膜极距改造后系统清洗方案

刘军辉

(中国平煤神马集团开封东大化工有限公司 河南开封 475000)

平煤神马集团开封东大化工有限公司2007年3月投产10万t/a A～F复极式电解槽烧碱装置。2017年8—10月，分别对C、D、E槽进行膜极距电解槽改造。3台电解槽改造后于2017年9月正式投产运行。停车期间采用2种方案对电解槽的阴阳极系统进行清洗和置换。

1 方案1

1.1 物料置换

把所有碱液管道的碱液尽可能地回收至成品碱罐。系统管道残存的碱液比较多，但是选择好合适的放净口，可以把大部分碱液回收起来。

1.1.1 阳极系统的盐水回收

阳极系统大部分盐水可以通过管道送回化盐工段，剩余管道盐水可以从D-260(阳极循环槽)排污口及R-230A-F(电解槽)进液盐水阀排污口，排至地沟送往化盐工段。

1.1.2 阴极系统的碱液回收

阴极系统用氮气充分置换，确保阴极系统安全。

①D-270(阴极循环槽)、D-273(碱液高位槽)内的碱液，及E-273(碱液换热器)至D-273管道内碱液排放至D-270，通过P-274(碱液循环泵)泵打至D-330(成品碱罐)，液位抽至尽量低时停泵。

②电解槽上及进槽总管内的碱液，通过FIT-232(碱液流量)前排污口处接临时管道，盛装碱液的桶采用接临时管道的方法把废碱用P-294(碱液回收泵)抽至D-330内。

③通过排污口，在D-270加装临时容器，采用接好的废碱液回收装置，抽至D-330内，并抽走E-273(碱液换热器)至D-273管道内残余的碱液。

1.2 对阴阳极系统进行清洗

1.2.1 对阴极系统采用3遍清洗

第一遍清洗。

①确保电解槽进碱液阀门及所有阴极排污阀关闭，打开D-273至D-270的连通阀FICV-221(阴极碱液加水控制调节阀)加15 m3纯水， 即D-270液位至100%时停止加水，关闭FICV-221及前后手动阀门，避免内漏。这样做的目的是：使碱液循环槽在液体的充分浸泡下，完成清洗彻底。

②启动P-274泵，当D-273液位至90%时，打开D-273至D-270联通阀门，完成D-270→D-273→进槽碱液总管形成闭路循环1 h。这样可以把管道壁的碱液清洗出来，还可以把部分铁离子溶解到液体内。

循环1 h后把系统内的杂质及铁离子从P-274C泵进口DN-250管道(提前把此短节拆掉，确保D-270能够通过截止阀快速排水。接着依次打开FIT-232(A-F)前排污口、D-270排污口、E-273(碱液换热器)及D-273管道内碱液排污口，将系统杂质排至地沟。

第2遍清洗。

确保阴极系统物料排放完毕，对D-270引入50 kPa的氮气，然后对以上排污口逐个进行清扫，清扫完毕后，关闭阀门。

第3遍清洗。

采用D-270加水至100%，启动P-274泵，闭路循环1 h，然后把水从FIT-232(A-F)前排污口排至地沟。直到D-270和D-273处于较低液位时，停P-274泵，排净清洗的纯水。在液体和气体流动的管子内，残存在管道U形弯处的杂质及铁屑很难清理出去。为此，打开电解槽的阴极进口总管(南北管子)两端的闷头，用水置换，以减少杂质的残存。

1.2.2 对阳极系统进行清洗

①电解槽第2次洗槽水不直接排入地沟，而是排入D-260，启动P-264泵进行自身循环，清理阳极。

②电解槽运行过程中，随着离子膜使用时间的延长，电流效率下降，特别是新系统的A、B电解槽的阳极出口软管的管壁上附着红褐色的铁离子，用洗槽的方式很难清洗掉。如果有机会，用稀释盐酸清理电解槽阳极软管。

③阳极主管道上内漏较大的衬氟截止阀，衬氟很有可能脱落，继续使用很有可能出现阳极铁离子超标。

④认真检查螯合树脂塔的自动阀是否有衬氟缺失的。如果有，停车后及时更换，减少盐水被铁离子污染，避免给生产带来隐患。

1.3 注意事项

①清洗管道中残留的物料时，尽量按照正常物料的正逆交替方向清洗，确保管道清洗干净。清洗电解槽的进口盐水总管时，要打开进槽碱液总管及过滤器滤网，彻底清洗。清洗后，按照要求及时安装。预留阴阳极出口软管暂时先不安装，先对贴好垫片的电解槽添加假膜，阴阳极通过进槽洗槽水，分别对安装好假膜的电解槽以不小于5 m3/h流量的纯水进行置换。阴阳极液溢流后，再用流量低至3 m3/h的纯水置换2 h，然后通过卸洗槽水阀门，把水排干净即可。

②化验室做好清洗前后的化验分析，最好每次清洗都保留样品，以检验清洗的效果。

③清洗前，对电解槽系统进行停车洗槽。第1次洗槽水直接排入地沟。第2次洗过槽的水可以二次利用，通过打开FIT-232手动阀门，把洗槽水排至D-270，打开FICV-231自动阀排至D-260，清洗阳极系统的杂质。第2次洗槽可以放在第1次清洗系统后，完成向D-260及D-270排洗槽水，进行系统清洗。

④C、D电解槽上所有的进出口软管垫片清理后，更换新垫片。阴阳极进口灌满水进行清理，并清理过滤器，减少杂质进入离子膜，破坏离子膜。

2 方案2

2.1 阳极清洗

①将阳极的氯气置换吸收至次氯工段，盐水通过排污阀排至地沟，然后通过废水泵打走。

②用FIT-242把纯水加到D-260内，对阳极循环槽启动P-264泵进行打循环清理，然后从排污口排掉所剩纯水。

③清洗电解槽同方案1。

2.2 阴极清洗

第1遍清洗。

采用和方案1一样的清洗方式一用纯水清洗。

第2遍清洗。

采用方案1的方式，用纯水将D-270冲洗2遍后，打开人孔，用面团粘罐的内部进行清理。打开人孔前，用空压彻底置换后方可进入受限空间。之前内部残存大量的氮气，谨防窒息。

3 结语

改造前的电解槽系统，因为长时间的运行，阴极管道内存在大量的金属杂质铁粉、镍粉等，有腐蚀脱落的胶皮垫、管道焊渣， 残存在管道的死角位置，如果不经过彻底的清洗，将会影响改造后电解槽的运行质量，很容易造成铁离子的污染，影响离子膜性能，造成电压升高，从而引发副反应，影响消耗。经过系统清洗后，有效清除电解槽系统内的杂质，减少了阴极铁离子的残存，保证离子膜运行的性能，更有效地降低了消耗，提高了产品质量。