NCZ和NCH电槽对比说明

NCZ和NCH电槽对比说明单元槽结构零极距（NCZ）单元槽的阳极和普通高电流密度电解槽（NCH）一样，和普通自然循环电解槽（NCS）相比，为了保证高电流密度运行时，电槽内部的良好循环，取消了原有的导流管结构，在单元槽的底部增加了盐水进口分布管，中上部增加了一块倾斜的导流板，在上部的气液分离室内增加了除沫装置。零极距（NCZ）单元槽的阴极和普通高电流密度电解槽（NCH）区别较大。主要区别在于阴极的结构，其阴极由集电板、弹性体和极网组成，集电板是和NCH（NCS）电槽阴极网一样的镍拉网，但没有活性涂层；弹性体是一种镍材的，近似清洁球一样的材料；极网是由直径为0.2mm的镍丝编织成的，带有特殊涂层的，且经过特殊加工表面光滑的网。极网用镍条固定在槽框上，且可拆卸。因此电解槽阴极不但外凸且具有弹性，所以安装后，阴极、离子交换膜、阳极处于紧贴状态，实际的电极距离只有离子交换膜的厚度。从而将电极间的距离降至最小，即零极距电解槽膜中的增强网加强了，因为与电极紧贴，这样可延长离子膜交换膜的使用寿操作方法极化整流器是在电解槽充满液，准备循环时，打开气相出口与总管相连时手动投入，送电时自动停止。停车时当电流降到零或联锁停车时其自动投入。需要注意的是电解槽停车，循环一定时间准备排液时，必须手动停止极化整流器后方可进行排液操作。电解槽断电后，循环不能超过40min，如果40min内不能再次送电，必须进行排液、水洗。电解槽排液前需要进行小流量短时间充液，保证所有出口软管完全溢流。目的是排尽电解槽内的气体，特别是氯气。在电解槽装离子膜时,因为阴极的弹性，所以每装10张，就要采取固定的措施，目的是防止离子膜脱落。NCZ电槽由于阴极涂层的特殊性，还必须防止Fe的污染。要求阴极液的Fe含量小于1×10-6。因此，在阴极系统的材质选择上必须严格，一般都必须采用Cr25Ni20材质。就此方面问题再做一定的补充如下：阴极涂层：NCZ电解槽阴极网涂层是氧化钌，主要的特点是电压低、柔软光滑，对离子膜的伤害程度小得多。但是它的抗反向电流的能力低（NCH的阴极涂层NI2O太硬，损伤膜），所以减少反向电流的危害要配套极化电源（NCH槽可抗200次之多的反向电流）离子膜的选用旭化成现在一般用F6801，特点是：是在F-4401的基础上发展的，可以说是当今世界上最先进的制模技术，结构的改进：增加抗污染的能力，使电流效率下降缓慢；加强筋更靠近磺酸层的外表面消除电流阴影，由于沉积面积扩大，所以膜的抗污染能力提高了；织法的改进同时膜的抗拉强度没有减小。膜的抗针孔的能力加强了；涂层的改进（降低膜电压）使氯、氢气更容易从膜面上逸出，从达到降低电压的目的。树脂的改进，所以树脂的抗扩散能力提高了，碱中含盐量降低了。电力是氯碱企业的重要生产成本组成部分，降低产品电耗是企业技术人员不断努力的一项工作。作为离子膜电槽，电耗是离子膜以及电槽性能的重要衡量指标，电槽生产商和离子膜生产商一直都在为降低电耗努力，不断改进产品以追求性能的提高。锕电尔公司作为国内专业的离子膜电槽电极生产和电槽维修厂家，也一直在电极制造、电极涂层改良、电槽结构改良方面进行研发、实践，我们的目标，是为较早使用离子膜电槽的用户在电极寿命到期后通过电极更新和电槽结构改良提高电槽的性能，期望能够接近或达到目前最新电槽的性能。离子膜电槽阴极零极距改造时近期向用户推出的重要服务项目。目前国内引进的先进的离子膜电槽如氯工程的n-BiTAC电槽，旭化成的NCHZ电槽都是阴极零极距技术，所谓零极距，就是离子膜与电极紧密贴合，以降低电解液的欧姆电压降的方式达到降低电耗的目的，相同负荷下单元槽电压比以往有极距阴极电槽降低150~200mv,电耗降低100~150KW*H/吨碱。锕电尔公司在用户的支持下已在北化机的自然循环复极槽和旭化成的NCS电槽成功进行了阴极零极距改造试用，改造后的电槽性能完全达到了我们的预期。改造后的电压效果见附表离子膜型号同批次全新膜F6801运行负荷KA/m23.3电槽温度℃86电压槽电压表现电压V旧电极（运行周期7年）3.14有极距全新阴阳极2.96改零极距+重涂阳极2.82（保证值≤2.85V）旧离子膜电槽阴极零极距改造原理：利用原有阴极网作支撑，要求表面平整去除旧涂层，在支撑层上面固定有弹性的增距层，再在增距层上面固定含活性涂层的阴极。为了防止生产异常出现逆压差（氯气侧压力高于氢气侧）对阴极的冲击造成阴极变形，我们对支撑和增距层的结构和材料进行了充分的破坏性试验，在保证弹性的条件下拥有足够的刚性，试验中1m水柱的逆压差30分钟后恢复正常压力，阴极不变形，改造后的新阴极网表面光滑无毛刺，不会对离子膜造成损伤，而且，因为零极距减轻了运行中离子膜的震动，离子膜产生针孔的情况可望大幅降低，因此电极的寿命也能够得到延长。零极距改造后的电槽运行工艺条件与以往基本一致，但停车时需要防止电池效应对阴极涂层的损伤，配置极化整流器是必须的，相应的停车后的电槽处理操作要比以往略有不同。另外，实施零极距改造，还必须确认用户的阴极液系统铁离子的含量，我们要求是低于1PPm，因为铁离子会沉积在阴极表面覆盖活性涂层，造成阴极性能下降。高电密零极距电解槽使用的好处：（总的来说）1、可以使离子膜震动减小，因为膜是被紧紧夹在两极之间的，从而延长膜的使用寿命。2、对于其他槽来说，（常极距膜电解槽、小极距膜电解槽槽）电流分布几乎不存在不均匀状态，具有对电流密度上升极间电压上升最小的特点，可以有效的降低槽电压，达到节能的作用。3、很多的都实现了维修方便（如意大利迪诺拉复极式零极距膜电解槽）。缺点：1、对操作人员的要求高，需要一定的技术水平，误操作的后果很严重。2、对动力电的要求高，不能频繁出现恍电的状况，要想用零极距膜电解槽，最好自备一个电厂，如果动力电不稳定，会得不偿失。而随着国内氯碱行业的发展，膜电解技术的进步，国家节能减排的倡导，电解槽结构的技术逐步的趋向小极距、零极距方向发展以及膜-电极一体化的技术发展已经成为必然。从而，对人员以及各种相关设备的要求也会越来越高。近年来，中国新建和改造项目基本都采用离子膜法烧碱工艺，离子膜法烧碱产能已占到总产能的69%。其中采用的电解槽多为高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽。近两年出现的一种新型零极距离子膜电解槽，也开始在我国有所应用，该离子膜电解槽比普通离子膜电解槽节能减排效果明显。离子膜法烧碱电解装置中，电解单元的阴阳极间距（极距）是一项非常重要的技术指标，其极距越小，单元槽电解电压越低，相应的生产电耗也越低，当极距达到最小值时，即为膜极距，亦称之为零极距。零极距电解槽通过降低电解槽阴极侧溶液电压降，从而达到节能降耗的效果。原有电解槽阴阳极之间的极间距为1.8～2.2毫米，溶液电压降为200毫伏左右，零极距电解槽就是改进阴极侧结构，增加弹性构件，使得阴极网贴向阳极网，电极之间的间距为膜的厚度。与普通电槽相比，同等电密下零极距电槽电压降低约180毫伏，相应吨碱电耗下降约127千瓦时，综合技术指标达到国际先进水平。此外，零极距复极式离子膜电解槽操作方便、运行平稳，可满足生产工艺要求。北京蓝星化工股份有限公司通过自主研发，已成功开发了零极距电解槽，目前已经在河北冀衡化学股份有限公司和宁波东港电化有限责任公司试运行，取得了良好的效果。我国目前烧碱年产量为1850万吨，如果全部改造为零极距电解槽，年节约电能约23.5亿千瓦时。我国已提出推广该项新技术，根据安排，2012年之前将完成300万吨烧碱产能应用零极距离子膜电解槽的目标，年可节约电能约3.81亿千瓦时。该技术为中国应用新型离子膜电解槽打下了良好基础，并可将该技术应用到老型电解槽改造上。该技术已入选烧碱行业清洁生产技术推行方案推广技术目录。新疆天业集团二期40万吨聚氯乙烯项目配套32万吨离子膜烧碱装置使用的是10台世界领先节能装置高电流密度零极距自然循环离子膜电解槽，是新疆天业集团120万吨联合化工项目二期40万吨的一个重要组成部分。此装置成套引进日本旭化成公司高电流密度零极距NCZ电解槽及配套离子膜，整套装置从电解槽、离子膜及装置规模和自动化程度在中国乃至世界都是最先进、第一流的。该装置突出特点一是节能高效，通过改进设备结构和采用新的设备制造工艺，吨碱耗电减少70kwh，年产32万吨烧碱可节电2200万kwh左右；二是绿色环保，采用创新的工艺控制，使装置运行更加稳定，延长离子膜使用寿命，有效减少了工业排放。离子膜法制碱工艺电槽和膜的最优化运行参数第六图书馆本文详细介绍了离了膜法制烧碱工艺电槽和膜的优化运行参数,此文分两部分进行论述,第一部分分别从电槽特性、槽框及阳极涂层的保护、阴极的保护、垫片的使用,电流密度的选择、极间距、槽电压的影响,操作压力等八个方面进行电槽最优化运行参数的论述。第二部分分别从膜的特性、膜的预处理,安装等,膜的使用温度、阳极液浓度、阴极液浓度、阳极液酸度的控制,电流密度,阳极液杂质含量,反向电流等八个方面进行膜的最优化运行参数的论述,此文意在同各个厂家进行交流,使引进项目早日消化、吸收以达国际水平。本文详细介绍了离了膜法制烧碱工艺电槽和膜的优化运行参数,此文分两部分进行论述,第一部分分别从电槽特性、槽框及阳极涂层的保护、阴极的保护、垫片的使用,电流密度的选择、极间距、槽电压的影响,操作压力等八个方面进行电槽最优化运行参数的论述。第二部分分别从膜的特性、膜的预处理,安装等,膜的使用温度、阳极液浓度、阴极液浓度、阳极液酸度的控制,电流密度,阳极液杂质含量,反向电流等八个方面进行膜的最优化运行参数的论述,此文意在同各个厂家进行交流,使引进项目早日消化、吸收以达国际水平。