大型复级式离子膜电解槽的选择和快速扩产方法.pdfVIP

2泓年全国烧碱行业技术年套论文集 大型复级式离子膜电解槽的选择和快速扩产方法 刘国桢，孟和 (沈阳化工股份有限公司，辽宁沈阳110026) 沈阳化工由于环氧丙烷和糊树脂产量提高，对氯气的需求不断扩大，迫切要求扩大氯气 产量，为此先后提出过新增4万t隔膜法和4万t离子膜法两个方案，但都遇到周期长、新 建单元多和投资大的问题。后经过充分论证和科学计算，决定在原DD350大型复级式自然循 环电槽系统的基础上，利用原来预留的场地和部分盐水剩余能力，通过局部改造淡盐水和氯 氢处理，加装一台大型复级式高电密离子膜电槽系统，实现挖潜方式的快速扩产，该项任务 果好的目的，实现了快速扩产2万t的目标。 增加的模块包括：整流变电、电槽、DCS、盐水／碱高位槽和循环槽系统、仪表空气。改 进的模块包括：精盐水泵电机(P507)、氯气干燥、氯气冷却。改造后，与原离子膜系统共用 一套一次盐水、二次盐水、淡盐水脱氯和碱蒸发系统，充分挖掘了系统潜力，改造了部分老 旧装备，达到了少投入、多产出的预期目的。 1离子膜电解系统的选择 离子膜法是烧碱生产的发展方向，而大型复级式自然循环高电密电解槽技术，是离子膜 法长期发展研究的自然结果。 在对离子膜电解系统的选择上，公司提出了如下要求，即复级式，高电密，自然循环， 加工和生产工艺成熟，运行平稳，维护维修少，一次投资合理，全寿命成本低，交货期与工 程目标吻合。 目前可供选择的电解系统，分类见表l。 表1电解系统分类 类型 压紧 阳极液循环 极问距 供应商 槽型 方式 方式 密压 油压 自然循环 窄极距 旭化成 NCH一2．7 机式 油压 自然循环 窄极距 北化机 ZMBCH一2．7 螺栓 强制循环 0 氯工程 BiTAC一860 单元 螺栓 自然循环 窄极距 伍德迪诺拉 BM2．7l 槽式 螺栓 自然循环 0 INEOS BiChlor 每种电解槽都有其特点和不足，可以说没有最佳电槽，对其分类情况分别分析，可以更清 楚地认识每一类型的性能和优缺点。 93 彩％年全国烧碱行业技术年套论文集 (1)电槽形式：密压机式／单元槽式 两种压紧密封方式主要区别是集成密封与独立密封。密压机是把多个单元统一压紧，组 装简单，膜内不受压，无接触电压损失，但是要求密封面加工精密，单片槽加工精度要求高， 存在槽框加工误差积累问题，对槽内部膜固定支撑不足：单元槽式是单独紧固密封每个槽框， 形成独立单元，密封性能好，没有槽框加工误差积累问题，槽内膜有固定支撑，但膜内受压， 存在接触电压损失和接触压力均匀性难于控制问题。因此，密压机式的主要问题是密封和大 面积电极的平整度控制问题；单元槽式的主要问题是接触电压问题和压紧力控制问题。 (2)压紧方式：油压式和螺栓式 油压式压紧采用油压站提供动力源，由油缸完成压紧与分离，可以轻松完成电槽的压紧 和分解，并在运行中可以方便地调节压紧力，要求电槽支架结构强度高，加工精密，成本高， 并有可靠的油压源；螺栓式压紧，对电槽结构强度要求低，稳定可靠，电槽的压紧和分解劳 动强度大，压紧力会受到温度变化而改变。 (3)循环方式：自然循环／强制循环 自然循环是靠电解液的比重差推动电解液循环的，具有动力消耗小、循环量大、对膜冲 击小、压力稳定的特点，但生产负荷一般不能低于50％；强制循环采用泵推动电解液循环， 具有不受低电流负荷影响，循环量易于控制的特点，但也存在动力消耗大、对膜冲击大、压 力不稳定的不足。 自然循环可分为槽内循环和槽