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“锕电尔杯”论文交流会文集 采用膜极距技术 实现离子膜电解槽的升级换代 费巍’ (中国石化集团南京化学工业有限公司，江苏南京210048) 【关键词】复极式离子膜电解槽；离子膜；膜极距电解槽改造；电解；烧碱 C摘要】通过采用膜极距技术对运行时间较长、严重超过质量保证期的zMBcH一2．7复极离子膜电解槽进 行升级换代，从而达到总电压和电解单元直流电耗大幅度降低的目的。 中国石化集团南京化学工业有限公司(以下简 当极距达到最小值时，即为膜极距。原有电解槽阴 称“南京化学”)离子膜法烧碱装置建成于2007年，阳极之间的极间距为1．8—2．2mm，溶液电压降为 200 共有5台蓝星(北京)化工机械有限公司生产的zM— mV左右。膜极距电解槽就是改进阴极侧结构， BCH一2．7高电流密度复极式自然循环电解槽，设增加弹性构件，使阴极网贴近阳极网，电极之间的间 计生产能力为10万∥a。10万t／a离子膜法烧碱装距为膜的厚度。与普通电解槽相比，同等电流密度 置是为12万∥a氯化苯装置配套提供氯气，考虑到 下膜极距电解槽电压降低约180mV，相应吨碱电耗 地处城区，周围居民区及商业密集，在评估了安全风 下降约127kw·h。膜极距电解槽就是这样通过减 险和环境风险后，最终并未配套建设液氯装置。氯 小极距，进而降低电解槽阴极侧溶液电压降，从而达 化苯生产的波动对离子膜法烧碱的稳定生产很不 到节能降耗的效果。 利。经过6年的生产运行，电解电流效率已经很低， 电耗较高。在正常生产负荷的情况下，2013年上半 339 年直流电耗高达2 kW·ll／t。鉴于电解槽的现 状，南京化学决定结合电解槽实际运行状态，将现有 电解槽改造成膜极距单元槽，使改造后的电解槽达 到全新膜极距电解槽的使用状态。在考察了同行的 电解槽膜极距升级换代改造的情况后，根据业绩和 报价先后选择了甲、乙、丙3家企业分别于2012年 8月对D槽、2013年7月对E槽、2013年8月对A、 B、C槽进行了膜极距升级换代改造。 1实施技术改造的依据 膜极距电解槽是在高电流密度自然循环电解槽 的基础上发展起来的，因此，自然循环电解槽可以直 接升级改造为膜极距电解槽。升级换代后的单元槽 和普通自然循环单元槽的结构示意图如图1、2所 示。 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。极距越 小，单元槽电勰电压越低，相应的生产电耗也越低， 图2膜极距电解槽结构示意图 · [作者简介】费巍(19r7l一)，男，高级工程师，1994年毕业于南京化工学院化学工程系，现于中国石化集团南京化学工 业有限公司生产处工作，长期从事氯碱及有机化工的生产技术工作。 【收稿日期】2014一03—03 56 膜极距电解技术研讨会论文专辑 2改造措施 密度、温度、浓度与保证条件有偏差时，则平均电解 2．1电解槽的改造 电压应按下述公式进行修正(修正为88℃、32％ 膜极距电解槽的阴极主要由集电板、弹性体和 NaOH)。 + 阴极面网组成。集电板是利用原普通自然循环电解 y簟正值=[(y测量值一2．42)一Kr(88一r阴摄液) 槽阴极网的镍拉网。弹性体是一种镍材的、近似清 K(32一C阴极藏)]×A1÷A2+2．42。 洁球一样的材料，具有一定的弹性。阴极网是由直 式中，％正值为修正的平均单元槽电压，V；岛为 径0．2mm的镍丝编制的带有特殊涂层、且经过特 温度修正系数，O．008l／℃(4．6kA／m2时)；疋为浓 殊加工的表面光滑的编织网。面网用镍条固定在槽 度修正系数，O。0199％；A。为考核运行电流密度， 框上。弹性体的存在，使电解槽阴极外凸且具