽性能考核结果见表1。

表1 北化机膜极距电解槽72 h性能考核表

2 北化机膜极距电解装置系统工艺技术特点

（1）进入盐水二次精制系统的盐水进行部分循环加热，提高进树脂塔的温度。考虑了选用适合离子交换树脂塔的精盐水温度，同时也考虑了自然循环电解装置槽温达到理想的控制状态，仅通过电流来控制槽温稳定是不足取的。

（2）设置了盐酸稀释系统，控制加水比例，将盐酸稀释至17%左右再加入电解槽，避免了高浓度酸进入电解槽后对离子膜产生酸化现象。

（3）稳定的压差反映了自然循环电解装置的控制水平，同时，在电解槽出口设置压力变送器，利于观察电解槽出口的氯氢压力。

（4）在远离电解槽的位置，采用电磁流量计测量流量，在DCS上有显示，并且考虑到细小异物可能堵塞电解槽的入口软管，在电解槽阴阳极进口总管的分联箱内都设置了过滤装置。

3 注意事项

（1）气相压力或压差过大会造成极网变形或离子膜破损。在离子膜电解工艺中，气相压力与气相压差控制是至关重要的工艺控制指标，一旦压力过大或压差过大，容易造成极网变型，从而使极距变大，电压升高，严重时会导致离子膜破损。NBZ-2.7型自然循环膜极距电解槽工艺中的主要压差压力控制点有：a.单槽的氯气压力、氢气压力、氯氢压差的控制；b.压力调节阀前的氯气压力、氢气压力、氯氢压差的控制；c.压力调节阀后的氯压机以及氢压机的进口压力；d.电解槽充液的时候压差的控制；e.电解槽充氮排液时压差的控制。

（2）极化电流装置要正确投运。电解槽充满电解液但未通电的情况下，因阴阳极材质的理化性能不同，在电解液的作用下会发生原电池反应，产生的反向电流对极网的性能损伤严重，导致槽电压上升速度加快，为抵消原电池反应带来的反向电流，配置了极化电流装置。投运方式如下：a.开车时，在阴阳极充液均产生溢流时，应立即手动投入极化整流器，开始电解液的循环、升温、送电，当电流达到2 700 A时，自动断开极化整流器；b.停车时，当电解槽主整流器电流下降至2 700 A时，自动投入极化整流器，保持电解液循环置换，直到排电解液前手动断开极化整流器，严禁带电排液；c.为防止投入极化整流器时产生氯气与氢气，造成气相憋压，故在极化整流器投运时，应确保电解液处于循环状态，并且确保产生的氯气去尾气处理、氢气去排空；d.极化整流器的投运在离子膜生产工艺中不仅起到抵消反向电流的作用，同时可以对判断离子膜是否破损起到指导作用。

（3）提高盐水质量。原盐中含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质，这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。

4 生产中的不正常现象及处理方法

（1）电解槽淡盐水pH值异常。电解槽淡盐水pH值异常的原因：a.进电解槽的盐酸供给量变化；b.离子膜泄漏，阴极液中的OH-进入阳极液；c.仪表指示故障。采取的相应措施：a.校验盐酸流量计是否准确；b.检查加酸控制阀，如果失灵，停止向电解槽加酸，维修控制阀；c.检查pH值测定仪表冷却器的温度，如果超出要求范围，则调整至正常；d.取样分析出电解槽淡盐水的酸度值，如果与仪表指示值不符，则校验仪表；e.如pH值大于4，则停车检查膜，如泄漏，更换泄漏的膜。

（2）电解槽电位差计EDIA波动明显。电解槽电位差计EDIA波动明显的原因：a.1个或多个单元槽电压异常；b.电解槽压差波动大；c.电流短路；d.漏电；e.直流电流计波动。采取的相应措施：a.测单槽电压，并检查每个单元槽的阴阳极液进出口管，如果发现较小的堵塞物，可通过降低电流使电解液流动畅通，如果堵塞物较大，则须停车疏通；b.采取稳定电解槽压差的办法；c.如果是电解槽侧面杆和导杆之间有异物引起电流短路，则将其除去，如果是离子膜泄漏引起的电流短路，则立即停车，并更换漏膜；d.检查单元槽或垫片，如漏电解液，则立即停车处理；e.检查供电系统的电流，如有波动，查找原因并消除。

（3）电解槽气相压差波动。电解槽气相压差波动的原因：a.电解液循环槽的液位波动大，或进电解槽的电解液流量控制阀失灵，引起进电解槽的电解液流量波动大；b.氯气、氢气总管的压力波动大；c.仪表的设定点波动。采取的措施：a.稳定电解液循环槽的液位；b.停车维修流量控制阀；c.检查氯气、氢气总管的压力自控阀调节是否稳定，如果自控阀开度上下波动严重，则调节使其稳定；d.检查仪表及其信号传输电路是否正常。

（4）盐水预处理器盐水分层，产生浓度差，造成清液不能正常溢流。在试车阶段，由于开始为系统水试，预处理器内积存一部分一次水，在投料试车时，造成预处理器内盐水分层，产生浓度差，盐水浓度自下往上越来越低。当预处理器满液时，盐水自上排泥口流出，而清液溢流管没有液体流出，在正常生产期间，当长时间缺盐，盐水浓度波动大时容易发生上述不正常现象。采取的相应措施：a.保持化盐桶上盐稳定，杜绝长时间间断上盐；b.将上层浓度低的液体置换出去：c.使用潜水泵形成盐水的小循环（配水罐—化盐桶—前反应罐—加压溶汽罐—预处理器—潜水泵—配水罐）或利用盐泥处理系统形成的小循环（配水罐—化盐桶—前反应罐—加压溶汽罐—预处理器—盐泥罐—板框压滤机—配水罐）。

5 结束语

槽以及离子膜的投资占设备总投资较大的比例，盐水质量、仪表准确度以及前后工序的稳定性、操作准确性都影响到电解槽以及离子膜的性能以及寿命。不正常现象要及时处理，精心的维护以及准确的操作是开车过程中确保电解槽安全稳定运行的重要工作内容。

电解槽是离子膜电解工艺中的核心设备，电解

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