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
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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。