擴張陽極改性隔膜電解槽的開停車保護

黃 群

（武漢祥龍電業(yè)股份有限公司，湖北 武漢 430078）

擴張陽極改性隔膜電解槽的開停車保護

黃 群

（武漢祥龍電業(yè)股份有限公司，湖北 武漢 430078）

介紹了在擴張陽極改性隔膜電解槽的開停車保護時采取的措施及其效果。

擴張陽極改性隔膜電解槽；開停車；保護措施

1 電解槽停車保護的必要性

武漢祥龍電業(yè)股份公司氯堿廠原有198臺30－Ⅲ型普通隔膜電槽，從2007年5月開始逐步更新為擴張陽極改性隔膜電槽，到2007年底，90臺電槽更新完畢，在47 000 A電流下運行了1年，情況比較穩(wěn)定。2008年下半年開始，受全球性的金融危機影響，氯堿市場急劇萎縮，2008年8月到2009年2月，曾先后3次停車一半電解槽以維持生產(chǎn)。由于沒有電解槽停車超過10天的經(jīng)驗，在停車之前，采取了一些措施保護電解槽，以避免長時間停車對電解槽造成的危害。

金屬陽極電解槽運行過程中的陽極液pH值為3.0～4.0，加上長期斷電過程中電槽原電池的逆向電流作用，電槽停車期間如果不采取必要保護措施，不但強酸性介質(zhì)對陰極網(wǎng)袋產(chǎn)生腐蝕，嚴重生銹，還會使吸附在陰極網(wǎng)袋上的石棉隔膜變松，隔膜滲透率變大，導(dǎo)致開車后氯中含氫、含氧偏高[1]。有的氯堿廠在停車期間由于沒有采取保護措施，開車后氯氣總管氯含氫高達3%以上，給電解和氯系統(tǒng)生產(chǎn)帶來嚴重威脅[2]。特別是在低電流密度情況下，電槽液面難以控制，造成干槽，嚴重時被迫緊急除槽。因此，只有采取有效的停車保護措施，才能避免因長期停車對電槽產(chǎn)生的不利影響。

2 電解停車后及開車前采取的保護措施

針對實際情況，認為90臺新擴張陽極改性隔膜電槽具有隔膜致密、氯中含氫低的特點，決定停新電解槽，并采取以下保護措施。

2.1 堿性鹽水保護

在停車過程中，待直流電降完后，先用堿性不飽和鹽水置換電解槽內(nèi)的濃度較高的酸性陽極液，然后再封槽，并將陽極液位加到15～20 mm，特別要提到的是對于那些電解液濃度較高且液面也很高的電槽，需要延長置換時間，使隔膜中的鈣鎂沉淀物盡可能被沖走。停車期間經(jīng)常檢測陽極液的pH值，使其保持微堿性，并注意保持陽極液位。使用的堿性不飽和鹽水中NaCl、NaOH的質(zhì)量濃度分別為280~300 g/L和3~5 g/L。

2.2 外加電源保護

電解槽停車后，由于電解產(chǎn)物的存在，形成反電勢的作用，電槽產(chǎn)生“反極性”現(xiàn)象，陰極鐵絲網(wǎng)被腐蝕，產(chǎn)生Fe2+[3]，再次開車就會造成氯中含氫高，為電解生產(chǎn)埋下不安全隱患。為此，專門設(shè)置1套小型直流電源裝置，在電解停車后，向電解槽通入6 A的直流電保護陰極，90臺電槽總電壓為150～180 V。

表1 停車前后電槽各項檢測數(shù)據(jù)匯總

2.3 開車保護

開車時的升電流速度，一般遵循“前快后慢”的原則。在通電初期（20 kA以下）電流升速較快，因為隔膜在低電流運行下不耐鹽水沖刷，有可能引起堿質(zhì)量濃度下降、氯純度下降、氯中含氫升高。在通電的中后期（20 kA以上），電流升速應(yīng)慢些，不能過快，否則，易引起堿質(zhì)量濃度升高、氯酸鹽升高、電流效率下降。由于3次停車時間都較長，遠遠超過了原有的最長停車10天的經(jīng)驗，當電流升到30 kA時，立即分析氯中含氫量，以免由于氯中含氫量過高，影響安全生產(chǎn)。

由于在停車期間采取了適宜的電槽保護措施，停車前對電槽的基本狀況估計準確，3次開車時電解槽氯內(nèi)含氫數(shù)據(jù)都在控制范圍內(nèi)，單槽H2/Cl2沒有超過2%的，為生產(chǎn)提供了安全保障。

停車前后電解槽檢測數(shù)據(jù)見表1。

從2008年8月到2009年2月，新電解（全部是擴張陽極改性隔膜電槽）有3次停車，3次停車最短的1次是23天，最長的1次是63天，雖然有停車保護措施，但多次長時間停車，對電槽不可避免地產(chǎn)生了較大影響，最突出的是電流效率下降，由第一次停車前的95.96%降到了第三次開車后的91.13%，同時，氯中含氧和槽壓指標也略有上升，但涉及到安全生產(chǎn)的最重要指標——H2/Cl2數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定。到2009年5月，經(jīng)過3個月較穩(wěn)定的生產(chǎn)后，新電解的電流效率逐步上升到93.50%左右，氯中含氧也趨于正常，電槽質(zhì)量穩(wěn)定。

［1］彭煥濤.停車保護措施對金屬陽極電解槽長期停車后繼續(xù)運行性能的影響.氯堿工業(yè)，1994，（9）：5－7.

［2］華 偉.金屬陽極電解槽的停車保護.寧波化工，1995，（2）：34－36.

［3］魏慶華.淺談隔膜電解槽停車期間的保護.河南化工，1990，（11）：27－28.

Countermeasures of influence reduction of run and stop on modified diaphragm electrolyzer with spread anode

HUANG Qun
(Wuhan Xianglong Electric Industry Co.,Ltd.,Wuhan 430078,China)

The protection measures for run and stop of modified diaphragm electrolyzer with spread anode and its effects were introduced.

modified diaphragm electrolyzer with spread anode;run and stop;protection measures

TQ114.26+2.1

B

1009－1785(2010)01－0009-02

2009-07-28