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1、离子膜电解槽电极重涂的经济性分析第45卷第8期2009年8月氯碱工业Chlor-AlkaliIndustryVo1.45,No.8Aug.,2009【电解】离子膜电解槽电极重涂的经济性分析郑建(安徽氯碱化工集团有限责任公司,安徽合肥230011)[关键词】离子膜电解槽;离子膜;阳极重涂;tk济性分析[摘要]介绍BiTAC电解槽的运行情况,分析槽电压上升的原因是:膜效率下降,引起阳极腐蚀,导致槽电压上升.通过重涂阳极,更换新膜,降低了槽电压;计算电极重涂的投资可在1.5年内收回.[中图分类号]TQ114.262[文献标志
2、码]B[文章编号]1008—133X(2009)08—0011—03安徽氯碱化工集团有限责任公司(以下简称"安徽氯碱")现有12万t/a烧碱生产装置,其中5万t/a小复极部分强制循环离子膜法装置为日本氯工程公司BiTAC一800系列早期电解装置,自2001年2月20日运行至今已7年多时间,经历了2次换膜.近期进行电极重涂恢复其活性,电解单元电耗大幅度下降,所得经济效益明显.1电解槽状况分析安徽氯碱BiTAC一825型复极式离子膜电解槽操作电流密度4.4kA/m.2套整流供电系统独立.阴极液,淡盐水循环和精盐水分开供给,
3、使2列电解槽(各6台槽)可单独运行.安徽氯碱BiTAC电解槽2000年5月从13本经海运再转陆运至现场,开箱验收后性能保证开始生效.此时通过行业交流了解到国内应用此电解槽的企业都出现过阳极网凹陷变形和碰焊点脱离的情况,为此及时与日本氯工程公司取得联系.他们意识到问题的严重性,主动免费在齐鲁石化机械厂对安徽氯碱购进的全部单元槽进行了周边增加钛内支撑处理,在后期的开车运转中基本避免了极网焊点脱离导致离子膜机械损伤的情况.但长距离的汽运影响了单元槽的结构强度和焊缝强度,2000年9月便出现了阴阳极板间漏液情况,不得不换下单元
4、槽.2004年2月14日,因单元槽渗漏造成电极击穿起火,阴阳极板和极网同时烧毁,经分析认为,与加支撑施焊,强度下降有一定的内在联系.2首次换膜留下隐患早期一次盐水质量及生产系统连续不稳定,2004年上半年单元槽电压上升至3.380V,最高的突破3.450V,电流效率降至93%以下,交流电耗达2500kW?h/t,离子膜法烧碱低电耗优势丧失.随即将情况和相关运行数据反馈给日本氯工程公司,从拆下膜的上,中,下部位分别裁样分析膜中Ca¨,Mg,Sr",Ba"沉积的位置和含量,最终认定槽电压上升主要是膜效率下降和膜电压上升引起
5、的.通过对比经济性,分析膜效率下降对阳极腐蚀的影响,决定更换第1期膜.2.1腐蚀情况2004年9月_2005年2月,更换了l2台电解槽的300张膜.考虑到电解槽受力后的形变及运转情况,并侧重强度,寿命方面,第2期应用了250张旭硝子F一8030膜和5O张杜邦N一2010膜,阴极,阳极垫片采用橡胶制品.在换膜期间及不久后发现大多数单元槽阳极侧极网及边框腐蚀较为严重,腐蚀形式有:①阳极网表面涂层有分布不均的块状磨损,有几处腐蚀成5～8mm孑L洞;②边框垫片处密面有水泡状凸起0.5～1.0mm,形状不规则,面积在20～50m
6、m之间;③垫片本身腐蚀向外萎缩使上边框内侧损坏;④换膜后5个月,因故拆开电解槽,发现多数单元槽阳极侧密封面处腐蚀严重,集中在两侧和上部,几乎不能使用.不久拆开第2个电解槽,情况完全一样.2.2原因分析(1)阳极网局部腐蚀和块状磨损.生产系统不稳定压力波动频繁,经常超出氯氢压差正常操作范围(多次出现连锁跳停事故),因此时常发生膜机械[作者简介]郑建(1959一),男,工程师,1985年毕业于安徽广播电视大学化工机械专业,现任安徽氯碱化工集团有限责任公司电化分公司经理.[收稿日期】2008—11—14l1氯碱工业2009皋
7、振动.压差大时膜的振幅加大,长期以来膜的磨损量变大使其变薄易形成针孔,最终加速碱液向阳极室的渗漏,腐蚀阳极网产生孔洞,同时使电流效率下降.(2)边框有水泡状凸起腐蚀.换膜时拆装全部单元槽,由于单元槽已使用3年多,拆卸后发生形变,重新安装时没有严格按照单元槽号顺序组装,形变不能完全吻合产生缝隙,运行中盐水,氯酸盐等进入,形成局部微电池,使钛失去电子被氧化产生腐蚀.此时原钛钯涂层还没有完全失效.(3)垫片腐蚀萎缩.电解槽首次安装时,所有阳极内侧包覆聚四氟乙烯是在现场手工完成的,由于现场条件和手工操作的质量导致包覆不均匀,垫
8、片裸露在阳极液部分受到氯酸盐侵蚀使垫片内侧不断被腐蚀后退,此过程中必定有间隙产生,缝隙腐蚀使没有镀钯的金属钛腐蚀,情况严重的造成边框损坏.(4)换膜后的边框腐蚀.现场镀钯质量出现问题会造成边框腐蚀.早期日本氯工程公司的单元槽阳极抗缝隙腐蚀的方法是在钛基体上电镀金属钯形成钛钯合金.安徽氯碱阳极重新镀钯时,由日本氯工程公司提供镀钯液和
