伍德-迪诺拉BM2.7电解槽零极距改造总结

2013-03-31刘世斌

中国氯碱 2013年2期

刘世斌，王庆

（太原理工大学，山西太原030000）

山东铝业公司氯碱厂（以下简称“山铝氯碱厂”）现有烧碱生产能力18.5万t/a。其中，一期装置为伍德-迪诺拉BM-2.7高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽4台，6万t/a，于2005年7月7日投产；二期装置为日本旭化成NCH-2.7高电流密度自然循环离子膜电解槽5台，10万t/a，于2008年6月13日投产。2010年扩建2.5万t/a离子膜烧碱装置，新增1台复极式高电流密度自然循环零极距离子膜电解槽，于2011年1月18日投产。在超满负荷运行状态（14 kA）下，槽电压为2.94 V，比一期电解槽在13 kA运行时的槽电压3.36 V降低了0.42 V，节能降耗效果显著。

山铝氯碱厂一期6万t/a离子膜烧碱装置至今已经运行七年多时间，电解槽阴阳极板涂层性能下降、槽电压升高、电耗增加，目前每吨碱耗电为2 463.5 kW·h/t，较先进的电解槽高约168 kW·h/t产品碱。

1 改造论证

目前，国内使用伍迪电解槽的氯碱企业基本上都面临着电解槽重涂或者进行节能改造，有的企业选择了全部或部分重涂，有的企业选择对部分单元槽进行零极距改造实验。2012年5月，该厂分别就电解槽内部阴阳极板的选择、阴阳极板的距离、弹性极网与极板的连接导电、极网高度尺寸设计、适宜的离子膜的选型、流量的控制、压力压差以及极化电流保护、连锁设计、与普通电解槽系统的兼容等以及改造后试运行期间的管理与国内已改造厂家进行了商讨，委托有改造经历的3个厂家对备用的3个单元槽进行了零极距改造。

2 改造方案

2.1 极间距的测量

伍迪电解槽有着独特的内部构造和组合方式，1个单元槽由阳极室、阴极室、离子膜、四氟垫片、密封条、隔离条等组成，其极间距受多个因素影响，测量过程存在诸多变量，这是改造成零极距的关键，只有重复改造组装实验才能得到精准的数据。

2.2 原阳极板的去留

伍迪电解槽的改造存在着阳极侧重涂或者改造的两重选择，要去除的激光焊接极板存在着一定难度，工作量也非常大；重涂又存在着变形等隐患，最后，决定一台在原阳极网的基础上铺张新网；另一台重涂，通过运行数据择优选择。

2.3 隔离条的去留

出于对离子膜的保护考虑，电解槽在阴阳极侧均安装了不同厚度的隔离条，但是，阴极侧增加弹性网后已经没有安装隔离条的位置，阳极侧由于改造方式的不同，同样面临着隔离条去留的问题。通过论证，确定重涂的保留，增铺新网的去掉，同时，考虑新极网如何填补隔离条的厚度。

2.4 阴极弹性网毛刺、阳极网焊点

电解槽零极距改造的最关键部分是阴极侧弹性网，该弹性网在加工或施工过程中容易出现断裂产生毛刺，最有效的手段是通过手摸找出毛刺，将毛刺用镊子揪出，用剪刀剪断处理。阳极侧若铺新网，必然要通过焊接的方式固定，焊点多且人工焊接的焊点会不均匀，若凸起或处理不光滑，组装后会对离子膜造成损伤，只有通过保证焊接质量和手摸的方式来检查。

2.5 极网的平整度

阴极侧增加弹性网、阳极侧铺设新网都会存在平整度问题，若凹凸不平势必会造成组装过程中离子膜的损伤和极间距的变化，影响零极距的改造效果，同样关系到运行安全。只有通过极板加工成型的控制，应用专业仪器检测，才能确保改造后极板的平整度，真正地实现零极距。

2.6 具体的改造方案

通过充分的探讨和论证，确定了零极距改造的方案及改造技术要求。

2.6.1 阳极侧

方案（1）：取下隔离条，在原阳极网上平铺1层阳极网，厚度为1 mm。原有的阳极作为集电体使用。方案（2）：阳极网重涂。

2.6.2 阴极侧

方案（1）：保留阴极侧隔离条，隔离条间加缓冲网。方案（2）：取下隔离条，直接安装缓冲网、面网。缓冲网规格：2HX4P，1层，不打折使用；用镍带在盘密封面上点焊固定面网，组焊面网后，不按极距压形。方案（3）：取下隔离条，直接安装多层填充网、面网。4层填充网，厚度为0.7 mm，是缓冲网未压波之前的平网；面网，40目，厚度为0.32 mm。用镍带在盘密封面上点焊固定面网；总厚度为1.02 mm。