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旭化成电解槽零极距改造总结

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［ 关键词 ］电解槽 ； 零极距 电解槽 ； 节能
［ 摘
要 ］简要介绍了 ＭＬ一 ３ ２ Ｎ Ｃ Ｈ高电流密度电解槽进行零极距改造 的情况 ， 并对改造前后 的各种数据进行 ［ 文献标志码］Ｂ ［ 文章 编号］１ ０ ０ ８—１ ３ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ １ ７— ０ ４
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ；ｚ ｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ；ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｚ ｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＭＬ－ ３ ２ ＮＣＨ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ￣ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｒ ｔ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ
电解 及淡 盐 水 脱 氯 工 序 引 进 日本 旭 化 成 公 司 的技
术， 采 用 自然循 环高 电流密度 （ ＭＬ一 ３ ２ Ｎ Ｃ Ｈ） 复极 电 解槽 。 随着 离 子膜 电解 槽 技术 的不 断 发展 ， 新 型 零 极 距 节能 电解槽 在实 际生产 中得到越 来越 广泛 的使 用， 如 新疆 天业 （ 集 团） 有 限公 司 、 天 津 大 沽 化 工 股 份 有 限公 司… 等 。齐鲁 石 化 氯 碱 厂 ２ ０万 ｔ ／ ａ离 子
ｂ ｒ ｉ ｅ ｌ ｆ ｙ．Ａｎ ｄ ｖ ａ ｉｏ ｒ ｕｓ ｄａ ｔ ａ ｂｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
了记 录和统计 。通过对数据的分析 ， 说明旭 化成 零极距 电解槽改造具有节能 的优势 。
［ 中图分类号］Ｔ Ｑ１ ｔ ４ ． ２ ６ ２
Ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｓ ａ ｈ ｉ Ｋａ ｓ ｅ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ
ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｓ ａ ｈ ｉ Ｋａ ｓ ｅ ｉ ｚ ｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ｈ ａ ｓ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ — ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ
ｗｉ ｔ ｈ ｚ ｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄｅ ｄｉ ｓ ｔ ａｎ ｃ ｅ
Ｃ Ａ Ｏ Ｊ ｉ ａ ｎ
（ Ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ — Ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｑ ｉ ｌ ｕ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｓ Ｉ Ｎ Ｏ Ｐ Ｅ Ｃ， Ｚ ｉ ｂ ｏ ２ ５ ５ ４ １ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
距 改造 。 电解槽 零 极 距 改造 由旭 化成 公 司 完成 ， 离
子 膜分别 采 用 Ｅ ｔ 本旭 化 成 Ｆ ６ ８ ０ １和杜邦 Ｎ ９ ８ ２离 子 膜， ２ ０ １ １年 １月 ２日 Ｂ槽 投用 ， 开车 一次成 功 。
膜 法烧 碱装 置 Ｎ Ｃ Ｈ， 这 在 当时为世 界 比较先 进 的电解槽 ， 但与 目
第４ ９卷
第 ５期
氯
碱
工
业
Ｖｏ １ ． ４ ９ 。Ｎｏ ． ５ Ｍａ ｙ，２ ０１ ３
２ ０１ ３年 ５ 月
Ｃｈ ｌ ｏ ｒ — Ａｌ ｋ ａ ｌ ｉ Ｉ ｎ ｄｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
【 电 解】
旭化 成 电解 槽 零极 距 改 造 总结
曹健
（ 中国石化 股份 有 限公 司齐鲁分公 司氯碱 厂 ， 山东 淄博 ２ ５ ５ ４ １ １ ）
前零 极距 电解 槽相 比能 耗较高 。 电解槽 经过 ７年 多
１ 改 造 背 景
１ ． １ 电解 槽现 状介绍 齐鲁 石化 氯碱厂 共有 １ Ｏ台离子 膜 电解 槽 ， 分别 标记 为 Ａ～Ｊ 槽， 每台离 子膜 电解槽有 １ ６ ６个 复极单
的运 行 ， 电极 已基本 达 到使用 寿命 ， 电解 槽 的槽 电压 比开 车初 期有 了很 大幅度 的上 升 。通过 多次 与旭化 成公 司交 流并 对 电极 进 行分 析 ， 确 认槽 电压 升 高 的 主要 原 因是 电极涂 层有 效成分 减少 。
ａ ｄ ｖ ａ ｎｔ ａ ｇ ｅ ｓ ．
中国石化 股份 有 限公 司齐 鲁分 公 司氯碱 厂 （ 以 下 简称 “ 齐 鲁石 化氯碱 厂 ” ） ２ ０万 ｔ ／ ａ离 子膜 法烧 碱 装置于 ２ ０ ０ ４年 ｌ ０月建 成 投 产 。该 装 置二 次 盐 水 、
作 为 当前 电解 槽 的新技 术 ， 零极 距 槽 可 以大 幅 降 低槽 电压 ， 具 有相 当大 的技术 优势 ， 因此进 行 电解 槽 改造 ， 既可确 保生 产 的顺 利进 行 ， 又 可达 到节 能的 目标 。２ ０ １ ０年 １ ２月 ７ 日至 ２ ０ １ １年 １月 １日， 氯 碱 厂对 ２ ０万 ｔ ／ ａ 离 子膜 法烧 碱 装 置 Ｂ槽 进 行 了零 极
元， 离子 膜 电解槽 已 经运 行 ７年 多。 随着 运 行 时 间 的延 长 ， 电极寿命 逐渐 降低 ， 每 台电解槽 的槽 电压 和

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零极距离子膜电解槽运行总结

零极距离子膜电解槽运行总结

电解槽 ， 在离 子 膜表 面 形 成沉 淀 ， 导致 槽 电压上 升 。
１ ０
中 国氯碱
２ ０ １ ６年 第 ｌ Ｏ期
尤其是 Ｃ ａ ２ ＋ ４ Ｍｇ 对槽 电压 的影 响较 大 ， 必 须 严格 控
制 。采 用 Ｃ ａ ２ ＋ ｘ Ｍｇ 在 线 分析 ，持 续关 注 系 统 Ｃ ａ 、
中图分 类号 ： Ｔ Ｑｌ ｌ ４ ． ２ ６ ＋ ２
Ｕ 、 ｐｅ ｒ ａｔ ・ ｉ ‘ ０ｎ Ｓ 啪
ｍ ａ ｒ Ｖ ０Ｉ ｎ Ｚ ｅ ｒ ０ ｐｏ ｌ ’ ａｒ ａｉ ＇ ● ・ ｓ ｔ ａｎｃ ｅ Ｓ ＵＤ ● ｍｅ ｍ１ Ｄｒ ａ ｎｅ
一次盐水
槽， 该 设 备 具 有 电耗 低 、 产 品质 量 好 等 优 点 。 天 能 化 工共 有 ｌ ０台零极距 离 子膜 电解槽 ， 每 台 电解槽 由
１ ８ ８台单元 槽组 成 ， 现 已运行 ６年 。 离 子膜 电解 部分生 产 流程如 下 ：一次 盐水 使 用 Ｎ ａ ２ Ｃ Ｏ ， ， Ｍｇ （ ＯＨ） 除去 大部 分钙镁 离 子后 ， 送 人螯 合
２ ． Ｔ ｉ ａ ｎ ｎ ｅ ｎ ｇ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ｉ ｈ ｅ ｚ ｉ ８ ３ ２ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｚ ｅ ｒ ｏ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｕ ｂ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｃ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｏ ｎ － ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｄ ａ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｚ ｅ ｒ ｏ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ； ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ； ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｔ ａ ｎ ｋ； ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ － ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
电解槽的膜极距改造

电解槽的膜极距改造

阴阳极 网 ， 在 集 电板 上 安装 经 特 殊 加 工 的 阴极 网及
一
厂家对 阴 阳极 网进 行 检 查 后 ， 粘 贴 垫 片 ，２人 组 对单 元 槽 密 封 面 均 匀 刷 胶 。如 果 胶 滴 在 极 网
上， 要及时用棉纱清理干净。阴极侧镍条禁止刷胶。
单 元槽 间必 须加 隔板 ， 拉 动要 同步 平稳 ， 不得 碰触 。 （ ３ ） 正 确安 装垫 片 。
４
第 ８期
曾明 星 ： 电解槽 的膜 极距 改造
阳极 网都是 Ｏ ． ５～ｌ ｍｍ， 千 万 不 能 让 垫 片 遮 挡 阳极 网， 否则 被遮 挡 部 分 的膜 会 出现 水 泡 。垫 片上 边 内 部边 缘 与氯 气 出 口的上边 缘对 齐 。 阴极垫 片 的位置 ： 垫 片 的上 、 下、 左、 右 内部边 缘
低 了生产 运 行成本 。 电解槽 是 烧 碱 系统 的核 心设 备 ， 改 造 前拆 卸 及 后 期 回装 ， 均 须要 相关 检修 人 员 严 格 依 照相 关 规 程
２ 拆 卸及 回装过程注意事项
（ １ ） 槽框 吊 出过 程 中 ， 检 查 进 出 口总 管处 牺 牲 阳极 ， 更换 腐蚀 牺牲 阳极 。避 免撞 击 电极 网表面 ， 防
Ｚｅ ｒ ｏ－ ｇ ａ ｐ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ
ＺＥＮＧ Ｍｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ｇ
（ Ｔ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ Ｓ ａ ｎ ｙ ｏ ｕ Ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ —Ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｔ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ ０ ６ ３ ３ ０ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
伍德-迪诺拉BM2.7电解槽零极距改造总结

伍德-迪诺拉BM2.7电解槽零极距改造总结


２ 改造方案
２ ． １ 极 间距 的 测量
山铝 氯 碱 厂 一 期 ６万 ｔ ／ ａ离 子 膜 烧 碱 装 置 至今 已经 运 行 七 年 多 时 间 ，电 解 槽 阴 阳极 板 涂 层 性 能
伍 迪 电解槽 有 着 独 特 的 内部 构造 和组 合 方 式 ， １ 个 单 元 槽 由阳极 室 、 阴极 室 、 离子膜、 四氟 垫 片 、 密 封条 、 隔 离条 等 组 成 ， 其 极 间 距受 多个 因素 影 响 ， 测 量过 程存 在 诸多 变量 ， 这 是 改造成 零 极距 的关 键 ， 只 有 重复 改造 组装 实 验才 能得 到精 准 的数 据 。
中图 分类 号 ： Ｔ Ｑ１ １ ４ ． ２ ６ ＋ ２
文献 标识 码 ： Ｂ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — １ ７ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ０ ８ — ０ ２
Ｓ ｕ ｍ ｍｒ ｙ ｏ ｎ ＵＨＤＥＮＯＲＡ ＢＭ ２ ． ７ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｚ ｅ ｒ ｏ
２ ． ２ 原 阳极 板 的去 留 伍 迪 电解槽 的改造 存在 着 阳极侧 重 涂或 者 改造
下降、 槽 电压 升 高 、 电耗 增 加 ， 目前 每 吨 碱 耗 电 为 ２ ４ ６ ３ ． ５ ｋ Ｗ－ ｈ ／ ｔ ， 较 先 进 的电解 槽 高 约 １ ６ ８ ｋ Ｗ・ ｈ ／ ｔ 产
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ＵＨＤＥＮＯＲＡ ＢＭ ２ ． ７ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｔ ｏ ｚ ｅ ｒ ｏ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ． Ａｆ ｔｅ ｒ ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕｓ ，ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ｐａ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ４ ０ ０ ｍｉ ｌ ｌ ｉ ｏ ｎ ｋ Ｗｈ ／ ａ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ， ｚ ｅ ｒ ｏ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ， ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｂ ｅ ｎ ｅ ｉｔ ｆ
旭化成NCZ零极距电解槽应用技术研究

旭化成NCZ零极距电解槽应用技术研究

［收稿日期］2012 － 05 － 08 ［编 者 注］ 本文作者江泳为《氯碱工业》第 5 届编委会副主任委员。
13
檵殝
檵檵檵殝
檵殝
檵檵檵殝 电解
氯碱工业
2012 年
表 2 2008—2010 年 NCZ 零极距电解槽实际运行参数 Table 2 Practical running parameters of NCZ zero-polar distance electrolyzers from 2008 to 2010
4 NCZ 零极距电解槽运行分析
4． 1 膜泄漏原因 多数离子膜泄漏的部位是在电解槽上部，有时
也有部分离子膜因阴极侧弹性电导体内的镍丝穿出 而被戳伤。分析造成离子膜泄漏的原因，除了阴极 侧镍丝直接造成离子膜的机械损伤外，大部分可能 是阳极垫片向上偏移引起的。
由于阳极垫片上移，阴极侧烧碱和阳极侧氯气 在离子膜上部形成了滞留，无法及时被循环带出电 解槽。在该部位离子膜的内部，Cl2 与 NaOH 发生中 和反应形成盐泡，盐泡的存在使局部离子膜的强度 下降，产生膜针孔效应，如图 1 所示。
Research on operation technologies of Asahi Kasei NCZ zero-polar distance electrolyzers
ZHOU Qiang，WANG Qi，JIANG Yong ( Electrochemical Plant of Zhejiang Juhua Co． ，Ltd． ，Quzhou 324004，China)
( 1) 目前使用的阳极垫片大多是以对湿度极为 敏感的尼龙材料作为骨架，由于配件供应商提供的 垫片尺寸相对于电解槽尺寸偏小，在安装前都必须 进行人工拉伸，垫片装好后开车时由于尼龙迅速吸 收环境中的水分使垫片发生了一定的形变，垫片被 拉伸过的部位和未拉伸的部位膨胀率不同，容易造 成垫片变形。因此，目前有一些研发能力强的企业 正在考虑 开 发 使 用 以 PP 材 料 作 为 阳 极 垫 片 的 骨 架。