離子膜法燒堿中膜極距復(fù)極式電解槽的應(yīng)用

崔 皛，董 雷

（黑龍江昊華化工有限公司氯堿廠 黑龍江 齊齊哈爾 161033）

離子膜法燒堿中膜極距復(fù)極式電解槽的應(yīng)用

崔 皛，董 雷

（黑龍江昊華化工有限公司氯堿廠 黑龍江 齊齊哈爾 161033）

介紹了NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽技術(shù)的先進(jìn)性及其在黑龍江昊華公司的應(yīng)用情況。

NBZ-2.7型；膜極距；電壓；電耗；壓差平穩(wěn)

黑龍江昊華化工有限公司隸屬于中國化工集團(tuán)旗下的中國昊華化工（集團(tuán)）總公司，前身是齊化集團(tuán)有限公司。該公司2009年規(guī)劃建設(shè)“25萬t/a離子膜法燒堿”項目。在項目設(shè)計中采用了最新膜極距復(fù)極式離子膜電解槽先進(jìn)設(shè)備及技術(shù)。

1 NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽技術(shù)特點

（1）NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽,是氯堿工業(yè)核心裝置,生產(chǎn)原理是通過電解食鹽水溶液,生產(chǎn)氯氣、燒堿、氫氣等產(chǎn)品。

（2）NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽改剛性陰極組件為彈性結(jié)構(gòu),形成膜極距結(jié)構(gòu),最大限度地消除了陰、陽極間溶液電壓降，有效降低了槽電壓，進(jìn)而降低直流電耗，實現(xiàn)大幅節(jié)能。NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式電槽電解液在氣升作用下，進(jìn)行內(nèi)部自然循環(huán)，達(dá)到充分電解，該循環(huán)方式使得氣體壓力小，壓差穩(wěn)定，延長了離子膜的使用壽命，大幅降低了生產(chǎn)成本。

（3）NBZ-2.7型膜極距電解槽性能指標(biāo)為設(shè)計電密6.0 kA/m2，運(yùn)行電密可達(dá)5.5 kA/m2，最大電流可達(dá)14.85 kA，單元槽電壓低于2.98 V，直流電耗低于2 035 kW·h/t堿，燒堿濃度約為32%。NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽節(jié)電在現(xiàn)基礎(chǔ)上可實現(xiàn)噸堿降低約150 kW·h。

（4）NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽在昊華化工有限公司使用后，節(jié)能效果顯著。

2 NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽的應(yīng)用情況

2.1 應(yīng)用背景

黑龍江昊華化工有限公司2009規(guī)劃建設(shè)“25萬t/a離子膜法燒堿”項目。在項目設(shè)計時，其前身齊化集團(tuán)有限公司仍在投產(chǎn)，“5萬t/a離子膜法燒堿”技術(shù)采用的是強(qiáng)制循環(huán)有極距復(fù)極式離子膜電解槽。該離子膜電解槽投入設(shè)備較多，動力消耗大，氣體壓力大，壓差不易控制，影響離子膜使用壽命。為使新項目投產(chǎn)后實現(xiàn)生產(chǎn)成本最小化，經(jīng)濟(jì)利潤最大化,做到節(jié)能減排、降本增效，在“25萬t/a離子膜法燒堿”項目工程中，采用了最新膜極距復(fù)極式離子膜電解槽。

2.2 應(yīng)用情況

該型電槽技術(shù)先進(jìn)，最大限度地消除了陰、陽極間溶液電壓降，有效地降低了槽電壓，進(jìn)而降低直流電耗，實現(xiàn)大幅節(jié)能。膜極距電解槽不僅占地面積小，而且產(chǎn)能大，電流密度能輕松提高到5.5 kA/m2，滿負(fù)荷運(yùn)行電流可提升至14.85 kA，應(yīng)用此項技術(shù)，使得氣體壓力小，壓差穩(wěn)定，有利于安全生產(chǎn)。自2010年11月開車后，該型電解槽各項工藝指標(biāo)運(yùn)行穩(wěn)定與5萬t/a強(qiáng)制循環(huán)有極距復(fù)極式離子膜電解槽的運(yùn)行數(shù)據(jù)，比較情況見表1。

表1 2種電解槽的運(yùn)行數(shù)據(jù)比較情況

該公司自使用NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽以來，與有極距電槽相比，直流電耗平均至少可降低150 kW·h/t堿。 2011年該公司累計生產(chǎn)燒堿11.036萬t，電費(fèi)按0.64元/kW·h計算，可節(jié)約資金：11.036×0.64×150＝1 059.456（萬元）

2012年，按計劃生產(chǎn)燒堿 22.0萬t，電費(fèi)0.64元/kW·h計算，使用NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽可節(jié)約資金：22.0×0.64×150＝2 112(萬元)。

該公司規(guī)劃建設(shè)的 “25萬t/a離子膜法燒堿”項目10臺電槽均購用北化機(jī)NBZ-2.7型膜極距復(fù)極式離子膜電解槽。2010年11月，A-D槽最先開車，2011年6月和10月陸續(xù)開E-F、G-H電槽。開車超過一年的A-D槽運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。

表2 A-D槽運(yùn)行數(shù)據(jù)

開車結(jié)果表明，各項工藝指標(biāo)運(yùn)行穩(wěn)定，膜極距電解槽操作方便、運(yùn)行平穩(wěn)，滿足生產(chǎn)工藝要求，節(jié)能效果明顯。

Application of membrane polar distance repolarization electrolyzer in caustic soda

CUI Xiao,DONG Lei
(Heilongjiang Haohua Chemical Co.,Ltd.,Qigihar 161033,China)

The advanced technology of NBZ-2.7-type membrane polar distance repolarization electrolyzer and its application in the Heilongjiang Haohua company was introduced.

NBZ-2.7-type;membrane polar distance;voltage;Power consumption;Differential pressure stable

TQ114.26+2

B

1009－1785(2012)09-0007-02

崔皛（1980—），畢業(yè)于沈陽化工學(xué)院，現(xiàn)任黑龍江昊華化工有限公司氯堿廠技術(shù)員。

2012-03-27