CN102021603A - 零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，包括依次相连的零极距离子膜电解槽、氯气安全水封、氢气安全水封、氯气干燥装置、3K氯气压缩机和氢气压缩机，通过将零极距离子膜电解槽电解精制盐水后生成的氯气压力设定为(0±2)kPa，氢气压力设定为(4±2)kPa，解决了离子膜装置在正常生产及紧急情况时氯气总管压力压差异常及出现负压差而导致弹性体和离子膜发生意外伤害的难题，降低了设备运行成本，提高了设备使用效率，增加了经济效益。本发明可广泛应用于离子膜法制碱工艺中，特别是高电流密度零极距离子膜电解槽制碱方法。

Description

零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法 

技术领域：

本发明涉及一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，特别是适用于高电流密度零极距离子膜电解槽电解精制盐水制碱工艺。 

背景技术：

离子膜电解法生产过程中，能耗是成本的重要组成部分，为了降低能耗，就要获得高的电流效率和低的槽电压，要在较大的电流密度下保持低的电耗。零极距离子膜电解法制碱技术因其具有能耗低、产品质量高、无污染等诸多优点而被世界公认为生产技术最先进和经济效益最合理的制碱方法。 

零极距离子膜电解槽的阳极和普通高电流密度电解槽一样，但是阴极和普通高电流密度电解槽区别较大，其阴极主要由集电板、弹性体和极网组成，集电板是一种镍拉网构造，但没有活性涂层；弹性体是一种镍材的，近似清洁球一样的材料，具有一定弹性；极网是由直径为0.2mm的镍丝编织的带有特殊涂层的网，经过特殊加工且表面光滑，极网用镍条固定在槽框上。 

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、离子交换膜、阳极处于紧贴状态，实际的电极距离只有离子交换膜的厚度，从而将电极间的距离降至最小，即零极距电解槽，通过降低极间电压达到节能目的。 

为了进一步降低电耗，零极距离子膜电解槽的阴、阳极涂层及厚度都进行了改进，但是新涂层对反向电流的耐受能力降低，因此，电解槽安装了极化整流装置，通过改进，电解槽的能耗大大降低，当电流密度在5.5kA/m2时，电流效率可保证在96％以上，吨碱电耗可保证在2140kW·h以下。但是，电耗降低的同时，对控制技术水平有了更高的要求，由于零极距是由弹性体来保证的，弹 性体一旦受压就会变形，从而失去零极距的优点，因此，零极距离子膜电解槽对压力压差要求非常苛刻，首先，氯气总管的压力波动不能超过±2kPa；其次，绝对不得出现负压差。 

发明内容：

本发明解决了已有技术中因电解槽在正常生产及紧急情况时压力压差异常而导致零极距电解槽弹性体受压变形和离子膜受损的问题，进而提供一种能够避免氯气总管的压力波动以及出现负压差，从而有效保护电解槽的弹性体和离子膜的方法。 

本发明采用的技术方案是：本发明所述的一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法；包括依次相连的零极距离子膜电解槽、氯气安全水封、氢气安全水封、氯气干燥装置、3K氯气压缩机和氢气压缩机；零极距电解槽中的精制盐水经过电解后，将电解氯气压力设定为(0±2)kPa，氯气总管只设置两个开关阀，一个去氯干燥、一个去除害，开关状态与整流状态联锁，正常生产系统压力靠3K氯压机控制，设置开关阀的目的是紧急停车情况下氯气系统与后续工序迅速隔离改去除害，从而保证阳极负压稳定；将电解氢气压力设定为(4±2)kPa，氢气总管设置一个去放空调节阀，与系统本身氢气压力调节阀联锁，氢气经放空调节阀、系统调节阀和整流状态联锁切换，并与氯气压力串级控制，从而保证阴极系统停车后迅速与后续工序切断。 

所述的一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，氯气和氢气总管分别设置安全水封，水封高度根据压力设定值及系统联锁值计算，水封可以在出现全系统停仪表气或其他极为罕见的造成自动阀不能正常动作时成为最后一道保护。 

所述的一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，将 氯气设为零压后，经过技术改进，氯气总管后续氯气压力使用3K氯压机实现自动化控制，在3K氯压机的进出口分别加装压力调节阀以调节机前机后压力，又增加一大一小两个系统回流自控阀，使开停车全部实现自动化操作。 

所述的一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，对控制和联锁方案进行了优化，采用大集中的DCS控制系统，所有的操作界面互通，氢气和氯气系统压力可自动化调节；在零极距电解槽上采用全数字化整流控制装置，保证了供电电流平稳，避免了电流波动对电槽冲击造成膜和电极的损害。 

本发明通过将零极距离子膜电解槽电解精制盐水后生成的氯气压力设定为(0±2)kPa，氢气压力设定为(4±2)kPa，解决了离子膜装置在正常生产及紧急情况时氯气总管压力压差异常及出现负压差而导致弹性体和离子膜发生意外伤害的难题，降低了设备运行成本，提高了设备使用效率，增加了经济效益。本发明可广泛应用于离子膜法制碱工艺中，特别是高电流密度零极距离子膜电解槽制碱方法中。 

附图说明：

图1为本发明的实施例工艺流程图； 

图1中：1为零极距离子膜电解槽、2为氯气正压水封、3为氯气负压水封、4为氯气干燥装置、5为3K氯压机、6为氢气正压水封、7为氢气负压水封、8为氢气压缩机； 

具体实施方式：

参照附图1，本实施例包括依次相连的零极距离子膜电解槽1、氯气正压水封2、氯气负压水封3、氯气干燥装置4、3K氯压机5、氢气正压水封6、氢气负压水封7、氢气压缩机8；零极距电解槽中的精制盐水经过电解后，将电解氯 气压力设定为(0±2)kPa、氯气总管只设置两个开关阀，一个去氯干燥、一个去除害，设置开关阀的目的是紧急停车情况下氯气系统与后续工序迅速隔离改去除害，从而保证阳极负压稳定，氯气经干燥装置处理后进入3K氯压机，实现自动化控制；将电解氢气压力设定为(4±2)kPa，氢气总管增加一个去放空调节阀，以保证阴极系统停车后迅速与后续工序切断，氯气经氢气压缩机处理后进入下一道工序；氯气和氢气总管分别设置安全水封，水封高度根据压力设定值及系统联锁值计算。 

另一实施例不同之处在于将电解氯气压力设定为0kPa，将电解氢气压力设定为4kPa； 

另一实施例不同之处在于将电解氯气压力设定为-2kPa，将电解氢气压力设定为2kPa； 

另一实施例不同之处在于将电解氯气压力设定为2kPa，将电解氢气压力设定为6kPa。

Claims (6)

1.一种零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，其特征在于：包括依次相连的零极距离子膜电解槽、氯气安全水封、氢气安全水封、氯气干燥装置、3K氯气压缩机和氢气压缩机；零极距电解槽中的精制盐水经过电解后，将电解氯气压力设定为(0±2)kPa，氯气总管只设置两个开关阀，一个去氯干燥、一个去除害，开关状态与整流状态联锁，正常生产系统压力靠3K氯压机控制，设置开关阀的目的是紧急停车情况下氯气系统与后续工序迅速隔离改去除害，从而保证阳极负压稳定；将电解氢气压力设定为(4±2)kPa，氢气总管设置一个去放空调节阀，与系统本身氢气压力调节阀联锁，氢气经放空调节阀、系统调节阀和整流状态联锁切换，并与氯气压力串级控制，从而保证阴极系统停车后迅速与后续工序切断。

2.根据权利要求书1所述的零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，其特征在于：在氯气总管上3K氯压机的进出口分别安装压力调节阀和系统回流自控阀。

3.根据权利要求书1或2所述的零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，其特征在于：氯气和氢气总管分别设置安全水封。

4.根据权利要求书3所述的零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，其特征在于：水封高度根据氢气和氯气压力设定值及系统联锁值计算。

5.根据权利要求书4所述的零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，其特征在于：氢气和氯气压力采用DCS联锁控制系统进行控制。

6.根据权利要求书5所述的零极距离子膜电解槽制碱工艺采用氯气零压力控制的方法，其特征在于：在零极距离子膜电解槽上采用全数字化整流控制装置。

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