离子膜电解槽膜极距改造的建议

离子膜电解槽膜极距改造的建议一、离子膜电解槽现状我公司共装备有4台北化机NBH高电密自然循环离子膜电解槽（其中A、C、D槽共100个单元槽，B槽共102个单元槽），其中A、B槽于2005年1月3日投入运行，2008年11月进行了阴极涂层重涂维修。离子膜C、D槽于2006年10月27日投运，其中C槽于2011年11月30日至12月6日进行了整体换膜。离子膜D槽目前已运行近6年，其中从开车至今未曾更换的膜还有42张，其余58张为09年更换19张、10年更换10张、11年更换21张，12年至今更换8张。由于D槽大部分膜使用时间较长，性能较差。目前实际槽电压在电流12kA、槽温88℃时已达3.23V，吨碱耗交流电约为：2450kWh/吨（100%NaOH）。由于离子膜性能恶化，同时由于电槽垫片长周期运行，老化严重，不利于安全运行，进行整体换膜已刻不容缓。但如何换膜？是仍采取C槽的整体换膜形式？还是通过换膜对D槽进行适当的技术改造，以达到节能降耗的目的等是本文讨论的重点。二、换膜方案的选择1、去年离子膜C槽换膜前、后的实际运行情况离子膜C槽换膜前运行电流12kA时，槽电压为319V；12月6日换膜完毕，12月11日运行电流12kA时，槽电压为311V；运行5个月后，C槽运行电流在12kA时，槽电压已上升至318V。可见对C槽仅进行整体换膜，最大的效果是提高了电槽的运行安全，减少了副反应，但能耗节约不明显。2、北化机电槽膜极距改造情况2010年以来，北化机NBH高电密自然循环离子膜电解槽开始了大规模的膜极距改造，其主要业绩情况见下表一；表一：北化机NBH电解槽膜极距改造情况一览表序号单位改造时间单元数/台数电槽投运时间改造范围1营口三征2010-5.28-6.1100/12005阴极膜极距改造2江西星火2010.2.1-3.6232/22005电槽阴极改造\阳极更换3江苏江东2010.5-2010.7142/12006阴极膜极距改造4江苏江东2010.9-2011.1504/42006阴极膜极距改造5山西霍家沟2010-6.4-6.23222/22006阴极膜极距改造6山西霍家沟2011.3.10-4.22667/42008.3阴极膜极距改造7山东华祥2010-6.30-7.17260/22006阴极膜极距改造8济源方升2010-7.30-8.486/12006阴极膜极距改造9河北冀衡2010.7月-8月241/22003阴极分散管及底网改镍\电槽改造10沈阳化工2010.8月150/12005阴极膜极距改造11齐鲁石化2010.12.168/12004阳极换网/阴极改造12宁波东港2011.3.10-4.7482/42004阴极膜极距改造13浙江巨化2011.1.22-5.4480/42001阳极换网/阴极改造14烟台万华2010.12.10-25253/22003阴极膜极距改造15烟台万华2011.2.20-3.28485/42006阴极膜极距改造16山东滨化2011.2.25-4.2280/12002阳极换网/阴极膜极距改造17平顶山神马2011.3.18-4.10206/22007阴极膜极距改造18湖北沙隆达2011.11.292/22008.6阴极膜极距改造19云南盐化2011.2.20-3.1124/1阴极膜极距改造20上海氯碱2011.5.20-6.3308/22007.12阴极膜极距改造21泰兴新浦2011.7.1-7.8135/12008.2阴极膜极距改造22常州新东2011.8.25-9.15262/22004阳极换网/阴极改造23常州新东2011.8.26-9.30396/32005阳极换网/阴极改造24江西蓝恒达2011.9.11-18130/12007阴极膜极距改造25河北宝硕2011.9.16-23118/12003阴极膜极距改造26济源方升2011.9.19-2583/12006阴极膜极距改造27江苏江东B12011.10.9-1872/12003阳极换网/阴极改造28福建湄洲湾2011.10.16400/42004阳极钛钯密封面/换阴阳极网29山东海科2011.11.15-3094/12005.6阳极换网/阴极改造30神马新厂2011.10.24-11.1100/12006.3阴极膜极距改造31神马老厂2011.11.8-21170/12006.7阴极膜极距改造32昊华宇航2011.11-13602007.1阴极膜极距改造33河南联创2012.4.27648/62006.8阴极膜极距改造小计94503、膜极距改造效益情况2011年4月，中国石油和化学工业联合会在烟台万华组织召开了离子膜电解槽膜极距改造技术评议会。北化机对烟台万华氯碱有限公司离子膜烧碱生产装置进行的膜极距技术改造项目，自2010年12月26日投运以来运行稳定，节能效果明显，节电达10%。从表一可以看出，北化机膜极距改造技术已经对国内30余家氯碱企业共9000余片单元槽完成了膜极距改造工作，从已知情况看改造后运行稳定，节电效果良好。烟台万华膜极距改造前后运行数据情况见表2表2：烟台万华膜极距改造前后运行数据表项目单元槽数电流（KA）槽电压（V）温度（℃）电流效率（%）改造前12010.53.1838895改造后11810.82.88978.9964、膜极距改造的技术特点⑴膜极距电解槽（NBZ-2.7型）与高电密电解槽（NBH-2.7型）具有相同的外形尺寸、安装尺寸，有利于高电密电解槽的升级改造；⑵膜极距电解槽与高电密电解槽的外围工艺路线相同（如新上膜极距电槽，工艺有少量调整）；盐水质量要求相同；⑶膜极距电解槽与高电密电解槽具有相同的阳极结构，盐水循环充分，气液波动小；⑷膜极距电解槽阴极采用弹性网结构，具有运行电密高、吨碱电耗低的特点，在5.5kA/m2电密运行时吨碱电耗为2090kW.h/MT；⑸相同的阳极电极，不同的阴极电极；⑹膜极距电解槽操作稳定性要求比高电密电解槽更严格，可适当降低槽内压力。5、我公司离子膜电槽换膜及改造方案由于电解槽膜极距改造与整体换膜宜同时进行（减少膜的损耗）。同时从北化机了解到电解槽阳极虽然理论寿命为8年，但实际寿命可达10年以上，从上表可以看出，已完成膜极距改造的企业多数未进行阳极更换。因此，建议在对离子膜D槽进行整体换膜的同时，仅进行阴极膜极距改造，阳极不动。阳极更换可在下个换膜周期时再进行，这样离子膜D槽进行膜极距改造和换膜主要有如下工作：⑴更换D槽离子膜；⑵更换D槽单元槽阴、阳极垫片；阴、阳极进、出口软管垫片；⑶检查更换牺牲阳极和牺牲阴极；更换部分单元槽开裂托架的手柄；⑷对单元槽和付主管的阴、阳极接管进行检查并对泄漏处进行补焊；⑸对单元槽阴、阳极进行外观检查，对局部有缺损的极片进行修复；⑹现场对单元槽阴极贴衬弹性阴极网，进行膜极距改造；⑺检查单元槽油压装置，或更换挤压机活塞油缸；⑻换膜及阴极改造周期从北化机了解到改造可在我公司现场进行，时间可控制在10天内完成，对产品产量影响不是太大。三、膜极距改造投资及经济效益估算1、投资情况（正常换膜所需投资未计算在内）阴极改膜极距价格：9500元/框，D槽有100个单元槽共需95万元，加上电槽正常修补等合计以100万元计；2、效益估算根据北化机提供的资料，吨碱电耗可降低200kWh/t，工业电价按0.7元/kWh计，项目投资回收期为6个月。四、结论从上述讨论可以看出，为确保生产装置安全运行，离子膜D槽整体换膜需尽快实施。为有效降低能耗，实现增收节支的目的，应同时进行适当的技术改造，以实现企业效益最大化。二〇一二年五月十七日