离子膜电解槽增产改造

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氯碱厂电解装置产能为25 万t/a，10 台电解槽为蓝星北化机的型号为NBZ--2.7 型膜极距电解槽。每台电解槽有150 个单元槽，采用日本旭化成F-6801 型离子膜。2010 年11 月电解装置初始开车，最先投产4 台电解槽，至2017 年10 台电解槽相继投产运行，实现了装置满负荷生产。电解槽自投产至今电流在14 kA 运行时间较长。2018 年对电解槽进行单元槽增产改造。

1 改造方案及流程图

1.1 改造方案

每台电解槽增加6 片单元槽，电解槽前半区3 片、后半区3 片，同时增加相应电解槽进出口软管、单元槽阴阳极垫片、离子膜等附件设施。电解槽增产改造施工由蓝星北化机现场对电解槽阴、阳极出入口主管开孔并焊接白钢及钛接管。主管接管焊接完成后进行增加单元槽及离子膜安装。

1.2 工艺流程

电解槽增产改造工艺示意图见图1。

2 电解槽增产改造

2.1 增产改造前期准备

确定电解槽增加单元槽增产改造方案后，组织人员对电解槽出入口主管开口位置及尺寸进行详细确认；对挤压装置精心测量，确保增加单元槽改造后不影响电解槽螺母锁定位置。严谨核算入槽盐水及纯水的介质流量，确认盐水及纯水所用管道规格，核算盐水及纯水所用管道流量，保障进槽介质管道能满足增加单元槽后的用量。电解槽增产改造所需材料见表1。

图1 电解槽增产改造工艺示意图

2.2 改造施工过程

（1）电解槽改造施工拆卸解口主管法兰及软管：电解槽改造施工首先拆卸解口电解槽槽头、槽尾阴阳极出入口主管法兰。每台电解槽阴阳极入口主管DN150 管槽头拆卸解口法兰2 处、槽尾2 处；阴阳极出口主管DN300 管槽头拆卸解口法兰2 处、槽尾2 处。法兰解口拆卸后将电解槽出口软管出口及入口软管出口拆掉以便电解槽阴阳极出入口主管可以转动以便电解槽厂家进行电解槽出入口主管增加单元槽的开口及焊接出入口主管接管。

（2）电解槽改造施工电解槽出入口主管开口及焊接主管接管：每台阴极入口DN150 主管开直径39 mm 口并焊接白钢接管，阳极入口DN150 主管开直径39 mm 口并焊接钛接管；每台阴极DN300 出口主管开直径50 mm 口并焊接白钢接管，阳极N300 出口主管开直径50 mm 口并焊接钛接管。

（3）安装单元槽：对10 台电解槽改造需增加的60 片单元槽先进行阴阳极垫片粘接，待垫片干后将粘好的单元槽用电槽天车将其分别吊入电解槽前半区及后半区，将其放置在电解槽出入口主管开口及焊接好接管的相应位置。单元槽吊入好后进行离子膜安装及出入口主管的软管连接。

2.3 改造后创造经济效益

电解槽完成增产改造后每天增产烧碱：Q=KIDNT×效率=1.492（电化当量）×14（电流）×10（台）×60（单元槽数）×24（h）×93%（电流效率）=27.973（t）

表1 电解槽增产改造所需材料表

年增产烧碱=27.973×330=9 231.09（t）。

另外，多产这些烧碱需多消耗盐、碳酸钠、亚硫酸钠、三氯化铁辅料及直流电，需将这一部分费用扣除。多耗盐=9 231.09×1.47（盐耗）÷95%×337（盐估价）=481.367（万元）；

碳酸钠消耗=9 231.09×8.552（吨碱消耗）÷98%÷1 000×1 645.71（碳酸钠单价）=13.257（万元）；

亚硫酸钠消耗=9 231.09×0.615（吨碱消耗）÷96%÷1 000×2 978.57（亚硫酸钠单价）=1.761（万元）；

三氯化铁消耗=9 231.09×0.09（吨碱消耗）÷96%÷1 000×3 671.56（三氯化铁单价）=0.318（万元）；

多耗电=9 231.09×2 150（吨碱电耗）×0.5（电单价）=992.342（万元）；

年收益=9 231.09×（3 832 售价-1 109 成本）/10000=2 513.626（万元）；

纯收益=年收益-各种消耗2 513.626-481.367-13.257-1.761-0.318-992.342=1 024.581（万元）。

3 结语

黑龙江昊华化工有限公司氯碱厂10 台电解槽自2018 年4 月18 日起对10 台电解槽进行每台电解槽增加6 片单元槽改造，现10 台电解槽已相继改造完成。增加单元槽改造后电解槽运行平稳，此项改造为该公司创造了显著的经济效益。