电解槽阳极进料管堵塞问题探讨

2022-12-24司志坦

氯碱工业 2022年8期

关键词：电解槽进料盐水

司志坦

(山东泰汶盐化工有限责任公司，山东泰安 271024)

氯碱企业离子膜烧碱生产过程中，电解槽单元槽阳极进料管堵塞问题常被提到，相关事故也多有发生，其危害性也是显而易见的，笔者从现象、机制、处理方法提出个人浅见，与行业内各位专家探讨。

1 电解槽堵塞现象及危害

离子膜电解槽单元槽进料管堵塞物在透明进料软管中是可视的，一般在电解槽高温运行过程中为黏稠流体状态，降温后清理时较为酥脆，稍微用力触碰即可破碎。

单元槽进料管堵塞现象具有很强的突发性，很难被及时发现，操作人员也只能从电压变化判断单元槽进料管堵塞的可能性，而对于操作人员来说，电压异常变化也需要排查甄别的过程，除了要求职工素质较高、经验丰富，其中也有较大的偶然性，也就是一发现电压上涨，工作人员立刻往这个方向判断，进而采取降负荷处理措施，否则一般是在采取措施前电解槽就联锁跳停。

电解槽单元槽阳极进料管堵塞对电解槽运行危害较大，一般是组槽电压高高限联锁电解槽紧急跳停，严重的出现烧槽现象，即便是组槽电压高高限联锁跳停，由于相应的离子膜高温运行状态下盐水得不到有效充足供应，单元槽内盐水浓度急剧下降，离子膜分层风险较大，且离子膜的一部分处于空液状态，膜间温度处于不可控状态，其强度下降，再加上急停引起的压力波动，对离子膜损坏极其严重，因此处理完毕需要再次开启时特别注意检查离子膜的泄漏可能。

2 电解槽堵塞原因分析

离子膜电解槽单元槽堵塞物成因一般为：管道橡胶垫片或橡胶衬里脱落氯化物、破碎螯合树脂氯化物、盐水中集聚有机物氯化产物。

管道橡胶垫片或橡胶衬里脱落氯化物在氯碱行业2010年以前出现较多，主要原因是当时的氯碱企业价格成本考虑，采用橡胶垫片和衬胶管道，但目前这类现象很少存在。

盐水中有机物因其原料盐来源不同难以确定成分，但通过微谱分析较容易判断并定性链状有机物和环状有机物组分，这类情况主要存在于特殊原料盐水中或盐水突然受到污染。

螯合树脂因其在氯碱行业盐水杂质离子处理过程中的不可替代性，破碎螯合树脂氯化物堵塞现象更为普遍。

从目前数据看，破碎螯合树脂氯化物和盐水中有机物是现阶段离子膜电解槽单元槽堵塞的主要物质。

3 电解槽堵塞相关措施

3.1 管道橡胶垫片或衬胶的更换

在氯碱行业内，大家很早就意识到管道橡胶垫片或橡胶衬的危害性，其机制也很简单，大块直接堵塞牺牲电极过滤网，小粒子氯化物堵塞离子膜电解槽阳极进料管，因此很多企业将原有垫片更换为聚四氟乙烯垫片，将原有管道改为衬氟管道或钛管道，但衬氟管道仍存在与衬胶管道类似的问题，即检修排液或其他导致管道内出现负压的操作促使氟层与钢管脱离变形堵塞，更有甚者变形破损腐蚀钢管造成电解槽铁污染，相对而言钛管更为安全。

3.2 螯合树脂及其氯化物捕集系统

目前离子交换树脂应用较为广泛，盐水用螯合树脂高效除杂及工艺简单的优势更加深入人心，虽然国产树脂与国外树脂在树脂颗粒均匀度和破碎率方面仍有一定差距，但国产树脂已完全实现装置替代并且没有代差，螯合树脂的破损主要为化学药品溶胀、萎缩，以及再生过程中的冲洗翻腾产生，这部分破碎树脂基本在螯合树脂捕集器得到拦截，只有微量穿透树脂捕集器进入盐水系统，但在电解槽阳极运行系统一般不会留下痕迹，也有氯碱企业为保险起见增加一套螯合树脂捕集器实现二级拦截则更加稳妥，在此需要指出的是树脂捕集器网应根据本公司摸索的时间经验定期更换，有的企业常年使用，肉眼看到有破损才更换，因此损失更大。

正常运行状态下的离子交换树脂破损率相对具有规律性且可控，但异常运行盐水中出现游离氯的损伤是比较大的，出现破碎率较大现象，形成不可视有机粒子，但这种情况往往有一定时间预期，也就是发现事故马上处理能快速挽救避免事故扩大化，盐水方面一般是先消除进塔盐水系统游离氯，提高盐水温度(一般到65 ℃左右，此处注意也不要太高，防止树脂老化速度加快)，树脂塔置换含游离氯盐水，即树脂塔顺次再生，树脂捕集器大流量反冲；电解槽方面一般是降低电流负荷，停止淡盐水循环，置换淡盐水系统。

3.3 盐水系统掺混有机物

盐水中有机物的外部来源各有不同，形式也多种多样，因此去除方法也不能一概而论，一般需要检测有机物成分，去除方法也需要进行试验，企业通常通过次氯酸钠等氧化剂氧化后采用鼓风机吹出和盐水曝气，或通过氢气燃烧产生1 200～2 000 ℃火焰和被加入空气雾化后的含有机物盐水直接接触，有机物被氧化去除，也有企业两种方法结合运行。