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离子膜电解槽运行总结

1 6万吨/年离子膜烧碱装置运行总结

该装置2011年1月1日开车,由于工艺、电器、仪表的原因,造成电解槽装置系统频繁的连锁调停,通过进一步消缺, 2011年1月23日,电解槽装置满负荷运行,离子膜电解槽在2011年1月—12月期间,槽电压上升幅度很大,槽电压变化情况如下:

复极式离子膜2011年1-12月份槽电压统计

序号 月份 运行电流 实测电压(V) 校核电压V′ 槽电压的变化(△Ⅴ) 直流电耗 Cl2纯度 O2/Cl2 NaOH(%) NaCl/NaOH 槽号

1

一 12.1 3.05 3.05 2129 32.26 A槽

2 12.1 3.08 3.08 2150 32.44 B槽

3 12.1 3.07 3.07 2143 32.36 C槽

4

二 12.2 3.11 3.13 2185 99.2 0.3 30.43 A槽

5 12.2 3.16 3.18 2220 99.4 0.1 30 .29 B槽

6 12.2 3.23 3.25 2269 99.6 0.1 30.44 C槽

7

三 12.2 3.13 3.15 2222 99.0 0.5 30.41 0.001278 A槽

8 12.2 3.15 3.17 2236 99.0 0.5 30.35 0.001182 B槽

9 12.2 3.16 3.18 2244 99.0 0.5 30.49 0.001590 C槽

10

四 12.2 3.10 3.12 2201 98.8 0.7 30.33 0.001173 A槽

11 12.3 3.12 3.14 2215 98.9 0.6 30.2 0.002224 B槽

12 12.3 3.14 3.16 2229 98.5 1 30.14 0.002765 C槽

13

五 12.3 3.13 3.14 2215 98.6 0.9 30.51 0.00374 A槽

14 12.3 3.16 3.14 2215 98.6 0.9 30.27 0.002152 B槽

15 12.3 3.17 3.18 2244 98.6 0.9 30.34 0.005434 C槽

16

六 12.11 3.13 3.16 2229 98.5 1 30.68 0.001913 A槽

17 12.16 3.14 3.17 2236 98.7 0.8 30.31 0.003461 B槽

18 12.2 3.14 3.16 2229 98.7 0.8 30.33 0.002013 C槽

19

七 12.04 3.1 3.14 2215 98.5 1 30.37 0.003206 A槽

20 12.17 3.11 3.14 2215 98.6 0.9 30.36 0.003846 B槽

21 12.21 3.12 3.15 2222 98.8 0.7 30.18 0.003167 C槽

22

八 12.11 3.14 3.17 2236 98.8 0.7 30.21 0.003433 A槽

23 12.15 3.14 3.17 2236 98.7 0.8 30.35 0.004437 B槽

24 12.22 3.16 3.18 2244 98.8 0.7 30.35 0.003556 C槽

25

九 7.89 2.95 3.30 2328 98.4 1.1 30.63 0.005443 A槽

26 7.96 2.95 3.30 2328 98.5 1 30.63 0.006562 B槽

27 7.97 2.97 3.32 2342 98.7 0.8 30.59 0.006184 C槽 2 28

十 8.89 3.02 3.30 2328 98.5 1 30.24 0.006804 A槽

29 8.96 3.04 3.31 2335 98.7 0.8 30.26 0.007638 B槽

30 8.96 3.05 3.32 2342 98.4 1.1 30.4 0.008022 C槽

31

十一 8.89 3.06 3.34 2356 98.8 0.7 30.44 0.006562 A槽

32 8.94 3.05 3.32 2342 98.7 0.8 30.48 0.006396 B槽

33 8.97 3.07 3.34 2356 98.7 0.8 30.48 0.00477 C槽

34

十二 6.9 2.98 3.41 2406 98.7 0.8 30.7 0.006786 A槽

35 6.977 2.96 3.31 2335 98.8 0.7 30.69 0.006565 B槽

36 6.95 2.99 3.42

2413 98.7 0.8 30.73 0.007296 C槽

2011年1-12月份槽电压变化趋势图

一、开停车频繁对离子膜电解槽装置的影响

一、离子膜电解槽频繁开停车对离子膜电解槽的影响

2011年1月23日11分,电解槽运行电流12.2KA,测定电解槽的性能消耗指标

A电解槽 B电解槽 C电解槽

槽电压

V 校核槽电压

V 直流电耗

KW.H/T 槽电压

V 校核槽电压

V 直流电耗

KW.H/T 槽电压

V 校核槽电压

V 直流电耗

KW.H/T

3.063 3.084 2153 3.072 3.093 2159 3.089 3.11 2171

电解槽的直流电耗高于考核值(在开车后的1个月之内,电解槽的直流电耗小于2120 KW.H/T),具体原因是因为开停车次数频繁,A电解槽停4

2.82.933.13.23.33.43.51357911131517192123252729313335系列1 3 次,B电解槽停7次,C电解槽停14次,导致C电解槽直流电耗高达2171

KW.H/T,高于考核指标51 KW.H/T。在2011年,A电解槽停32次,B电解槽停34次,C电解槽停37次,离子膜电解槽要求平稳的运行,开停车对离子膜损伤很大,具体影响有:

1、频繁地开、停车,升、降电流都会使离子膜不断地膨胀和收缩,造成膜物理松弛,起皱褶,甚至鼓泡引起膜性能下降。

2、开车过程中氢气、氯气压力波动,也会对膜造成一定的危害。

3、电解槽停车时,由于极化电流未及时投入,形成“原电池效应”产生的反向电流也会使膜起泡。同时,电解槽中的游离氯能使反向电流增强,氯酸钠会透过离子膜腐蚀阴极。

2012年1月18日,利用全厂停车的机会,对离子膜电解槽作检漏工作,离子膜未发现针盐,同时对C槽第146张离子拆除,检查离子膜和电极的情况,离子膜未起泡,磺酸层表面为红色,电极框平整度完好,安装新的离子膜,开车送电后,运行电流12.2KA,第146台单元槽槽电压为3.08V,其他单元槽电压为3.32V左右,由此可判断,槽电压高是因为开停车次数多,升降电流频繁、离子膜受杂质污染严重,导致膜电压升高所至。

二、二次精制盐水质量对离子膜电解槽装置的影响

二次精制盐水中杂质对离子膜和电解槽的影响(表1)

不纯物 在膜中形成化合物 相关情况

Ca Ca(OH)2 对电流效率影响大,当有SiO2存在时更大

Mg Mg(OH)2 对槽电压影响大,对电流效率影响小

Sr Sr(OH)2•8H2O 当有SiO2存在时,对电流效率影响大

Ba Ba(OH)2•8H2O 单独存在影响小,当有I存在时对电流效率较大 4 Al Al(OH)3 单独存在对电流效率影响小,当有SiO2存在时对电流效率影响大

Fe Fe(OH)3 当阳极液酸度低时沉积在阳极面上

Ni Ni3O4•Ni2O3•NiO(OH) 沉积在膜阳极面,当膜与活性阴极接触,沉积在阴极面上

Hg 对膜性能没有影响

F 无影响

I Na3H2IO6 当有Ba存在,对电流效率、槽电压影响大

SiO3 Na2SO4 当有Ca、Sr或Al存在时,对膜电流效率影响大

SO4 浓度低时会降低,Ba+I对膜电流效率有影响,高时沉淀影响

ClO3 扩到阳极,导致烧碱质量降低

Ca+ SiO2 对电流效率影响大

Ba+ I 对电流效率影响大,颗粒沉积

Al+SiO2 Na2Al2 生成复合物,沉积在膜中

Ca+Al+SiO2

在膜中沉淀

二次盐水微量元素(杂质)工艺分析数据及离子膜对其质量要求(表2)

二次精制盐水中Ca2++Mg2+含量2011年1月---12月合格率为100%,平项目

时间 I-<0.1

ppm Ni2+ <0.01

ppm SiO2<2.3

ppm Sr2+ <0.3

ppm Ba2+ <0.1

ppm Al3+<0.1

ppm Mn4+ <0.01

ppm

11.9.13 未 0 2.73 0.02 0.02 0.01 0.004

11.9.27 未 0.007 0.44 0 0.06 0 0

2011.10.4 未 0 5.97 0 0.038 0.011 0

2011.10.28 未 0 1.98 0 0.01 0 0

2011.11.4 未 0 2.57 0 0.09 0.01 0

2011.11.8 未 0.37 5.04 0 0.005 0.01 0

2011.11.15 未 0.009 2.03 0 0.08 0.01 0

2011.11.22 未 0.009 2.68 0 0.04 0.006 0

2011.11.29 未 0.003 0.92 0 0.06 0 0

2011.12.6 未 0.0016 3.05 0 0.001 0.009 0

2011.12.13 0.36 0.018 1.88 0 0.02 0.007 0

2011.12.30 1.96 0.001 2.90 0 0.031 0.014 0.582

2012.01.3 2.62 0.005 2.34 0 0.04 0.01 0.20

2012.01.9 1.40 0.013 2.34 0 0.09 0.01 0

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