离子膜电解槽峰谷电流运行的经济效益

王连娣，于海军

（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161033）

离子膜电解槽峰谷电流运行的经济效益

王连娣，于海军

（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161033）

根据一天内不同时间段电价的不同，将电解槽运行电流进行适当的高、低调整，节约电费，实现经济效益。同时阐述峰、谷电流运行中的注意事项及运行过程中的指标控制。

电解槽；电耗；经济效益

电解槽直流电耗的高低直接决定烧碱的生产成本，按照用电高峰期和低谷期实行不同电价，合理调整峰谷期电解槽的运行电流密度，可节约大量的电费开支，降低生产成本。

黑龙江昊华化工有限公司2013年实行峰谷电流运行将近8个月的时间，共节约电价293.477万元。电解槽采用蓝星北京化工机械有限公司高电流密度自然循环复极式膜极距离子膜电解槽NBZ-2.7，每台电解槽安装150片单元槽，共8台电解槽。由于离子膜运行已经到了后期，阴极效率按照92%计算碱产量。

1 经济效益

该公司电解槽波峰电价时运行电流为8.0 kA，波谷电价时运行电流为13.5 kA，电解槽吨碱电耗按照实测电压计算所得，电耗见表1，具体峰谷电价情况见表2。

将一天24 h分成4个时间段，每个时间段的运行电流及产碱量统计如下：

表1 不同电流下的电耗情况

表2 峰谷用电时间及电价情况

7 h的谷电电价时间，运行电流13.5 kA，产碱量136.2 t；3 h的平电电价时间，运行电流13.5 kA，产碱量58.372 t；6 h的平电电价时间，运行电流8.0 kA，产碱量69.181t；8h的峰电电价时间，运行电流8.0kA，

产碱量92.241 t；

由于市场原因，7台电解槽运行，7台电解槽24 h产碱355.994 t。

谷电电费136.2×2 277×0.287=8.901（万元）；

平电电费（58.372×2 277+69.181×2 085）×0.573= 15.881（万元）；

峰电电费92.241×2 085×0.86=16.540（万元）；

实行峰谷电流运行，电费共计：41.322（万元）。

如果不实行峰谷电流，生产355.994 t碱需要7台电解槽，平均电流为10.292 kA，电费为355.994× 2 165×0.573=44.163（万元）。

生产同样数量的碱所产生的电费的差值就是产生的经济效益：44.163-41.322=2.841（万元）。电解槽实行峰谷电流运行1天就可节约电费2.841万元。

1年按照8 000 h生产计算：

预计可节约资金2.841×8 000÷24=947（万元）。

当然，具体的运行电流密度可根据实际生产情况进行相应的调整，所产生的效益也是不同的。

2 电解槽峰谷电流运行的注意事项及指标控制

在一天时间内要升降电解槽电流2次，对整个烧碱系统包括一次盐水、电解槽、氯压机和氢压机以及后续工段的操作都要随着电流的升降进行相应的调整，稍有不慎就有可能导致系统跳闸停车。同时也会影响电解槽槽温的波动和各项工艺指标的变化，由于温度梯度和浓度梯度的变化，一方面会使离子膜长期处于膨胀和收缩的变化中；另一方面，电流波动时有可能引起气体波动，对电解槽极网也会产生不同程度的压力变化，容易引起极网变形，极网一旦变形就是很难恢复的。还有油压、锁定螺母的位置都需要看槽工的精心操作，螺母锁定位置不能过大或过小，过大就有可能出现电解液泄漏或爆炸的危险，过小就容易出现螺母打不开的现象。

电解槽在峰谷电流运行时，需要精心管理，严格注意电解槽装置的运行状况和指标。

（1）碱中含盐。该指标的高低决定着烧碱质量的好坏，与电流密度，电流效率和电解槽槽温等都有着密切的关系。因此，电解槽在实行峰谷电流运行时，要注意这个指标变化；

（2）氯中含氢。氢气和氯气的混合气是一种爆炸性混合气，达到爆炸极限时便易发生爆炸是根据电流密度的变化而变化的,电流密度低时，氯中含氢浓度高。因此，在低电流密度运行时，更应该注意氯中含氢的浓度变化；

（3）氯中含氧。这个指标主要与出口淡盐水的pH值有关，在升降电流过程中要控制好盐酸的添加量；

（4）盐水质量。盐水杂质的蓄积是导致离子膜运行效率下降的直接因素；

（5）气体的控制。氯氢气体压力的控制是升降电流过程中最应该注意的一项，控制不得当直接会导致电解槽整个系统跳闸事故的发生；

（6）升降电流的速度。在升降电流过程中，调整电流的速度要平稳，要协调好各个工序。

3 电解槽峰谷电流运行的具体实施

生产的稳定是电解槽实行峰谷电流运行的首要前提。氯碱车间对离子膜生产系统进行电流负荷调整，即在凌晨、深夜的低电价时段提高离子膜生产负荷。为了保证电解槽在升降电流过程中的稳定运行，氯碱车间强化离子膜岗位人员的操作技能培训，并进行离子膜电解槽异常事故的应急培训和考核，增强员工的实际操作水平和应急处理以及电压的监测，做好跟踪记录和检查，严控工艺参数，生产系统保持在安全、稳定的状态下运行。对氯压机和氢压机进行系统的维护保养，保证提升电流过程中系统内氯氢气体压力的稳定。

（1）为了保证整个系统的稳定运行，电解槽在升、降电流过程中，由生产调度统一指挥，按照250 A/min的速率升、降电流，尽量避免因电流升降过快而导致电解槽槽温或气体压力有大的波动现象，保证槽温在84.5℃左右，控制好低电流运行时蒸汽的加入量；

（2）控制好碱浓度和含盐等各项指标，对各项指标进行实时监控并及时的调整，在升降电流过程中，增加中控指标取样的频次，并根据指标的变化及时的调整物料的加入量，保证各项指标的稳定，使离子膜处于稳定状态；

（3）要求DCS主控人员将氯、氢气体压力控制平稳，避免气体波动对极网造成损伤。缩短巡岗的间隙，对油压和锁定螺母位置进行三级确认制度，看槽工、班长、调度分别确认并签字，这样就大大提高了各岗位职工的责任心，也可避免螺母锁死打不开的现象发生。确保整个生产系统的平稳运行，实现利益最大化。

综上所述，电解槽实行峰、谷电流运行是可行的，并且存在很大的经济效益。

Economic benefits of ionic membrane electrolyzer in peak current operation

WANG Lian-di，YU Hai-jun
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.，Ltd.,qiqihaer 161033,China）

According to different times within one day of electricity price is different，the electrolyzer running current high and low adjusting appropriately，save electricity，to achieve economic benefits.At the same time，the peak and valley of the insufficiency of current operation and solutions.

electrolytic cell；power consumption；economic benefits

TQ114.26

B

1009-1785(2015)04-0012-02

2014-08-06

王连娣（1977—），女，工程师，毕业于黑龙江八一农垦大学，现工作于黑龙江昊华化工有限公司氯碱车间，从事技术管理工作。