高电密离子膜电解槽零极距节电改造

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88C时已达3.23V，吨碱耗交流电约为：2450kWh^（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3、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%。

何谓零极距离子膜电解槽
如今我国氯碱行业新建和改造项目基本都采用离子膜法烧碱工艺，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。

而近几年出现的新型零极距离子膜电解槽比我们现在使用的普通离子膜电解槽节能减排效果明显，同样产能情况下可以节省大量的能源消耗，更加符合现代工业可持续发展作业的要求。

什么是零极距电解槽？它为什么可以节约更多的能源呢？所谓零极距电槽，就是阴阳两电极直接与膜接触，极间距只有膜的厚度，故又称为膜极距电槽。

众所周知，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。

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127千瓦时。

我国北化机自主开发的该项技术按烧碱年产量为50万吨计算，年节约电能约6350万千瓦时，综合技术指标达到国际先进水平。

目前，天津大沽、新疆天业、齐鲁石化、河北冀衡、宁波东港电化、黑龙江昊华、榆社化工等单位已相继从国内外引进或改造了零极距技术设备。

通过几年的运行实践，国内零极距复极式离子膜电解槽已逐步成熟，操作方便、运行平稳，并且能够满足国内原盐情况下氯碱工业的生产工艺要求。

由于此项技术节能减排效果明显，切合目前国内氯碱行业生产要求，已入选烧碱行业清洁生产技术推行方案推广技术目录，将成为今后一段时间内氯碱行业发展的主要方向。

中国氯碱ＣｈｉｎａＣｈｌｏｒ－Ａｌｋａｌｉ第4期２００9年4月Ｎｏ．4Apr ．,２００9离子膜电解槽的零极距技术改造康新飞，凌彬（西安西化热电化工有限责任公司，陕西西安７１００７７）摘要：介绍了对旭化成自然循环电解槽（NCS ）进行的零极距技术改造措施。

通过对比，零极距电解槽（NCZ ）在电耗等方面优势明显，但在操作上需严格，并实现自动化。

关键词：自然循环电解槽；零极距电解槽；技术改造中图分类号：TQ114.26文献标识码：B文章编号：１００９－１７８５(2009)04－００09-02西安西化热电化工有限责任公司离子膜电解装置年生产能力为4万t ，采用国内较早引进的旭化成自然循环电解槽。

1998年投入使用，至今已运行10年。

从2006年开始更换或者重涂阳极和阴极，已经成功完成对R-230A 、B 、D 槽的大修。

随着离子膜电解槽技术的发展，零极距电解槽已经投入运行。

由于零极距电解槽能大大降低电耗，可大幅度降低制碱成本。

2008年8月，开始对R-230C 槽进行零极距技术改造，并于9月22日一次开车成功。

目前电解槽各项工艺参数正常，运行平稳。

1实施技术改造的依据零极距电解槽是在自然循环电解槽的基础上发展起来的，因此，自然循环电解槽可以直接改造为零极距电解槽[1]。

零极距电解槽和普通自然循环电解槽的主要区别如图1所示。

2改造措施2.1电解槽的改造零极距电解槽的阴极主要由集电板、弹性体和阴极网组成。

集电板是和普通自然循环电解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，具有一定的弹性。

阴极网是由直径0.2mm 的镍丝编制的带有特殊涂层、且经过特殊加工的表面光滑的网。

极网用镍条固定在槽框上，由于弹性体的存在，使电解槽阴极外凸且具有弹性。

安装离子膜后阴极、离子膜和阳极处于紧贴状态，实际的电极距只有离子膜的厚度，从而将电极的间距降至最小，即零极距电解槽。

Technology innovation of zero polar distance ofionic membrane electrolyzerKANG Xin-fei,LING Bin（Xi'an Xihua Themoelectrical &Chemical Co.,Ltd.,Xi'an 710077,China ）Abstract:The innovation measures of zero polar distance of natural circulation electrolyzer of Asahi Kasei were introduced.After comparison,the advantages of power consumption of zero polar distance electrolyzer was obvious,but the operation need to be strict,and autocontrol was realized.Key words:natural circulation electrolyzer;zero polar distance of ionic membrane electrolyzer;technologyinnovation9中国氯碱２００9年第4期表2R-230C 槽大修后运行数据因此，原普通自然循环电解槽的阴极网可以当作集电板使用，不需要拆卸。

【电解】离子膜电解槽膜极距改造后运行情况总结段东山*（山西榆社化工股份有限公司，山西晋中031800）［关键词］电解槽；离子膜；膜极距改造；使用寿命［摘要］在离子膜电解槽进行膜极距改造的同时，分别使用了F－8080膜和另一公司的离子膜。

对比改造后不同电解槽使用不同膜的电压曲线和氯气纯度，说明使用不同膜的氯气纯度和电流效率都相差不多，但是F－8080膜在电压上有较大的优势，节电效果明显。

［中图分类号］TQ114．262［文献标志码］B［文章编号］1008－133X（2016）04－0011－05Ｒunning of zero-gap remodeled ion-exchange membrane electrolyzersDUAN Dongshan（Shanxi Yushe Chemical Industry Co．，Ltd．，Jinzhong031800，China）Key words：electrolyzer；ion-exchange membrane；zero-gap remodeling；service lifeAbstract：Ion-exchange membrane electrolyzers were zero-gap remodeled，and membrane F－8080 and membrane made by another company were used．The voltage curve of remodeled electrolyzers assembled with different ion-exchange membranes and the purity of chlorine were compared．The purity of chlorine and the current efficiency of the electrolyzers assembled with different membranes were almost similar，but the membrane F－8080had a great advantage in voltage and saved electricity significantly．山西榆社化工股份有限公司（以下简称“山西榆社”）是国内大型氯碱生产企业。

高电流密度电解槽的膜极距改造李杨;马龙【摘要】简单对比普通极距电解槽与膜极距电解槽的结构差异.介绍内蒙古君正化工有限责任公司高电流密度电解槽膜极距改造实施及控制方案.对比新购旭化成膜极距单元槽、某公司改造膜极距单元槽、高电流密度未改造电解槽的运行数据,发现:新购单元槽比改造单元槽的平均电压低20 mV;高电流密度膜极距改造电解槽后,烧碱电耗降低260 kW·h/t.若内蒙古君正所有单元槽都完成膜极距改造,可节约电费1996万元/a.%The structural differences between ordinary electrolyzers and zero-gap electrolyzers are compared.The implementation method and control schemes that Inner Mongolia Junzheng Chemical Co., Ltd.took to remodel high current density electrolyzers to zero-gap ones are introduced.The operating data of newly purchased Asahi zero-gap unit cell, a company remodeled zero-gap unit cell, and non-remodeled high current density electrolyzers are compared.The result shows that the average cell voltage of the newly purchased unit cell is 20 mV lower than that of remodeled unit cell, and that the power consumption reduced by 260kW · h for a ton of caustic soda after the high current density electrolyzers are zero-gap remodeled.If Inner Mongolia Junzheng remodels all of the electrolyzrs, it will save electricity charge of 1.996 million yuan per year.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2018(054)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】电解槽;膜极距改造;高电流密度;槽电压【作者】李杨;马龙【作者单位】内蒙古君正化工有限责任公司,内蒙古乌海016040;内蒙古君正化工有限责任公司,内蒙古乌海016040【正文语种】中文【中图分类】TQ114.262内蒙古君正化工有限责任公司(以下简称“内蒙古君正”)22万t/a烧碱项目采用8台旭化成高电流密度电解槽(NCH)，自2009年9月开车至2014年，已运行5年有余，原设计电流密度5.1 kA/m2，实际运行电流密度5.4 kA/m2。

零极距离子膜电解槽近年来，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。

近两年出现的新型零极距离子膜电解槽也开始在我国逐步推广应用，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，即为零极距，亦称之为膜极距。

通常用的电解槽都就是较窄极距的，即为阴阳电极间距约2~3mm，从而防止电解单元槽挤坏离子膜，且电压也稍低一些；而零极距就是在较窄极距的基础上将阴极上有一层弹性缓冲器网和面网，即为弹性阴极，从而将阴阳电极间距增大至离子膜的厚度，从而并使电解槽的欧姆再降大大增大了。

不仅提升的电流密度和产量，且电耗明显降低许多。

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。

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。

此外，零极距复极式离子膜电解槽操作方便、运行平稳，可满足大规模生产工艺要求。

我国目前烧碱年产量为1850万吨，如果全部改建为零极距电解槽，年节约电能约23.5亿千瓦时。

我国已明确提出推展该项新技术，根据精心安排，2021年之前将顺利完成300万吨烧碱新增产能应用领域零极距离子膜电解槽的目标，年可以节约电能约3.81亿千瓦时。

附：相关介绍1.弹性网弹性网就是由金属线材（镍）基本建设，由机械压花波洛吉区并使其具有一定弹性的丝网产品。

2.极网极网由氢铵镍线材基本建设加工，存有特定涂层（各个公司存有自己相同专利）就是膜极距电解槽电极关键组成部分。