活性陰極改性隔膜電槽的使用

陳越

(中國石化南京化工廠，江蘇南京210038)

摘要：采用活性陰極改性隔膜技術(shù)對普通隔膜電槽進(jìn)行改制，降低了槽電壓、節(jié)電效果顯著。

關(guān)鍵詞：活性陰極;改性隔膜;槽電壓;節(jié)電

中圖分類號：TQ114.26文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1009-1785(2006)10-0016-02

燒堿生產(chǎn)主要有隔膜法和離子膜法。近年來，離子膜技術(shù)發(fā)展極為迅速，特別是新投產(chǎn)的燒堿裝置基本都采用清潔生產(chǎn)的離子膜法，但隔膜法燒堿因投資小、存在時間長、易管理等特點(diǎn)在制堿技術(shù)中仍占有一定比例。

目前，各隔膜法制堿企業(yè)都在努力尋求節(jié)能降耗的新途徑，以降低隔膜法燒堿成本，增強(qiáng)企業(yè)競爭力。利用活性陰極和改性隔膜便是降低電耗的有效途徑。

改性隔膜吸附技術(shù)已在許多廠家使用，其節(jié)電效果明顯。中石化南京化工廠有156臺16型金屬陽極電解槽。從2003年起對普通隔膜電解槽進(jìn)行改造，使用活性陰極和改性隔膜技術(shù)，經(jīng)過近兩年的運(yùn)行，已摸索出成熟的吸附技術(shù)，在使用中降低了槽電壓，節(jié)電效果明顯，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1理論依據(jù)

槽電壓直接影響電槽電耗。槽電壓與直流電耗的關(guān)系如下式所示。

w=1000V/1.492×η

式中：

w—直流電耗，kW·h/t;

V—槽電壓，V;

η—電流效率，%。

由上式可見，降低槽電壓是節(jié)電的有效途徑。

1.1"改性隔膜技術(shù)

改性隔膜是加入一定量的耐高溫、耐化學(xué)腐蝕和耐磨損的聚合物，經(jīng)吸附、干抽、烘膜及燒結(jié)后形成高強(qiáng)度、高致密度、均勻的隔膜。這種膜有溶脹小、強(qiáng)度高、空隙率高的特點(diǎn)，采用改性隔膜電槽，槽電壓可降低0.02～0.05V。

1.2小極距電槽

普通金屬陽極與陰極之間的極距(δ)通常約為.5mm。由于使用改性隔膜吸附技術(shù)，隔膜溶脹變小。使用6.5mm的小極距電槽，能使電槽電壓降低.04～0.05V，節(jié)電30～40kW·h/t。

1.3活性陰極技術(shù)

活性陰極由316L板沖孔而成，開孔率為38%，采用堿腐蝕法生產(chǎn)。由于采用活性陰極，降低陰極過電位0.1左右。

2鹽水質(zhì)量

因改性隔膜電槽孔隙率大，孔徑小，一旦堵塞無法挽救，因而要嚴(yán)格控制鹽水中Ca2+、和Mg2+的SS含量。一般要求Ca2+、Mg2+的質(zhì)量濃度為3mg/L，SS<3mg/L。目前該廠使用預(yù)處理器和戈爾過濾器，正常運(yùn)行時SS≤3mg/L，Ca2+、Mg2+基本檢不出，鹽水質(zhì)量滿足了改性隔膜的要求，為改性隔膜的使用提供了良好的條件。

3活性陰極改性隔膜電解槽制備

采用改性隔膜吸附后，對原有的吸附工藝進(jìn)行改造，新增2臺改性隔膜苛化池和1臺固化爐，增加真空攪漿過程，并制定了新的改性隔膜吸附工藝。

3.1"石棉絨和改性劑的選擇

高品質(zhì)的隔膜必須是雜質(zhì)少，有較高的強(qiáng)度與韌度，耐堿性好。經(jīng)過比較，使用杭州津巖公司的GX1、GX2和GX3棉，在吸附中按比例搭配使用。改性劑采用杭州津巖公司質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的聚四氟乙烯乳液。