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        國產(chǎn)離子膜運(yùn)行總結(jié)

        2014-11-22 02:04:52崔曉兵楊振偉
        中國氯堿 2014年1期

        崔曉兵,楊振偉

        (中鹽常州化工股份有限公司)

        1 運(yùn)行電解槽介紹

        中鹽常州化工股份有限公司現(xiàn)有3套電解裝置,其中6萬t/a 燒堿裝置是日本旭硝子公司AZECF2-563型電解槽,為自然循環(huán)單極式離子膜電解槽,有效面積為1.71 m2,設(shè)計(jì)電流密度3.33 kA/m2,共計(jì)32臺,每臺電解槽有30個(gè)電解單元,1997年投入運(yùn)行,2003年進(jìn)行陰、陽極的再生重涂,并且經(jīng)歷搬遷的過程,平均離子膜壽命>36個(gè)月,目前使用的離子膜是旭硝子F-8020,F(xiàn)-8030,F(xiàn)-8031;杜邦N982TX,N2010TX,N2030TX。

        該公司于2010年8月20日在AZEC-F2-563型電解槽EM-307安裝30張國產(chǎn)離子膜,離子膜型號為DF988,運(yùn)行至2013年5月。2012年4月1日在AZEC-F2-563型電解槽EM-312安裝30張國產(chǎn)離子膜,離子膜型號為DF2801。這兩臺電解槽運(yùn)行至2013年5月,各項(xiàng)安全指標(biāo),工藝指標(biāo)均不遜于國外同類型號離子膜,整個(gè)運(yùn)行情況安全、平穩(wěn),跟蹤分析數(shù)據(jù)良好穩(wěn)定。

        2 運(yùn)行數(shù)據(jù)

        (1)DF988從2012年5月至2013年5月運(yùn)行數(shù)據(jù)見表1和表2。

        (2)DF2801從2012年5月至2013年5月運(yùn)行數(shù)據(jù)見表3和表4。

        (3)進(jìn)口離子膜從2012年5月至2013年5月運(yùn)行數(shù)據(jù)見表5和表6。

        3 數(shù)據(jù)分析

        DF988離子膜在該公司F2電解槽上運(yùn)行至2013年5月已達(dá)33個(gè)月,在此過程中運(yùn)行中經(jīng)歷多次停車和長期停車1個(gè)月的考驗(yàn)。各項(xiàng)安全指標(biāo)、工藝指標(biāo)均能可媲美國外同類型號離子膜,整個(gè)運(yùn)行情況安全、平穩(wěn),分析數(shù)據(jù)良好穩(wěn)定。DF2801離子膜運(yùn)行13個(gè)月,從目前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析,各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于同期的DF988膜。

        (1)安全指標(biāo)氯氣含氫所有的分析數(shù)據(jù)為“檢不出”,單元電壓穩(wěn)定,分布均勻,整個(gè)運(yùn)行中未發(fā)現(xiàn)安全隱患。

        表1 DF988運(yùn)行數(shù)據(jù)

        表2 DF988陽極電流效率

        表3 DF2801運(yùn)行數(shù)據(jù)

        表4 DF2801陽極效率

        (2)由于單極槽的特殊性,電解槽啟動(dòng)時(shí)采用瞬間高電流送電,在高電流的沖擊下DF988膜和DF2801膜能保持安全穩(wěn)定。

        (3)運(yùn)行中經(jīng)歷調(diào)峰運(yùn)行,計(jì)劃停車,連鎖停車,長期停車1個(gè)月的考驗(yàn),30%和32%堿的交替運(yùn)行,說明國產(chǎn)離子膜的適應(yīng)性較強(qiáng)。

        表5 進(jìn)口離子膜運(yùn)行數(shù)據(jù)

        表6 進(jìn)口離子膜陰極效率

        (4)DF988運(yùn)行氯氣純度基本能保持98.0%(電槽運(yùn)行不加酸),目前陽極電流效率仍能保持95.7%。

        (5)堿中含鹽能穩(wěn)定在保持小于35×10-6,達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品要求。

        (6)由于全氟磺酸層和全氟羧酸層之間采用無界面融合,使得全氟磺酸層和全氟羧酸層更為緊密,不易產(chǎn)生水泡,從而獲得較低的電壓和較高的電流效率。

        (7)使用DF2801的電解槽氯氣純度和陽極電流效率均優(yōu)于同期使用DF988的電解槽。

        (8)由于F2電解槽的特殊性,因此該電解槽運(yùn)行的電流密度低于復(fù)極槽,并且槽電壓略高于復(fù)極槽。

        4 結(jié)論

        國產(chǎn)氯堿離子膜DF988和DF2801運(yùn)行結(jié)論:

        (1)從運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,國產(chǎn)離子膜工業(yè)化運(yùn)行安全性能達(dá)標(biāo),達(dá)到了工業(yè)化運(yùn)行的條件。

        (2)本次使用的國產(chǎn)離子膜DF988是屬于無犧牲芯材的高強(qiáng)度離子膜,運(yùn)行性能指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品相當(dāng),達(dá)到國際同類產(chǎn)品的水平,有部分指標(biāo)優(yōu)于國際同類產(chǎn)品。

        (3)國產(chǎn)離子膜對碘有較強(qiáng)的耐受性。

        (4)DF2801是帶犧牲芯材的高強(qiáng)度離子膜,由于本次的離子膜DF2801厚度大于DF988,因此安全性能有進(jìn)一步提高。

        (5)要確保離子膜的安全穩(wěn)定運(yùn)行,運(yùn)行管理是關(guān)鍵,特別是保證鹽水質(zhì)量,嚴(yán)格控制電槽陰極液、陽極液濃度、電槽槽溫,嚴(yán)格控制氣體壓差,升降電流的及時(shí)調(diào)整都是保證穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

        (6)由于離子膜制造過程非常復(fù)雜,全氟磺酸樹脂和全氟羧酸樹脂的穩(wěn)定性至關(guān)重要,并且對成膜過程的機(jī)械設(shè)備加工精度都有很高的要求,這對產(chǎn)品離子膜的性能有決定性作用,希望能得到進(jìn)一步提高。

        (7)完善對離子膜的分析和檢測方法,對改善和提高離子膜的性能可以提供詳實(shí)的數(shù)據(jù),為產(chǎn)品的提升具有指導(dǎo)意義。

        5 結(jié)語

        國產(chǎn)離子膜的工業(yè)化應(yīng)用,打破了國外公司壟斷的局面,極大提升了氯堿行業(yè)的產(chǎn)業(yè)安全性。經(jīng)過長達(dá)33個(gè)月的運(yùn)行,國產(chǎn)氯堿離子膜在該公司的電解槽上能安全穩(wěn)定運(yùn)行,且各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到如期效果,為今后大面積使用國產(chǎn)氯堿離子膜提供了真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。

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