零极距电解槽更换极网及运行总结

零极距电解槽更换极网及运行总结

刘堂，田君

(新疆天业(集团)天辰化工有限公司, 新疆石河子832000)

【摘要】简要介绍零极距自然循环离子膜电解槽更换阴阳极网的过程，以及开停车注意事项。同时对更换极网后的电解槽性能进行了数据分析。

【关键词】零极距；离子膜电解槽；维修；更换电极；

Summary on NCZ electrolyzer replacement electrode net

LIU Tang ,TIAN Jun

Xinjiang Tianye (Group) Tianchen Chemical Co., Ltd., Shihezi 832000, China)

Abstract：This paper briefly introduces the process of replacing the electrode net in the electrolysis cell, and tips of the equipment operation。At the same time,

analyze the data about the property of electrolyzer after it is replaced.

Key words：NCZ；i onic membrane electrolyzer；servicing ；Replacing electrode net

前言：零极距自然循环离子膜电解槽作为目前最先进、最安全的烧碱生产装置，已被国内多数烧碱生产企业广泛采用。零极距电解槽最大的优点是节能，零极距电解槽在有极距电解槽的基础上，通过铺设弹性网，安装阴极网面，从而达到节能的目的。[1]新疆天业作为国内氯碱化工龙头企业，国家首批循环经济产业链示范企业，年产PVC树脂120万吨，烧碱产量超过80万吨。同时也是国内规模最大的特种树脂研发及生产基地。国内最早成套使用零极距电解槽的单位，一期项目天辰化工引进旭化成公司零极距电解槽14台。该装置2007年底开车运行，目前已安全运行8年。2015年6月-11月，天辰化工厂自主（有按日方标准修建的电解槽改造维修工房和技术人员，现场流水线作业）完成了7台电解槽的极网更换及单元槽维修工作，全部一次开车成功，运行良好。本文简单介绍零极距电解槽在更换极网过程中的操作要点以及开车时的注意事项，并对更换极网后的电解槽运行效果进行了数据分析。

1、更换过程

1.1 旧极网的拆除

考虑到复极单元槽阴阳极网面都需要拆除，施工过程中需准备可旋转的工作平台，将单元槽放置在旋转平台上，拆除阳极网时注意保护阳极密封面（可用特殊胶带防护）。拆阴极网时注意：零极距电解槽与常规极距电解槽的区别就在阴极网上，零极距电解槽阴极由阴极网面、弹性体和集电板三部分组成。由于弹性体的存在，使电解槽阴极外凸且具有弹性。安装离子膜后阴极、离子膜和阳极处于紧贴状态，实际的电极距只有离子膜的厚度，从而将电极的间距降至最小，即零极距电解槽。[2]因此，拆除阴极时只拆除阴极网和弹性体，集电板处理干净后可继续使用。

1.2 清理及试漏

首先对集电板上的残留焊点及阴极密封面进行打磨处理，然后对阳极筋板上的焊点进行逐一打磨，焊点打磨平整后，对单元槽进行清洗，测量筋板高度（如图表1），确保筋板整

体高度均匀，对于测量不合格的单元槽要进行重新打磨处理。

图表1

测量合格的单元槽，进行气密试验，主要目的是检验单元槽内部是否有泄漏情况，将单元槽放入特制的气密试验装置，按要求完成对阴极室、阳极室的试漏工作，合格品进入下道工序，如发现有泄漏情况，找出漏点进行维修并做好记录。

1.3安装阳极网

1.3.1首先应检查阳极密封面及整个阳极室外围是否完好，筋板上是否有遗漏焊点未处理，检查阳极室内是否有异物，一旦发现及时处理。安装阳极网时注意：一个单元槽的阳极网分为A、B两张，按要求放置正确后开始焊接。

1.3.2焊接完成后所有焊点进行检查，如有凸起焊点,在单元槽安装的挤压过程中都会使该部分与膜最先接触。由于接触面积小，使离子膜在此点上受到非常大的挤压力，膜容易出现针孔或撕裂。[3]因此，必须将其打磨平整，打磨时需用专业磨头，防止损伤阳极网面。

1.3.3用百分表按照要求对新安装的阳极网面进行高度测量，并记录其数据，不合格的需进行变形修正。

1.4 安装阴极网

1.4.1安装阴极网前再次确认集电板是否处理干净，检查无误后，准备好定位磁铁条，紧贴阴极密封面内边放置，确定弹性体四周边距。平铺弹性网，然后按要求进行焊接。弹性体安装完成后，需用辊筒碾压弹性体使之平整。

1.4.2将提前折完边的阴极网面准备好，平铺整齐，然后用镍带进行四周焊接，最后进行裁剪和镍带压平处理，安装完毕后，同样需要进行高度测量并做好记录。

2、成品验收

2.1 对完成更换或维修的单元槽进行外观检查，防止在吊装、运输等过程中造成的机械损伤。检查单元槽阴极网面是否有毛刺；检查阳极网面是否有脱焊现象；检查进出口牺牲阳极是否正常。

2.2检查单元槽手柄是否安装正确。单元槽手柄在使用过程中要注意：一侧为自由活动端，另一侧带有定位凹面，主要作用是在单元槽排列时进行定位，确保整台电解槽整齐。

3开车前准备及确认工作

3.1 检查终端槽铜排连接是否合适，电解槽线缆绝缘胶皮是否有磨损，绝缘板是否安装正确。确保安全第一。

3.2 检查单元槽顺序是否正确，首先是因为负极区单元槽不能混入正极区使用，另外还由于电解槽在通电运行状态下，单元槽会发生非常细微的弯曲，因此，单元槽位置尽量按原顺序排列，如果确实有更换的单元槽，标记好具体位置，以备开车后进行电压对比。

3.3 密封垫片粘贴是否规范。垫片的正确安装非常重要，它直接决定电解槽和离子膜是否能够长期安全运行，很容易使膜受损伤或产生盐泡，甚至也会影响离子膜和电解槽的使用寿命，因此，垫片的安装必须按要求大小合适，横平竖直。同时要有专业人员进行检查核实。垫片粘贴完成后在涂抹离型剂时也需要注意控制用量，太多也会对膜的运行产生影响。

3.4 检查工艺管线、阀门、仪表及安全连锁装置，尤其要注意电解槽阳极液进出口总管上的牺牲电极是否需要更换，根据电解槽工作原理，牺牲阳极的腐蚀主要体现在进液口，而且多在两端，出口管一般不会被腐蚀。

3.5 安装离子膜：离子膜的安装是整个开车前准备工作中最为关键的一步。要求在安装离子膜前，必须对每一片单元槽阴阳极网面进行再次检查，同时对电解槽整体进行检查。安装离子膜时必须确保离子膜安装平整而不发生褶皱，更不能装反。另外细节方面要注意安装离子膜过程中不要向阴极网面浇纯水。

3.6 进行整台电解槽试压试漏，进行电解槽试漏时，不仅要观察电解槽是否有泄漏，更要观察每一片单元槽出口管液体是否正常流出，确保单元槽不发生堵塞。

3.7 进行离子膜试漏，按要求对新安装的离子膜进行试漏，确保整台电解槽离子膜安装正常。

4、性能分析

对于更换极网后的电解槽，开车运行期间，必须持续观测并记录相关数据。以下是1号槽更换极网后与电解槽原始开车时的数据对比。

图表4：

从以上数据可以看出，电解槽在更换极网后，在相同电流负荷下，单元槽电压与电槽运行初期基本保持一致，电流效率也达到了96.5%的目标值。更换极网工作达到了预期目标。

5、小结：零极距电解槽更换极网工作的顺利实施，以及通过与原始开车时的数据对比，不仅为企业积累了电解槽维修方面的技术经验，而且对于氯碱化工设备实施国产化以及提高自主技术水平有着积极的意义。新疆天业作为国内重要的氯碱化工生产单位，在企业发展的同