降低烧碱电耗举措

王俊焕，董 雷

（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江 齐齐哈尔161033）

黑龙江昊华化工有限公司（以下简称“黑龙江昊华”）离子膜电解盐水生产烧碱系统采用的电解槽为NBZ-2.7型膜极距电解槽，离子膜为日本旭化成离子膜。在离子膜电解盐水生产烧碱系统中，烧碱耗电多少决定了烧碱成本的高低，所以离子膜吨碱直流电耗成为各烧碱企业生产中关注和控制的重要指标。

离子膜电解盐水生产烧碱，降低其吨碱直流电耗，提高电流效率，主要是在氯碱生产系统中的盐水及电解两个工序的操作及管理。黑龙江昊华为降低吨碱直流电耗于2018年12月末专门召开降低烧碱电耗专项分析会议，并在生产指标控制、生产操作及生产管理、工艺管理等各方面作出细致、全面规定并进行认真、严格落实。

1 指标控制方面

（1）一次及二次盐水工序。严格控制盐水浓度在300～310g/L，温度在55~65℃，盐水中钙、镁离子含量在0.01 mg/L以内。氢氧化钠过量控制在0.10～0.30 g/L，碳酸钠过量控制在0.3～0.5 g/L，当原盐中钙镁含量偏高时，将氢氧化钠过量及碳酸钠过量偏上限控制。

（2）电解工序。电解工序积极进行调整影响电耗的各项工艺指标，有效调控电解槽的槽温及烧碱浓度、电解槽加酸等指标并将电解槽加酸出口酸度在指标上限控制，最大限度减少副反应，尽可能降低电解槽电耗。将烧碱浓度控制在32.1%~32.3%、电解槽出口酸度控制在0.001~0.003 g/L、电解槽温实行自然槽温，温度控制在83.0~84.0℃。

2 管理方面

（1）盐水工序。加强对生产烧碱的原料监管，提高工业盐质量，严格控制原盐中Ca2+、Mg2+、SO2-4等杂质含量。为确保盐水质量，采购优质进口原盐。加强盐泥压滤管理，要求安排专人负责。根据原盐质量及盐泥槽液位情况及时调整压滤机进料时间及盐泥泵的运转频率，使盐泥槽有足够的空位，以确保每次排泥均能正常进行。每天段长及班长对盐泥压滤情况进行检查，发现问题及时解决。

（2）电解工序。电解技术人员每天对离子膜阴极电流效率及阳极电流效率进行计算；每天白班当班员工对电解槽现场电压进行测量，根据现场实测电压计算烧碱直流电耗；电解管理及技术人员每天与成品碱库核对烧碱产量，如果出现偏差与碱库核对碱罐液位，及时查找原因，保障烧碱产量精准进而保障烧碱电耗准确。

（3）黑龙江昊华电解现运行10台电解槽，自2010年装置建成初次开车至今离子膜均已进行过周期更换（离子膜使用周期为3年），10台电解槽的离子膜使用到期后进行更换后再投产。10台电解槽离子膜换膜投产情况为2017年2月、3月换膜投产3台；2017年10月、11月换膜投产4台；2018年2月、5月、8月换膜投产3台。新离子膜使用初期电流效率高、产烧碱多、电耗低，为此该公司对于不同时期更换的离子膜采用不同的运行电流密度。运行期短的离子膜效率高，实行高电流密度运行，运行期长的离子膜效率低，实行低电流密度运行，进行电流密度科学匹配，保障实现低电耗运行。

（4）盐水质量是保障离子膜产烧碱高效率、低电耗的重要因素。为保障盐水质量能持续、不间断监控。黑龙江昊华在周六、周日双休日及法定节假日均对一次盐水储罐及二次盐水树脂塔的二级塔进行留样分析监控。对过滤盐水罐每晚20：00用滴定法监控盐水中钙、镁离子含量。车间夜班值班调度也每天对一次盐水与二次盐水工序随机抽取盐水样、随时监控盐水质量以确保盐水质量合格，保障膜性能，进而保障吨碱耗直流电。

3 生产操作方面

（1）加强凯膜过滤器定时巡检，掌握每台过滤器清液状况、清液量及过滤压力、反冲时间，发现膜组件泄露时及时停机更换。过滤器压力偏高，影响正常生产时，需及时进行酸洗。过滤器正常酸洗时，严格按规定步骤操作，保证过滤器过滤效果及出水量。

（2）加强排泥操作。预处理器每2 h上排泥一次，上排泥以露出清液为准；每4 h下排泥一次，下排泥以盐泥变稀为准，工段制定了上、下排泥时间，并要求各班排泥人员严格按规定的排泥时间进行操作，为保证排泥效果，延长排泥时间，规定预处理器V-405A与V-405B不能同时进行排泥，各班定期清理浮泥槽内外环板上泥垢。还要定期疏通所有清液管，保证出水量。

（3）加强精制剂的配制工作。每天操作人员准时进行碳酸钠、三氯化铁及亚硫酸钠溶液的配制，根据生产负荷及时调整化料数量，定时取样化验，保证配比浓度，由当班班长监督操作。

（4）为确保一次盐水SO2-4浓度≤5 g/L，生产中严格控制进膜盐水的pH值5~8、余氯为0、温度25~35℃，当班人员认真巡检，查看结晶体输送泵运行情况，发现管线结晶堵塞情况及时处理（尤其冬季），及时出硝。

（5）树脂塔再生程序中，保证树脂塔反洗效果，反洗纯水量由60 m3/h到120 m3/h逐步增大，反洗最高水量120 m3/h保持在20 min左右，以保障树脂塔反洗效果。严格控制树脂塔酸、碱再生加入量，使酸、碱再生加入量在加入量上限操作，及时取样分析，保障树脂塔酸、碱再生合格使出塔盐水Ca2+、Mg2+在10×10-9以内。树脂塔出塔入槽盐水Ca2+等阳离子含量若偏高则依据盐水情况将树脂塔再生进行倍量再生。随时监控树脂塔内树脂高度在1.36 m以上，发现树脂高度降低，及时补充树脂，保证树脂高度进而保障进入电解槽盐水质量合格。

（6）盐水在线监测指标必须保证合格，发生异常及时采取措施调节到正常，如处理不了可降量或停车。工段要求每位班长、操作人员，当班问题当班处理，不能将问题遗留到下班组。工段长、技术员每天对生产指标曲线及工艺指标控制情况进行检查，严格工艺纪律。

经过采取以上各项电耗控制举措后烧碱耗电下降显著。

2019年1月进行采取电耗控制举措前（2018年11、12两个月）离子膜吨碱直流电耗等各数据表见表1。

2019年1月进行采取电耗控制举措后离子膜吨碱直流电耗等各数据表见表2。

表1 采取电耗控制举措前离子膜吨碱直流电耗数据表

表2 采取电耗控制举措后离子膜吨碱直流电耗数据表

实施降低电耗各举措后烧碱耗电趋势曲线图见图1（对应上表格）。

图1 烧碱电耗趋势曲线图

该公司2019年1月生产烧碱19 500 t，电耗由12月及11月两个月平均2 251 kW·h降低到2019年1月平均2 209.25 kW·h，仅1月为企业节约资金：（2 251-2 209.25）×0.6×19 500=48.847 5（万元），预计全年可为公司节约资金586.17万元。

黑龙江昊华经过采取以上各项降低离子膜吨碱直流电耗控制举措后烧碱耗电下降显著，烧碱成本得到大幅降低、实现了降本增效，为企业创造了可观的经济效益。