電解槽固定陽極改制為擴(kuò)張陽極的效果分析

何家華

(山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司山西大同037005)

[關(guān)鍵詞]電解槽;固定陽極;擴(kuò)張陽極[摘　要]通過考察國內(nèi)A、B兩氯堿公司擴(kuò)張金屬陽極改造情況,山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司將固定陽極改制為擴(kuò)張陽極。分析加大電壓和電流兩種情況下產(chǎn)量的增加情況,確定電流由20.5kA增加到23.5kA時燒堿產(chǎn)量增加最多,達(dá)3029t;且每年可節(jié)電249.16萬kW·h。改造過程中,擴(kuò)張金屬陽極片改制和燒結(jié)爐共需231.52萬元。

[中圖分類號]TQ114.262　　[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1008-133X(2006)05-0022-02

山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡稱“山橡公司”)氯堿生產(chǎn)裝置是氯丁橡膠和聚氯乙烯樹脂產(chǎn)品的配套系統(tǒng)。隨著橡膠和樹脂的產(chǎn)能擴(kuò)大,氯堿生產(chǎn)裝置已不能滿足這兩種產(chǎn)品對氯化氫氣體的需要。由于場地和現(xiàn)有整流裝置的限制,電解裝置進(jìn)行大規(guī)模的改造不太現(xiàn)實(shí)。山橡公司為提高生產(chǎn)能力,降低電耗,本著投入少、見效快的原則,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將電解槽固定金屬陽極改制為擴(kuò)張金屬陽極。

1　電解槽實(shí)際運(yùn)行狀況

山橡公司現(xiàn)有兩套硅整流變壓系統(tǒng),并聯(lián)使用。變壓器額定容量合計為8MW,整流電壓為300V,整流電流合計為24kA。有JD12型電解槽90個,在1.7kA/m2電流密度(20.5kA)狀況下運(yùn)行,其總電壓超過297V,已經(jīng)接近300V。受變壓器限制,在現(xiàn)有固定金屬陽極電解槽基礎(chǔ)上,提高電流密度已不可能,只能采用擴(kuò)張陽極,從降低電解槽電壓入手,通過降低總電壓,獲得增加電解槽或提高電流密度的空間,以提高氯化氫產(chǎn)量,滿足下游產(chǎn)品的需要。改造前,山橡公司調(diào)查了國內(nèi)A、B兩氯堿公司的運(yùn)行情況。

A公司原有192個30型固定金屬陽極電解槽,現(xiàn)全部改制為擴(kuò)張金屬陽極,運(yùn)行總電流為54kA,運(yùn)行總電壓為622V。

B公司原有180個30型固定金屬陽極電解槽,現(xiàn)將其中的120個改制為擴(kuò)張陽極,與未改制的60個固定金屬陽極電解槽一起運(yùn)行,而隔膜全部采用改性隔膜,運(yùn)行總電流為57kA,運(yùn)行總電壓為591.6V。

2　擴(kuò)張陽極與固定陽極電解槽電壓及電解槽特性K值計算

國內(nèi)A、B兩氯堿公司電解槽運(yùn)行的數(shù)據(jù)及其他電解槽參數(shù)計算結(jié)果與山橡公司固定陽極電解槽運(yùn)行參數(shù)的比較見表1。

表1中587.4是根據(jù)B公司經(jīng)驗(yàn)得出的:固定陽極采用改性隔膜后,電解槽單槽電壓較普通隔膜降低約80mV,擴(kuò)張金屬陽極改性隔膜電解槽較固定陽極普通隔膜電解槽槽壓低150mV,即采用改性隔膜后固定陽極較擴(kuò)張陽極電壓高70mV,60個電解槽總共高出4.20V,180個擴(kuò)張陽極電解槽總電壓為591.6-4.2=587.4(V)。

3　山橡公司固定陽極改制為擴(kuò)張陽極后電解槽運(yùn)行參數(shù)計算

根據(jù)表1中K值計算,山橡公司將固定陽極改制為擴(kuò)張陽極后的單槽電壓及總電壓列于表2。