离子膜电解槽运行总结离子膜电解槽零极距Word文档下载推荐.docx

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　　离子膜法制碱工艺以其节能、环保、安全、产品纯度高等优势逐步取代隔膜法制碱工艺，成为烧碱生产的主流工艺。

离子膜法制碱工艺中设备一次性投资大，一旦出现操作失误，便会损坏设备，造成较大经济损失，所以，精心的操作和丰富的操作经验是离子膜电解槽稳定运行的保障。

　　平煤集团开封东大化工公司有３套离子膜法烧碱系统１９９６年８月投产的强制循环系统；

２００４年６月投产的２．５万ｔ／ａ自然循环系统；

２００７年８月投产的１０万ｔ／ａ自然循环系统。

目前，强制循环系统和２．５万ｔ／ａ自然循环系统正在技术改造中。

以下根据离子膜法烧碱生产中经常出现的问题，就树

　　１．１阳极液流量低１．１．１事故经过

　　２００６年１２月某夜班，２．５万ｔ／ａ自然循环电解槽因阳极液流量低而停车。

经过检查，发现是树脂塔滤帽断裂造成的。

当时，树脂塔已经运行１．５年

　　（厂家承诺滤帽的寿命是３年），因树脂过滤器故

　　障，出塔盐水暂时通过树脂过滤器旁路直接进阳极液高位槽，恰好此时串联运行的２个塔中的第２个塔（把关塔Ｃ）的滤帽断裂，大量树脂随盐水进入阳极液高位槽，带有树脂的盐水经阳极液流量计进入

　　阳极液进槽总管，因阳极液进槽总管装有过滤器，树

　　脂在阳极液高位槽至进槽总管过滤器之间积累，最终树脂严重堵塞管道，电解槽因阳极液流量跟不上而停车。

　　停车后，收集管道内的树脂，详细检查树脂塔，发现滤帽断了２个，大部分滤帽松动，维修人员更换了２个滤帽并加固松动的滤帽。

维修结束后树脂塔投入运行。

随后，车间又抓紧时间修复了树脂过滤器。

　　然而时隔半个月，又发生了类似问题，不同的是这次滤帽断裂发生在把关塔Ｂ塔，因为树脂过滤器

　　脂塔、电解槽、真空脱氯３个工序介绍一些经验。

　　１树脂塔

　　树脂塔主要用来除去一次盐水中的金属阳离子，制备合格的二次精制盐水，经树脂过滤器送至阳极液高位槽，供电解槽使用。

树脂塔一般采用３塔工艺，２塔运行１塔再生，运行及再生由设定程序自动控制。

再生周期一般为４８ｈ，分为水洗１、反洗、酸再生、水洗２、碱再生、水洗３、等待１、盐水置换、等待２。

树脂塔原再生步骤及时间如表ｌ所示。

　　表１树脂塔原再生步骤及时间

　　已投入使用，树脂全部聚集在树脂过滤器之前，检修

　　堕壁垒

　　任务量相对上次大大减小。

１．１．２原因分析

　　１个月之内，２次因树脂塔滤帽断裂导致电解槽停车，车间领导十分重视并立即组织人员分析原因。

２次滤帽断裂均发生在树脂塔刚上线时，而且断裂滤帽无明显老化迹象，说明滤帽是因受力而断裂。

当时，一次盐水品质差，树脂塔运行周期短，再生频

　　生墨

　　查选！

查选！

！

　　星鲨

　　墼置生查选兰

　　墼些！

　　堑堡堕丛￡！

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兰一！

垒箜！

量！

垫查篁堡箜笙！

兰

　　因滤帽阻力小、耐用，底部滤网式过滤逐步被滤

　　帽式过滤取代。

不论是哪种过滤方式，出塔精盐水

　　在进阳极液高位槽之前，必须安装树脂过滤器，以除去盐水中夹带的树脂，保证进槽盐水的品质。

　　?

［作者简介】孙建国（１９６８一），男，高工，现就职于锦西化工研究院。

　　【收稿日期】２００９—０８—２８

　　１２

　　万方数据

　　第３期孙建国等离子膜电解槽运行总结

　　繁，再生过程不能严格按照程序进行，等待１和等待

　　２经常被省略。

　　改造后省略等待１和等待２，树脂塔再生过程中，水洗３结束后，进行盐水置换，然后直接上线运行。

表面上看，再生步骤中的等待ｌ和等待２两步没有任何操作，无关紧要，只是时间的延续；

其实不然。

等待的目的不仅是时间的延续，更重要的是给

　　树脂充分的沉降时间，让树脂在塔内堆积更均匀，最

　　大限度地减小塔内滤帽所受冲击力。

再生步骤水洗

　　３纯水由塔顶进入，塔底流出，塔内树脂受向下的压

　　力，跳过等待ｌ进入盐水置换，盐水由塔底进入，塔

　　顶流出，此时因塔内滤帽受力方向突然改变，滤帽受

　　到冲击，有断裂的可能；

盐水置换结束后，该塔跳过等待２直接上线运行，树脂塔上线运行时盐水自塔顶进入，塔底流出，此时塔内树脂还处于漂浮状态，塔内滤帽受力方向又突然改变，滤帽再次受到冲击，

　　断裂的可能性更大。

　　１．１．３

　　解决办法

　　①树脂塔再生一定要严格按照操作规程进行，若一次盐水品质差，可适当缩短等待１的时间，等待２一定要按程序设定时间运行。

②树脂塔所用滤帽的寿命一般在３年左右，要按厂家说明书定期更换。

　　建议每年抽时间检查１次滤帽，并加固松动的滤帽。

　　③树脂塔再生和运行过程中，需要调节流量时，调节速度要缓慢，严禁快速开启或关闭阀门。

　　１．２盐水未流入树脂塔１．２．１事故经过

　　２００７年１月某夜班，２．５万ｔ／ａ自然循环系统

　　树脂塔Ｃ塔等待１步骤结束，进入盐水置换，当班人员开启相关盐水阀门后，进塔盐水未流人，经检查

　　发现，该塔压力Ｏ．２０ＭＰａ，当班人员打开塔顶排气阀，盐水自排气阀喷出。

由此可断定，因大气温度低，出树脂塔的再生管道结冰堵塞。

当班人员接上临时蒸汽软管，用蒸汽加热出树脂塔的再生管道，

　　０．５

　　ｈ后，管道内的冰渐渐融化，盐水置换流量逐步上升，问题解决。

１．２．２原因分析

　　树脂塔处于露天环境，再生出口管道采用聚氯

　　乙烯材质，管径为８０ｍｉｌｌ，无保温；

树脂塔的运行周期为４８ｈ，其中等待１的时间为３４ｈ，当时大气温度

　　不高于一３℃，在此条件下，再生出口管道内的水极

　　易结冰，导致盐水置换不能进行。

１．２．３解决办法

　　树脂塔再生出口管道材质为聚氯乙烯，不能像万方数据

　　树脂塔碱再生管道那样采用蒸汽伴热管的形式加

　　热，所以采用了如下办法除了给该管道保温之外，树脂塔再生过程中，将再生步骤盐水置换和等待１各分２部分进行，即在水洗３结束进入等待１运行１ｈ后（使塔内树脂堆积状态稳定），将树脂塔手动切

　　至盐水置换２ｈ，再将再生步骤切换回等待１运行

　　３３

　　ｈ，然后切换至盐水置换运行１ｈ，其余再生步骤

　　不变。

改进后的操作方法使树脂塔再生出口管道内存留的是盐水，因盐水凝固点低，避免了管道内结冰

　　堵塞情况。

　　２电解槽

　　在生产和检修过程中，离子膜电解槽工艺指标控制点多。

严格控制工艺指标是电解槽稳定运行的保证。

　　２．１单元槽进口软管堵塞２．１．１事故经过

　　２００５年１０月某夜班，电解槽电位差从０．０２

　　Ｖ

　　开始缓慢升高，３ｈ后上升至０．５Ｖ。

当班人员巡检

　　时未发现异常情况。

考虑到问题的严重性，当班班

　　长对该电解槽进行详细检查，发现第３８’单元槽阳

　　极液出口软管流速缓慢，流量明显小于相邻软管的

　　流量，用万用表测该单元槽电压，比之前的测量值上

　　升０．４Ｖ左右；

再检查该单元槽阳极液进口软管，有

　　小气泡产生。

由此判断可能是该单元槽进槽软管堵

　　塞。

　　当班人员立即向分厂领导汇报，建议停车疏通

　　进槽软管。

电流降平后，该电解槽继续循环２０

　　ｍｉｎ，

　　然后停止循环，拆开进槽软管与进槽总管相连的软管螺母，发现进槽总管上出口管盐水流速很小，用带

　　钩铁条疏通，结果钩出一块像花生米大小的胶皮。

问题得到解决，电解槽再次开车后，一切运行指标恢复正常。

　　２．１．２原因分析

　　３８。

单元槽阳极液流量因管道堵塞而下降，导致

　　该单元槽出槽淡盐水浓度下降，电阻升高，造成单元

　　槽槽电压升高。

电解槽前半区电压升高，后半区电

　　压不变，所以电位差升高。

　　问题小结

　　电解槽电位差发生变化后，当班人员一定要高度重视，要抱着查不出原因誓不罢休的态度。

根据

　　以往经验，电位差发生变化一般由以下原因导致①单元槽阳极液进槽软管堵塞；

②单元槽膜漏；

③单元

　　槽漏。

阳极液进槽软管堵塞时，相对应单元槽的盐

　　水浓度下降，质量浓度低于１７０ｇ／Ｌ时，会造成离子

　　１３

　　２．１．３

　　膜羧酸层与磺酸层分离而起泡，最终导致膜报废。

　　离子膜漏比较严重时，阴极侧的ＯＨ一从膜漏点进入阳极室，腐蚀阳极网活性涂层和阳极网，轻则单元槽阳极网局部涂层脱落，使电压升高，重则阳极网本体被腐蚀，引起阳极网破损。

单元槽电解液泄漏，且电解液呈线状流下时，其导电性使电解槽泄漏单元槽与大地相连，轻则电解槽跳闸，重则单元槽泄漏着火。

　　２．２单元槽电压上升

　　２．２．１

　　事故经过

　　２００７年５月某白班，２．５万ｔ／ａ自然循环单元槽电压在ｌ天时间内普遍上升０．０５Ｖ，耗电大幅升高。

排查后，发现氯气压力显示值偏低，造成槽压差降低，压差不足１ｋＰａ，致使槽电压升高。

将电解槽实际压差控制到４ｋＰａ后，槽电压恢复正常。

２．２．２原因分析

　　短时间内单元槽电压普遍上升，首先排除是个别单元槽或膜的原因；

化验分析出槽碱浓度，若结果正常，排除碱浓度升高的因素；

若二次精盐水和出槽淡盐水各项指标正常，排除进槽盐水杂质含量高和出槽盐水浓度低的因素；

若电解槽温度、阴极液温度、阳极液温度经对比均正常，排除槽温低的因素；

根据电解槽阴极液出口软管流速和阴极液进槽流量计显示，断定阴极液进槽流量计准确，排除阴极液流量低的因素。

检查系统氯气压力，发现氯气压力监测点ＰＩＣＡ一２１６显示４０ｋＰａ，而另一氯气压力监测点ＰＩＺＡ一２１７显示４３．５ｋＰａ。

氯气压力调节阀为自动状态，压力调节以监测点ＰＩＣＡ一２１６的显示为准。

检查系统氢气压力，发现氢气压力监测点ＰＩ—ＣＡ一２２６和ＰＩＺＡ一２２７均显示４４ｋＰａ。

氢气压力调节阀为串级状态，压力调节以监测点ＰＩＣＡ一２２６的显示为准。

由此可以判断，氯气压力监测点ＰＩＣＡ一２１６显示有偏差，低于实际压力３ｋＰａ，致使电解槽实际压差不足ｌｋＰａ，此时，膜几乎处于悬空状态，没有贴向阳极网，使阳极侧体积变大，因阳极液电阻大

　　于阴极液电阻，所以单元槽电压普遍升高。

　　２．２．３解决办法

　　氯气压力变送器显示有偏差，解决办法是校正变送器，或更换变送器。

停车更换压力变送器之前，氯气压力监测点ＰＩＣＡ一２１６显示偏低，而氢气压力ＰＩＣＡ一２２６的调节是根据氯气压力监测点ＰＩＣＡ一２１６串级控制，为保证电解槽的实际压差为４

　　ｋＰａ，

　　将氯气压力调节阀和氢气压力调节阀都设置为自动状态，氯气压力设定值为３６ｋＰａ（显示值比实际值

　　１４

　　工

　　业

　　２０１０卑

　　低４ｋＰａ），氢气压力设定值为４４ｋＰａ，从而保证电解槽压差在４ｋＰａ。

在此期间，操作人员要注意对照氯气压力的２个监测点ＰＩＣＡ一２１６和ＰＩＺＡ一２１７的显示值，观察２个监测点的差值是否变化，并根据ＰＩＣＡ一２１６的偏差设定氯气压力，以保障电解槽的真实压差为４

　　ｋＰａ。

　　２．３垫片被挤出单元槽

　　２．３．１

　　２００７年６月某中班，２．５万ｔ／ａ强制循环系统电解槽检修过程中，个别单元槽换膜时垫片脱落，更换了垫片。

结果在开车升电流过程中，靠近挤压机一端更换的单元槽垫片被挤出，造成电解槽接地打火，打火单元槽内氢气在氯气中燃烧。