BiTAC离子膜电解槽膜极距改造

黄志亮，刘圣才，张元堂，刘 伟

（湖北宜化化工股份有限公司，湖北 宜昌 443000）

BiTAC离子膜电解槽膜极距改造

黄志亮，刘圣才，张元堂，刘 伟

（湖北宜化化工股份有限公司，湖北 宜昌 443000）

介绍了离子膜烧碱装置膜极距改造情况。改造后，单元槽电压平均下降0.276 V，吨碱折百直流电耗平均下降211 kW·h。

电解槽；膜极距改造；经济效益；节能降耗

湖北宜化化工股份有限公司2003年进入氯碱化工，目前具备10万t/a离子膜烧碱，12万t/a PVC生产能力，电解槽引进日本氯工程公司产品，型号BiTAC-850复极式，6列，每列100个单元槽。目前B、C、E列电解槽已全部完成膜极距改造，节电效果显著。

1 改造原因

电解槽供应商对极板寿命保证一般是8～10年。该公司电解装置自2003年7月开车以来已使用十多年，一直未更换或维修，槽电压逐年上涨，电解效率下降，电耗逐渐上涨。部分批次膜运行已达到了3～5年，超出离子膜预期寿命，因此，决定单列换膜的同时对阴极极板进行膜极距改造，对阳极进行重新涂层。

2 改造内容及要求

2.1 改造内容

（1）阴极侧铺设弹性网和面网改造膜极距；（2）阳极换网涂层。阳极网使用多年，已经出现老化现象，更换阳极网；（3）阳极密封面更换为钛钯合金。

2.2 极网规格

（1）阴极面网。材质为镍丝（N6）编织网+涂层；有效面积为3.276 m2；使用寿命≥8年；（2）阴极缓冲网。材质为N6编织网；有效面积为3.276 m2；使用寿命≥8年；（3）阳极网。材质为TA1拉制网+涂层；有效面积为3.276 m2；使用寿命≥8年；（4）阳极密封面。材质为钛钯合金；使用寿命≥8年。

3 电解槽改造结果讨论

3.1 单元槽电压变化情况

在实际运行过程中，电解槽电流密度、温度、碱浓度可能不在同一基准线上，无法对槽电压进行准确对比。因此，如电解槽实际运行工况与基准条件（电流密度4.8 kA/m2、碱浓度32%、槽温90℃、新膜）有偏差，平均电解电压应按下述公式进行修订。

式中：V修订值为修订的平均单元槽电压（V）；KT为温度修订系数=0.013/℃（4.8 kA/m2时）；Kc为浓度修订系数=0.017/wt%；λ1为基准运行条件下电流密度（4.8 kA/m2）；λ2为实际运行条件下电流密度（kA/m2）；改造前后B、C、E列电解槽的槽电压对比表见表 1；槽电压趋势图见图1；此数据均已折算到4.8 kA/m2电流密度下。

表1 改造前后B、C、E列电解槽电压对比表

图1 改造前后槽电压曲线图

从图1可以看出：

（1）B、C、E列电解槽经过膜极距改造及更换离子膜后，单元槽电压明显下降，3列平均下降0.276 V，下降幅度最大的E列下降了0.293 V。

（2）改造前C列修正电压明显高于其他两列，实际运行电压与其他两列差不多，但其实际电流较其他两列低1.0～2.0 kA。由此可见，C列运行工况最差，且电耗相对较高，产量低，所以本次也是最先对C列进行膜极距改造及换膜。

（3）改造后三四个月各列槽电压较稳定，4个月过后槽电压呈现逐步缓慢上升趋势。

3.2 改造后节能降耗情况

在4.8 kA/m2电流密度下，在烧碱产量不变的情况下，根据电表统计数据，得出表2。

表2 改造前后吨折百碱电耗表

由表2可以看出：

（1）B、C、E列电解槽整体换膜及膜极距改造后，吨折百碱直流电耗下降明显，平均电耗下降211 kW·h/t。其中B、E列电耗下降幅度较大，分别为233.3 kW·h/t、248.5 kW·h/t；C 列电耗下降幅度稍小为151.7 kW·h/t。原因是为减少停车时间，借用外单位极板进行改造，极板状况不佳。之后B、E列电解槽更换的极板都是公司自身极板，改造效果明显。

（2）改造后，每年节约用电1 056万kW·h，折标煤量为1 298 t，年减排二氧化碳量为3 236 t，节能降耗效果明显。

3.3 投资及效益分析

该公司离子膜烧碱装置，单列更换离子膜及膜极距改造投资约322万元。按平均电价0.59元/kW·h，测算经济效益。

（1）吨折百碱平均直流电耗下降211 kW·h/t，三列电解槽折百碱产量按5万t/a计算，全年可创效622万元。

（2）年投资回报率高，总投资966万元，投资回收期1.6年。

4 结论

（1）电解槽改膜极距后，吨折百碱直流电耗平均下降211 kW·h/t，节能降耗效果显著。

（2）改造经济效益方面，总投资966万元，节电年创效622万元，投资回收期1.6年。

Summary of Zero-gap transformation of BiTAC ion-exchange membrane electrolyzers

HUANG Zhi-liang，LIU Sheng-cai，ZHANG Yuan-tang，LIU Wei

（Hubei Yihua Chemical Industry Co.，Ltd.，Yichang 443000，China）

The zero-gap remodeling of ion-exchange membrane electrolyzers for caustic soda was introduced.After transformation，the average of the unit cell voltage dropped by 0.276 V，the average drop of DC power consumption was 211 kW·h per ton of caustic soda on 100%purity basis.

electrolyzer；zero-gap transformation；economic benefit；energy-saving and cost-reducing

TQ114.26+1

B

1009－1785(2017)12-0001-02

2017-10-10

兰太实业拟逾29 亿元获注氯碱化工等资产

兰太实业近日公告，公司拟以不低于10.82元/股发行股份并支付现金10 亿元，向公司控股股东吉兰泰集团购买其持有的氯碱化工100%股权、高分子公司100%股权、纯碱业务经营性资产及负债，并向不超过10 名特定投资者发行股份募集配套资金不超过117 000 万元。标的资产合计预估值291 074.07 万元。

交易完成后，上市公司将在现有业务上增加烧碱业务、聚氯乙烯树脂（PVC）业务、聚氯乙烯糊树脂业务、盐酸业务等，纯碱业务产能将进一步提升，在盐化工领域产品范围进一步丰富，实现盐化工产品链的延伸。本次交易将解决吉兰泰集团下属纯碱业务与上市公司纯碱业务的同业竞争问题。