國產(chǎn)氯堿離子膜DF2806運行小結

隗 健，張 鐸

（山東東岳高分子材料有限公司，山東淄博256401）

東岳離子膜經(jīng)過幾年的技術積累及工業(yè)應用的技術反饋，于2016年推出了最新一代離子膜DF2806膜，新膜在保證強度安全前提下，離子膜綜合性能已經(jīng)完全可以應用于膜極距電解槽。主要介紹國產(chǎn)離子膜DF2806在山東東岳氟硅有限公司北化機萬噸級離子膜實驗裝置的應用。

1 裝置介紹

山東東岳氟硅材料有限公司萬噸級實驗裝置采用北化機膜極距電解槽，產(chǎn)能為1萬t/a。該裝置2010年6月投產(chǎn)以來，一直是作為國產(chǎn)離子膜主要工業(yè)化實驗裝置，并且經(jīng)歷過多次東岳膜的安裝運行的工業(yè)測試，通過在該裝置的測試收集了大量的東岳離子膜工業(yè)應用數(shù)據(jù)，為國產(chǎn)膜的研發(fā)提供了強有力的工業(yè)數(shù)據(jù)支撐。同時，為了國產(chǎn)離子膜工業(yè)測試的數(shù)據(jù)更貼近氯堿市場，收集的數(shù)據(jù)更詳細有效，為能夠得到每一張膜的氯氣純度，通過與北化機的相關人員溝通交流，確定電解槽單元槽改造方案，對每個單元槽陽極側添加氯氣取樣口，以方便檢測每張離子膜氯氣純度，提高每張離子膜數(shù)據(jù)的準確性，該裝置為國產(chǎn)離子膜的研發(fā)提供真實有效的工業(yè)運行數(shù)據(jù)。北化機萬噸級實驗裝置電解槽相關指標見表1。

表1 裝置相關指標

2 國產(chǎn)離子膜運行情況

東岳氯堿離子膜（DF2806）于2016年推出經(jīng)過機械強度檢測，小型單極式電解槽、小型復極式電解槽的檢測，各項數(shù)據(jù)運行表現(xiàn)優(yōu)異，隨即準備72張東岳離子膜（DF2806）在進行萬噸級實驗裝置工業(yè)化安裝運行測試。

2016年9月，萬噸級實驗裝置安裝72張離子膜（尺寸為 1 350 mm×2 465 mm，有效面積 2.7 m2），通過電解車間精心安裝及嚴格的離子膜試漏等工作，電解槽一次性通電開車成功。運行29個月，整個運行情況安全、各項數(shù)據(jù)運行平穩(wěn)。

2.1 運行電壓走勢

DF2806膜不同電流密度下的電壓走勢圖見圖1（注：電密 3.3～5.0 kA/m2，中間空白為年度停車檢修）。

圖1 單槽電壓走勢

由圖1可知，離子膜隨著長時間的運行，電壓有一定上漲趨勢，但是未出現(xiàn)離子膜電壓有大幅度的變化態(tài)勢。

圖中曲線斷開處為離子膜的長時間停車，安裝DF2806膜的萬噸級裝置經(jīng)歷過多次的開停車及長時間的停車。特別是經(jīng)歷長期停車后，電壓漲幅較大，可見長期停車對離子膜的性能影響是巨大的。目前氯堿企業(yè)都有一套長期停車對電解槽及離子膜的保護方案，嚴格按方案執(zhí)行，可以最大限度的減小對離子膜性能的影響。

2.2 運行氯氣純度走勢

圖2 氯氣純度走勢

萬噸級電解槽氯氣純度的走勢見圖2（注：電解槽未加酸，中間空白為年度停車檢修），氯氣純度經(jīng)過長時間的運行，特別是長時間停車后，處于緩慢降低的趨勢，但是電解槽陽極未進行加酸，后面將會根據(jù)電解槽的出口酸度及pH值，來調整電解槽單槽加酸，通過加酸來減少槽內的副反應，來提高氯氣純度。同時加酸也是有效的保護電解槽電極不被腐蝕。

2.3 運行電壓總匯

電解槽單槽電壓匯總見圖3。

圖3 東岳離子膜（電密4.8 kA/m2）單槽電壓匯總

由圖3可以看出離子膜的高低電壓差，同臺離子膜間的電壓有一定的差異。

不同電壓下離子膜數(shù)量見圖4。通過圖3和圖4可以看出，東岳（DF2806）離子膜通過長時間的運行膜間的電壓還是有一定的差異。這也是通過在萬噸級工業(yè)裝置應用得到東岳離子膜需要解決的問題及改進的方向，東岳離子膜最新一代的DF2807膜在這一方面將會有大的改進，綜合性能得到大幅提升。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析（見表2）

通過電解槽29個月數(shù)據(jù)運行可以看出，東岳離子膜在萬噸級實驗電解槽上的電解性能表現(xiàn)穩(wěn)定。在運行中間經(jīng)歷過多次開停車及檢修長時間停車，各項運行指標運行穩(wěn)定，并且各項參數(shù)都保持在良好和安全的水平上。燒堿濃度30%～32%（開車時堿濃度略低）；堿中含鹽≤40×10-6達到優(yōu)級品規(guī)格。雖然DF2806膜運行過程中還是存在一點不足，但離子膜能夠安全穩(wěn)定的運行，同上代膜對比，性能提升明顯，同時為東岳離子膜持續(xù)的研發(fā)升級提供了動力。

3 結語

國產(chǎn)離子膜通過在萬噸級實驗裝置 （北化機膜極距）的應用，使東岳離子膜得到了工業(yè)應用的第一手資料，了解了東岳膜的問題所在，為東岳離子膜的研發(fā)改進提供了有力的工業(yè)運行數(shù)據(jù)支持及方向。同時，國產(chǎn)離子膜在工業(yè)裝置長時間的平穩(wěn)運行有效的說明國產(chǎn)離子膜安全性完全能夠保障氯堿工業(yè)的運行。在氯堿工藝操作中，鹽水的質量也是保證離子膜綜合性能的重中之 重[1，2]。

圖4 東岳離子膜電壓分類數(shù)量

表2 萬噸運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計

東岳離子膜正在不斷加大研發(fā)力度，最新開發(fā)的新一代離子膜DF2807膜已經(jīng)在國內氯堿企業(yè)中進行了十幾臺套氯堿裝置的應用，較DF2806膜在保證強度的前提下，電壓方面已經(jīng)有了大幅的降低，綜合性能得到了提升。同時，東岳研究院加大對離子膜的研發(fā)力度，通過優(yōu)化樹脂結構，改變涂層工藝，優(yōu)化網(wǎng)布結構，使東岳離子膜的綜合性能盡快趕上國際上的最新一代的氯堿膜產(chǎn)品，更好的服務于國內氯堿工業(yè)，為中國氯堿工業(yè)健康發(fā)展提供保障。