生产过程中如何降低电解槽耗电量

2022-09-10

Cl O2厂生产的Cl O2是由Na Cl O3和HCl反应生成的, Na Cl O3是由电解槽电解Na Cl获得的, 其生产过程中要耗大量的电, 所以降低电解槽耗电量, 就可以降低Cl O2的生产成本。设计生产每吨CLO2需要8.785MWH。实际生产每吨CLO2所消耗的电, 2005年5月到2006年5月, 实际生产每吨CLO2所需电耗维持在8.5 MWH左右, 2006年6月提升Cl O2产能后, 生产每吨的CLO2所需的电耗升至9.25 MWH左右, 高于设计值8.785MWH。所以降低生产每吨CLO2耗电量为改善目标将其从改善前的9.25 MWH降到目标值8.8 MWH。如果达到目标, 预计每月可节省电费20万元人民币。

降低电耗主要应减小回路中的电阻, 要减小电阻主要有三方面问题, 1.铜排的老化和松动, 2.污染物进入系统, 3.电解槽内有垢体。

1 铜排的老化和松动

下面我们先分析铜排的老化和松动的原因, 在通高电流时, 铜排会发热导致电阻增高, 加大了电耗。在长期高温高电流条件下, 铜排会出现熔融老化及连接松动现象, 严重时会发生停车及爆炸事故。于是在每次停车时, 安排机械人员更换熔融老化的铜排, 以降低铜排阻耗;同时给铜排连接面涂抹导电膏, 并对螺栓进行锁紧加固, 这样可以防止铜牌在运行中导电不佳, 不仅如此, 还可以安装风扇吹扫铜牌, 降低其运行的温度, 延缓铜牌的老化, 并且在日常检点中时刻检测铜牌的温度, 防止以外发生。

2 污染物进入系统

污染物进入系统, 生产系统与外界非完全隔离, 会有杂质进入, 从而污染反应液Na Cl O3, 在Na Cl O3循环过程中杂质会附在电解槽极板上, 导致电阻加大, 电耗增加, 甚至可引起CLO2分解。为了阻止污染物进入, 在与空气相通的设备上增加过滤网及用N2吹扫, 并每天更换过滤网防止污染物进入。同时加强对原料的管控。首先, 对加入系统中的纯水进行分析监控。其次, 提高加入系统中的Na2Cr2O7的品质, 由原来纯度为98.3%提高到99%。另外, 对HCL及Na Cl O3溶液过滤器进行了改善, 将原来易起毛HCl过滤器滤芯改为使用孔径1um的新滤芯, 有效的过滤了污染物.而原两段式Na Cl O3过滤器滤芯, 连接处易破损且垫片易松动过滤效果不佳。改为采用新单条优质滤芯代替, 过滤效果彻底改善, 系统内溶液得到了净化。

3 电解槽内有垢体

电解槽内有垢体, 长期的运行中, 在给系统补充的盐水, 水, 重铬酸钠, 以及盐酸和空气时, 其所带有Ca2+、Mg2+离子等杂质也进入系统, Ca2+、Mg2+离子与阴极的OH-离子反应产生沉淀并聚积在电极上, 形成了垢体。当电极上的垢体增加时, 电阻会增大, 电耗随之上升, 电解效率就降低, 通常运用K值判断电解槽电解能力的好坏, 它和电解槽的电压、电流、温度都有一定的关系, 一般通过k值的最大值来判断电解槽的整体运行状况, K值越大, 电解槽电解效率越低。将每周测量电解槽槽压的数据, 转化为K值来分析电解槽的运行状况, 数据显示K值由06年5月的0.23上升到07年1月的0.32, 已经超过了安全运行值;可以看出单耗电量随K值上升而增大, 说明电解效率在下降, 即电解槽极板上存在大量的垢体。如何除去这些垢体呢。两种方案, 水洗和酸洗。

3.1 水洗

水洗的流程分为四个步骤, 其特点是时间短, 操作简单, 对电解槽的损害小, 可以清洗掉部分结垢;具体操作步骤如下, 先将电解槽排液, 然后, 拆上升管加水浸洗, 再拆开电解槽人孔, 加软管进行单槽清洗, 最后加水浸泡电解槽一小时, 完成水洗。水洗后电解槽K值有所下降, 耗电电量在清洗后下降0.2-0.4MWH/T, 但是水洗后K值会在短期内升回, 说明水洗, 不能彻底解决垢体问题。

3.2 酸洗

酸洗的优点是对污垢清洗较彻底, 但是费时长, 耗原料多, 对电解槽的极板会有一定的影响。其步骤与水洗相近, 只是多了配酸和酸洗步骤, 具体操作如下, 电解槽排液, 拆上升管用水侵洗后, 配置酸洗液 (在配置要注意酸的浓度和抑制剂的量, 以免酸洗时损害电极, ) 将配置好的酸洗液打入电解槽内浸泡1小时, 之后排尽酸液, 进行多次水洗, 直至没有残酸为止, 酸洗才算完成。

酸洗前电极上面有很多的锈渣和垢体;清洗时, 垢体和酸液反应, 起了很多的白泡沫;酸洗后, 很明显可以看出极板干净了许多。酸洗前后K值, K值由酸洗前的0.32降至酸洗后的0.2, 单耗电量也从9.37MWH降到8.53MWH., 酸洗前后的K值平均值差值达到0.7, 而且酸洗后K值一直较为稳定, 说明对污垢清洗较彻底。

因为酸洗耗时长, 对电极有一定影响不能经常使用, 将水洗和酸洗两种方法进行搭配运用, 可以有效控制电解槽K值, 使电解槽高效率低电耗的运行。通过上述的方法已经将生产每吨CLO2需要的电耗量降到8.53MWH, 突破目标值8.8MWH。