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1、通过调整工艺改善电解槽结构和制作 摘要:现在,我国隔膜法烧碱占整个烧碱产量的70%左右。但是,我国隔膜法电解技术与国外的隔膜法电解技术相比还有很大差距。阜新化工设备有限责任公司(以下简称为“阜新化工设备”)确定了优化隔膜法电解槽的新方法、新结构及新工艺,以提高电解槽运行性能。关键词:电解槽;涂层;扩张阳极;节能;增效Abstract:Now,diaphragmcausticsodainChinaaccountedforabout70%oftheoutputofcausticsoda.However,comparedwiththediaphragme
2、lectrolysistechnologyofelectrolytictechnologyandforeigndiaphragmlawofChinastillhasabiggap.FuxinChemicalEquipmentCo.,Ltd.(hereinafterreferredtoasthe“Fuxinchemicalequipment”)method,optimizationofdiaphragmelectrolyzerswithnewstructureandnewtechnologyweredetermined,inordertoimprove
3、theperformanceofelectrolytictank.Keywords:electrolyticcell;coating;expansionofanode;energysaving;efficiency中图分类号：TQ151.1+5文献标识码：A文章编号：71阴极工艺的优化1.1优化阴极结构国内的金属阳极电解槽结构基本是沿用国外的老结构,阴极铜板与箱壁板采用铜焊接方式,导电面积小,路径长,电阻大,电流分布不均匀,直接影响着电解槽的运行性能,能耗高、效率低。阜新化工设备借鉴国外先进槽型,从多方面改进了阴极结构。阜新化工设备阴极铜板采用爆炸复
4、合技术,复合率达95%以上,缩短了一类导体的导电路径,同时使阴极网袋的电荷分布更加均匀,使电解过程更加平衡稳定;阴极骨架采用钢板冲孔结构,增大了开孔面积,有利于氢气逸出和电解液循环,减少了气泡效应,降低了氯中含氢及溶液电压降,提高了电流效率;阴极网片采用单曲线机编网和小网孔结构,缩短了阴极网袋自身的传导路径,小网孔使隔膜吸附更加致密,电解有效面积增大,改善了隔膜质量;增加了骨架侧板,国内的结构基本是骨架和方钢焊接,再与箱壁板焊接,导电路径长,而采用骨架侧板可以缩短电流线路,有利于降低阴极结构电压降。1.2优化阴极制作工艺有了先进的结构设计,还要有先进
5、的制作工艺及工装设备。阜新化工设备的阳极制作工艺严格遵守如下规程。(1)阴极网片与阴极骨架之间采用点焊,7保证焊点牢固,阴极网片与骨架侧板采用气体保护焊连续焊接,保证焊缝均匀饱满,没有夹渣、气孔等缺陷,降低了焊缝电阻,增强了导电性能。(2)采用焊接方式的阴极铜板,一改传统的碳弧焊为全自动铜焊接,保证焊缝牢固、均一、美观,并且无裂纹等缺陷,导电均匀,并且避免了吸附隔膜时电解液进入阴极箱现象的发生。(3)国内的铜板接触电流密度的设计参数都比较小,在阴极铜板工作面采用机械加工工艺,可以有效地降低接触电阻,减少电能损失。(4)采用活性阴极技术降低槽电压。与科
6、研院校合作开发了Ni-Al喷涂法活性阴极;并借鉴国外相关报道和技术,自主开发了基体腐蚀法高镍不锈钢阴极活化技术。采用以上两种活性阴极技术的阴极,在电流密度为3kA/m²的条件下检测析氢电位不大于1.25V。投入批量生产后,经多家用户使用,平均槽电压降低0.15~0.20V,节电效果明显。2阳极工艺的优化2.1优化金属阳极涂层制作工艺活性涂层是金属阳极的核心,阳极涂层各组分的配比更是关系电极性能的重中之重。阜新化工设备对国内不同组分的涂层进行了详细的分析,并借鉴国外涂层技术,7走出了一条从引进到完善提高再到试验及研发的新路子。(1)钌-钛-锡
7、三元涂层。阜新化工设备自生产电解槽伊始,即从锦西化工研究院引进钌-钛-锡三元涂层技术。SnO2是半导体活性材料之一,具有高导电率、高机械强度和良好的耐腐蚀性能,钌-钛涂层中加入锡,增加了电催化物质的量,有利于提高涂层活性,延长工作寿命,并且具有析氯电位低、析氧电位高、氧氯电位差值大等特点,无论是电化特性,还是使用寿命均优于钌-钛二元涂层。阜新化工设备又采用科学的试验方案,确定三种组分的最佳配比,改进涂层的制备工艺,使优化后的钌-钛-锡三元涂层具有析氯电位更低、析氧电位更高以及寿命长、电阻低、电流效率高的特点。(2)钌-钛-铱三元涂层。在获得了优良的钌
8、-钛-锡涂层性能的基础上,为了更好的适应市场经济发展的需要和企业的技术进步,满足广大氯碱企业节能的要求,又进
