離子膜電解槽運行小結(jié)

于海軍，王連娣

（黑龍江昊華化工有限公司，齊齊哈爾161033）

離子膜電解槽運行小結(jié)

于海軍，王連娣

（黑龍江昊華化工有限公司，齊齊哈爾161033）

結(jié)合2個周期的離子膜運行狀態(tài)，對實際生產(chǎn)中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，保證了離子膜、電解槽在最佳的狀態(tài)運行，提高了電解槽和離子膜的運行周期，從而達(dá)到了降低生產(chǎn)成本的目的。

離子膜；電解槽；指標(biāo)；電流效率

離子膜電解鹽水生產(chǎn)燒堿的裝置中，關(guān)鍵性因素是離子膜的電流效率和電解槽的電耗。黑龍江昊華化工有限公司燒堿系統(tǒng)采用NBZ-2.7型復(fù)極式自然循環(huán)高電流密度離子膜電解槽及配套裝置運行。從2010年裝置開車之初，離子膜運行1個周期后，與電解槽廠家藍(lán)星（北京）化工機(jī)械有限公司進(jìn)一步溝通與交流，對電解槽進(jìn)行陰極彈性網(wǎng)的更換及陽極網(wǎng)的修整，同時對陰、陽極墊片和離子膜進(jìn)行更換，采用日本旭化成F6801離子膜。結(jié)合上一運行周期積累的操作經(jīng)驗，對本次陸續(xù)改造后的電解槽運行條件和指標(biāo)進(jìn)行了進(jìn)一步調(diào)整和改進(jìn)，離子膜運行狀態(tài)良好。

1 指標(biāo)、操作與管理上的改進(jìn)

1.1 鹽水指標(biāo)的調(diào)整

氯堿工業(yè)生產(chǎn)過程中，無論采用海鹽、湖鹽、巖鹽或鹵水中的哪一種原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等無機(jī)雜質(zhì)，以及細(xì)菌、藻類殘體、腐殖酸等天然有機(jī)物和機(jī)械雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在化鹽時會被帶入鹽水系統(tǒng)中，如不去除將會造成電流效率下降，破壞電解槽的正常運行，并使離子膜的壽命大幅度縮短[1]，因此，鹽水精制過程和螯合樹脂塔的作用尤為重要。原鹽的指標(biāo)是其中的一個因素，螯合樹脂是保證進(jìn)槽鹽水質(zhì)量的又一道關(guān)口，是保持離子膜效率持續(xù)穩(wěn)定運行的另外一個關(guān)鍵因素。在第二周期運行過程中，著重控制進(jìn)槽鹽水的金屬離子含量，將控制指標(biāo)降低，鈣、鎂含量由原來的20×10-6以下降低至10×10-6以下。

1.2 槽溫的控制

離子膜燒堿電解工藝，在低于90℃時，溫度越高電壓越低，直流電耗也就越低，溫度在90℃時電耗達(dá)到最低；高于90℃時，電解室內(nèi)水蒸氣增多，氣液比升高使電解槽電壓迅速上升，同時對離子膜也將會產(chǎn)生損傷，所以應(yīng)嚴(yán)格控制槽溫不得高于90℃。考慮到操作的可靠性，一般通過陰極循環(huán)換熱器對電解循環(huán)堿液進(jìn)行加溫或冷卻，控制槽溫在88℃左右為宜。在實際生產(chǎn)中，電解槽運行電流密度高的情況下，利用電解槽自身的溫度不需要換熱器進(jìn)行升溫，槽溫一般控制在83～85℃。

1.3 精細(xì)化管理

在第二批陸續(xù)更換離子膜項目完工，離子膜電解槽投入生產(chǎn)后，統(tǒng)一采用精細(xì)化管理與操作。在操作過程中，根據(jù)操作指標(biāo)的變化隨時調(diào)整進(jìn)槽鹽水與水、酸的加入量的比值系數(shù)，調(diào)節(jié)的區(qū)間范圍更精確，指標(biāo)的控制更精準(zhǔn)，從而確保電解槽離子膜運行的平穩(wěn)性。同時，本著向管理要效益的原則，在管理上時刻跟蹤電解槽狀態(tài)，每4小時進(jìn)行1次電流效率的跟蹤和計算并繪制趨勢圖，發(fā)現(xiàn)異常立刻進(jìn)行電流調(diào)整，力求將對離子膜的影響降到最低，保證離子膜免受污染和外力沖擊。操作指標(biāo)如下：電流密度在4.0～5.0 kA/m2（即運行電流11.0～13.2 kA）、槽溫85℃左右、堿濃度32%～32.5%、淡鹽水濃度205～215 g/L。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制各項指標(biāo)，尤其是陰、陽極液的濃度，控制過高會導(dǎo)致電壓升高，過低會是離子膜產(chǎn)生水泡，從而產(chǎn)生膜針孔，導(dǎo)致電流效率降低。

2 運行數(shù)據(jù)對比

通過對運行指標(biāo)、操作方法以及精細(xì)化管理的改進(jìn)，將第二周期運行的各項數(shù)據(jù)搜集整理，分別見表 1、表 2。

表1 2016年年初運行數(shù)據(jù)

表2 截止至收稿日運行數(shù)據(jù)

總之，原鹽質(zhì)量是保證離子膜電流效率的重中之重，同時運輸渠道的安全無污染也是其中的關(guān)鍵，螯合樹脂是保證進(jìn)槽鹽水質(zhì)量的一道關(guān)口，操作指標(biāo)的控制等諸多因素都是保證電流效率的關(guān)鍵因素。

［1］邢家悟．離子膜法制燒堿操作問答，化學(xué)工業(yè)出版社．

Ionic membrane electrolyzer running summary

YU Hai-jun，WANG Lian-di
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.,Ltd.,Qiqihar 161033，China）

According to the operation state，two cycles of ionic membrane comparing data collected from actual production，and makes every effort to ensure that ionic membrane and cell in the best state operation，greatly improves the operation cycle of electrolyzer and ionic membrane，delay the speed of current efficiency decreased，so as to achieve the aim of fundamentally reduce the production cost.

ionic membrane；electrolyzer；index；current efficiency power consumption

TQ114.26+2

B

1009－1785(2017)09-0009-02

2017－06－07