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        32%轉(zhuǎn)產(chǎn)30%的燒堿運行分析

        2013-01-29 03:18:44段成義李國驍盧麗萍
        中國氯堿 2013年3期
        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)產(chǎn)電流效率燒堿

        段成義,李國驍,盧麗萍

        (重慶市映天輝氯堿化工有限公司,重慶401221)

        重慶市映天輝氯堿化工有限公司位于重慶長壽化工園區(qū),2009 年建成投產(chǎn), 燒堿產(chǎn)能10 萬t/a,配套3 萬t/a TCE 項目。 為了提升企業(yè)競爭力,推進(jìn)節(jié)能降耗生產(chǎn)優(yōu)化工作,該公司將電解生產(chǎn)的32%堿調(diào)整為30%堿。 運行至今,效果明顯。

        1 轉(zhuǎn)產(chǎn)可行性探討

        1.1 堿濃度控制范圍要求

        離子膜的交換容量是一定的,其交換容量越高,電流效率的極大值也就越偏向于高濃度一側(cè), 膜也就更加適應(yīng)于生產(chǎn)濃度更高的燒堿, 而在制取低濃度的堿時就不太適宜。 該公司使用的離子膜允許的堿液濃度為28%~33%,在設(shè)計范圍內(nèi)廠家的推薦濃度為30%~32%。

        1.2 堿液濃度對電流效率的影響

        堿液的濃度直接影響離子膜羧酸層的含水率,羧酸層作為電流效率的決定層, 隨著堿液濃度的上升,羧酸層的含水率也逐漸下降,離子膜內(nèi)固定離子的濃度也逐漸增大,最終導(dǎo)致電流效率逐步下降。伴隨著堿液濃度的降低, 電流效率也同樣會有一定的降低。 杜邦膜給定的資料顯示,堿濃度為31%~33%之間時,電流效率達(dá)到極值。

        1.3 堿液濃度的降低利于槽電壓下降

        堿液濃度的降低對槽電壓最直接的影響就是陰極液電阻的下降; 在80 ℃時,32.5%堿液的電阻為0.990 Ω·cm,30%堿液的電阻為0.969 Ω·cm。 另外,伴隨著堿液濃度的降低, 離子膜羧酸層含水量明顯增加, 對膜電壓起決定因素的羧酸層的電阻率也明顯下降,參看圖1。

        圖1 堿液濃度對羧酸層電導(dǎo)率的影響圖

        杜邦N981 膜的堿液濃度與槽電壓的關(guān)系見圖2。

        1.4 堿液濃度調(diào)整后對鈉離子遷移的影響

        堿液濃度降低, 離子膜中羧酸層的含水率隨著陰極側(cè)堿液含水率的增加而增加, 離子膜羧酸層的離子通道將會擴(kuò)張得更大,便于提高鈉離子的擴(kuò)散,見圖3。

        通道擴(kuò)張后,由于氫氧根離子滲透,堿中氯酸鹽含量會隨之增高。

        2 運行情況

        2.1 堿濃度控制情況

        在實際的生產(chǎn)過程中為了滿足顧客的的需求,并將由于產(chǎn)品質(zhì)量正偏差導(dǎo)致的損失控制在最小,30%堿的濃度一直控制在30.1%~30.4%。初期運行,由于剛進(jìn)行調(diào)整,堿濃度波動幅度較大,控制得不夠穩(wěn)定。隨著操作上的逐步適應(yīng),堿液濃度逐步穩(wěn)定為30.3%。 堿液濃度的運行趨勢變化圖見圖4。

        濃度調(diào)整后,30%堿比32%堿中的氯化鈉含量約增長了0.000 34%,具體變化情況見圖5。

        2.2 槽電壓變化

        圖6 為堿液濃度調(diào)整后相同電流下單元槽電壓的變化圖(未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)折算)。

        轉(zhuǎn)產(chǎn)30%堿后根據(jù)實際運行報表統(tǒng)計折標(biāo)后對比單元槽電壓平均下降約為0.023 V,從電解直流電耗的計算公式:,可以得知,相對于32%堿每生產(chǎn)1 t 30%堿 (折百) 降低直流電耗為

        3 收效對比

        在濃度30%~32%之間堿液濃度與槽電壓的關(guān)系為y=0.02x+2.25,通過圖2 曲線可以看出,濃度每增減1%,槽電壓增減10 mV。 倘若把堿濃度由32%調(diào)整成為30%,則相對應(yīng)的每個單元槽降低的電壓為0.02×(32-30)=0.04(V),相應(yīng)地噸堿電耗降低的能耗為噸堿電耗=平均槽電壓/(1.492×0.965)×1 000;噸堿電耗降低的電耗為0.04/(1.492×0.965)×1 000=27.78(kW·h)。 電價以0.58 元/kW·h 計,可節(jié)約電費為27.78×0.58=16.11(元)。10 萬t/a燒堿,可節(jié)約電費約為161 萬元kW·h。

        每生產(chǎn)1 t 折百堿多消耗的水為1 000/0.3~1 000/0.32=208(kg),脫鹽水的單價約為5 元/t,每噸折百堿增加的水費為1.04 元; 全年綜合節(jié)約電費80 萬元。

        4 綜述

        生產(chǎn)實際運行控制與方案還存在一定差距,堿液濃度不能完全穩(wěn)定在較小的期望范圍內(nèi)運行, 還需要從管理和控制上投入更多優(yōu)化措施,但32%堿轉(zhuǎn)產(chǎn)30%堿效果總體明顯,產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)效益較大,同時,也有利于離子膜效率的提升。 該方式有利于企業(yè)的節(jié)能降耗工作的推進(jìn)。

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