CN111926343A - 一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法 - Google Patents

Abstract

一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其具体步骤如下：S1,计算得到离子膜初期运行时的吨碱电耗；S2,计算得到离子膜运行N年时的吨碱电耗；S3,计算得到离子膜运行第N年时的吨碱电耗费的增加额或第N年时的综合成本；S4,当吨碱电耗费的增加额或综合成本等于换膜费用时，此时的离子膜运行年限即为最佳运行周期。本发明通过最佳换膜周期的计算，结合实际运行工艺及其他因素，决定更换离子膜，做到优化管理，降低成本。

Description

一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法

技术领域

本发明属于离子膜电解槽技术领域，具体涉及一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法。

背景技术

氯碱化工企业是我国国民经济的重要支柱，与国民经济各部门有密切的联系，在国民经济中占有十分重要的地位，其产品与人们的日常生活息息相关，由于其涉及领域广泛，因此它的发展水平已经成为一个国家综合国力的重要标志之一。

从氯碱化工公司近几年的成本管理实践上看，普遍实行了以目标成本控制为主要内容的责任成本管理。对于目标成本的确定，主要采取的是历史成本法，将各单位前一年的实际成本作为确定成本的主要依据，并结合考虑当年生产实际因素的增减变化。对各单位各部门的成本考核指标一降再降，成本管理的思路，重点还是主要注意于生产阶段的成本控制，无暇顾及其他环节的成本控制。

设备的制造质量是体现装置性能水平的一个方面，主要表现在焊接质量和制造精度两个方面。近年来，我们结合电解工艺原理，对槽内结构设计深入研究，我们的产品在制造质量和内在性能质量控制等方面更加具有针对性、更加科学、更加有保障。

电极技术也是目前装置性能水平的一个重要方面，主要是要努力获取更低的电压和可靠的寿命保证。因为当初引进技术起点较高，阴阳极过电位的降低空间已非常有限，使得电极技术进步并不明显。在行业技术领域，如果没有引入类似于氧阴极技术的那种革命性的新技术，电极性能的提升只有在贵金属涂层配方和制备工艺上做文章。目前电极研发面临两大课题，一是在当今高电流密度条件下的寿命保证，二是获得更低和更稳定的过电位，努力挖掘剩余的过电位潜力。当今用户的技术管理具有较高水平，在较高电流密度条件下，用户对电极有限的电压差异、对电极性能的持续稳定、以及涂层寿命保证更加重视，我们必须紧盯技术动向和用户的需求，加快电极配方和涂层制备工艺的技术改进。

离子膜的性能提升也对氯碱工业水平的提高起到了很大的作用。近年来，各家离子膜技术竞速发展，使离子膜的技术进步明显加快，新型号离子膜的性价比大幅提高，不同型号的离子膜电压差别可达100mv，吨碱电耗差异可达3％(60kwh)以上，相当于用户正常使用2年以上的性能差异，加之电价和膜的售价的反向变化，使装置的经济运行成本关系也发生了非常大的变化。所以，电解装置能否及时配用更先进的离子膜可直接影响用户装置经济运行指标和运行管理策略。

同时，离子膜是电解制碱装置中的主要单元，其采购成本相对较高，使用量大，一次性换膜所产生的费用较高，企业都希望延长离子膜的使用寿命，降低成本。但是由于离子膜长时间使用，会引起离子膜老化，性能下降，造成离子膜电解槽槽电压升高，电流效率下降，吨碱电耗上升，生产成本也相应增加。尤其在膜极距电解槽中，离子膜性能更容易受各种不良因素影响。并且企业对离子膜电解槽运行至什么样的程度该换模，完全凭借经验，对其经济寿命，缺乏定量的标准。因此，盲目的延长离子膜使用周期并不能降低生产成本，并且使用时间过长过短都会导致电解槽运行的生产成本增加。要根据每个企业的装置运行特性制定适宜、最佳的经济周期。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种提高离子膜电解槽装置经济运行水平、降低成本的离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法。

本发明采用的技术方案是：

一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其具体步骤如下：

S1,计算得到离子膜初期运行时的吨碱电耗；

S2,计算得到离子膜运行N年时的吨碱电耗；

S3,计算得到离子膜运行第N年时的吨碱电耗费的增加额或第N年时的综合成本；

S4,当吨碱电耗费的增加额或综合成本等于换膜费用时，此时的离子膜运行年限即为最佳运行周期。

进一步，吨碱电耗的计算过程如下：

吨碱电耗是电解产出每一吨烧碱(折百)所用的直流电量：

即：A＝i·V·n·t/Ws

理论产碱量W＝1.492·i·n·t·0.001

因为存在电流效率，实际产碱量Ws＝W·η

所以计算吨碱电耗A＝i V vnt/Ws

也即：A＝i·n·t·V/Wη

即：A＝V/(1.492η·0.001)

其中：

i：运行电流，单位为kA；

n：电解槽离子膜单元数量；

t：运行时间，单位为h；

V：单元槽平均电压，单位为V；

η：电流效率。

进一步，离子膜的电流效率η的计算过程如下：

η＝Ws/W

η为离子膜电解槽运行初期时电流效率；

W为单位时间内生产100％NaOH t/h的理论产量；

Ws为单位时间内生产100％NaOH t/h的实际产量；

其中：

Ws＝Q·C·ρ

Q：单位时间内Naoh的流量m³/h；

C：NaOH的浓度Wt％；

ρ：NaOH在该流量、浓度、温度下的密度t/m³。

进一步，离子膜的单元槽平均电压V，

V＝V_总/N

其中V_总为离子膜电解槽总电压；N为回路电解槽中离子膜的数量。

进一步，最佳运行周期的计算过程如下：

假设换膜成本为M万元，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷预计使用年限；依据初始运行电压V_初、电流效率η_初及运行第N年时的平均电压V_N、电流效率η_N计算初始吨碱电耗A_初和运行第N年时的吨碱电耗A_N；

按照各地工厂用电资费r元/kWh，N年后折合吨碱生产的电费成本将增加A_N*r元左右；

如果离子膜电解槽正常运行，那么设定每年吨碱电耗费上升的速度相等，取dx，那么吨碱电电耗相对前一年为：dx＝A_N*r-A_N-1*r

最佳运行周期取dy，则：

第dy年吨碱电耗费用相对前一年dy-1年上升，为：dx万元/t；

第dy年换膜成本费用相对前一年dy-1年下降，为：M/(dy-1)-M/dy；

当增加的吨碱电耗费用等于换膜费用，那么第dy年换膜成本就是：M/(dy-1)-M/dy＝dx，即可得到最佳运行周期dy。

或者，最佳运行周期的计算过程如下：

假设换膜成本为M万元，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷年产量；

(1)计算每年离子膜成本Rx，Rx＝M/t万元，t为年产量；

(2)计算膜电成本和综合成本，

其中每年的膜电成本Dx为膜成本Rx和每年吨碱电耗费Ax的总成本，Dx＝Rx+Ax，x为离子膜的使用年限；

每年的综合成本Nx是每年产生的总的膜电成本减去离子膜运行初期的膜电成本，Nx＝Rx+Ax-R0-A0，R0为初始换膜成本，A0为初始吨碱电耗费；

(3)当综合成本与离子膜成本相等时，即当Rx+Ax-R0-A0＝Rx时的x即为最佳运行周期。

本发明的有益效果是：通过最佳换膜周期的计算，结合实际运行工艺及其他因素，决定更换离子膜，做到优化管理，降低成本。

附图说明

图1为本发明的吨碱电耗费用和更换膜后费用的曲线示意图。

图2为本发明的吨碱电耗和膜寿命的关系示意图。

图3为本发明的运营成本和换膜时间的关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

吨碱电耗是离子膜电解槽电解装置重要的经济指标，是评判离子膜电解槽烧碱装置性能的终极指标。

吨碱(直流)电耗即电解产出每一吨烧碱(折百)所用的电量，我们需通过对装置的产碱量和用电量的(72小时)累计监测计量计算得出。

影响离子膜电解装置的性能因素很多，运行操作、盐水杂质、离子膜的性状及电流效率、电解槽结构状况和电极电压等所有条件变化都会导致电解性能的改变。生产运行中的所有失误和性能劣化，最终都将表现为吨碱电耗的增加和产能产量降低。所以说，吨碱电耗是装置技术性能评价的最终指标，也是管理者考评生产状况水平的最重要依据。

吨碱电耗指标在不同技术阶段有着不同的标准。在离子膜法烧碱工业发展初期，运行电流密度只有3KA/㎡左右，吨碱(直流)电耗却高达2200kwh。随着氯碱工业技术和设备水平的提高，运行电流密度逐步提升，而吨碱电耗却在明显降低。目前，国内运行电流密度多为5.5KA/m㎡，吨碱电耗可至2000kwh以下，标准条件折算的考核指标可低至1960kwh，在一个膜周期吨碱电耗平均每年上升可控制在1.5％左右。

更换离子膜，一般首先考虑经济效益和运营成本，更换离子膜后吨碱电耗降低，更换离子膜产生的费用要通过节省的电费成本在一定的时间收回。

吨碱电耗是电解产出每一吨烧碱(折百)所用的直流电量：

即：A＝i·V·n·t/Ws

理论产碱量W＝1.492·i·n·t·0.001

因为存在电流效率，实际产碱量Ws＝W·η

所以计算吨碱电耗A＝ivnt/Ws

也即：A＝i·n·t·v/Ws

即：A＝V/1.492η·0.001

其中：

i：运行电流(kA)；

n：电解槽离子膜单元数量；

t：运行时间(h)；

V：单元槽平均电压(V)；

η：电流效率。

离子膜的电流效率η的计算过程如下：

η＝Ws/W

η为离子膜电解槽运行初期时电流效率；

W为单位时间内生产100％NaOH t/h的理论产量；

Ws为单位时间内生产100％NaOH t/h的实际产量；

其中：

Ws＝Q·C·ρ

Q：单位时间内Naoh的流量m³/h；

C：NaOH的浓度Wt％；

ρ：NaOH在该流量、浓度、温度下的密度t/m³。

离子膜的单元槽平均电压V，

V＝V_总/N

其中V_总为离子膜电解槽总电压；N为回路电解槽中离子膜的数量。

其中V_总、Q、C、温度、i等参数都是可以通过装置采集获取的。

从以上公式说明，电流效率和电解电压是吨碱电耗的两个重要因素。电解电压受离子膜、电极、反应条件等多方面因素的影响和变化，而电流效率只受离子膜的性能状态影响和变化。较高的电解电压将增加电量消耗，从而使吨碱电耗上升，而离子膜的电流效率降低将导致产能和产量下降，也同样造成吨碱电耗上升。

在精确的吨碱电耗基础上，确定离子膜的经济使用寿命需要考核离子膜费用电流密度、氯碱企业工厂用电电价等，测算出最佳的换膜周期。

离子膜费用、人工费用等计入换膜成本，该费用随着离子膜使用周期时长计入吨碱费用逐步降低，但是吨碱电耗费用随着离子膜使用周期延长计入吨碱费用时逐渐上升。当增加的吨碱电耗费用接近换膜费用，就是换膜时间。当增加的吨碱电耗费用等于换膜费用，视为最佳换膜时间，参见图1所示。

决定离子交换膜的使用寿命主要有2个方面，一是离子膜是否遭到机械损害；二是离子膜的技术经济性能。离子膜的技术经济性能主要指电流效率和膜电压。随着使用时间的延长，电流效率逐步变低，膜电压也出现一定的增长，当二者变化到一定程度时，离子膜再继续使用，吨碱电耗将过高，此时，应该更换离子膜。

目前，国内一些氯碱企业以膜的电效低于92％为换膜的标准，有一定的根据，但从经济角度来讲，并不十分准确。电价高的企业可能需要在电效为92％(甚至高于92％)时进行更换，但电价较低的企业在电效为92％时，可能还不需要更换。这就要求对离子膜的经济使用寿命进行较为准确的测算。

多年以前，较低的电费价格(以每度电0.2元为例)、较高的离子膜价格(每张2万元)、以及较低的电流密度(4KA/m2)，年产万吨装置至少需要离子膜80张。如果使用4年，购买离子膜所占烧碱电解生产成本可达40元/吨碱，折合当时的电费200度(kwh)，接近吨碱电耗的10％。而离子膜使用4年时，吨碱电耗上升通常也只有10％，此时，电耗的增加与离子膜的更换成本持平。加之早期的离子膜结构强度更高，所以，离子膜使用超过4年时才可能达到经济寿命，这是当时行业内公认和可以接受的膜使用年限。

时至今日，离子膜的价格与电价此消彼涨，离子膜的价格降低了50％以上(约1万元/张)。随着技术的发展，电解电流密度已上升至5.5KA/m2，年产万吨装置所需离子膜少于60张(约合60万元)，而电价却上涨了三倍，每度电达到0.6元。延长离子膜的使用时间，虽然会使换膜成本降低，但吨碱电耗却增加。当年电费增加总值正好等于当年换膜成本下降总值时，就应该进行下一轮的离子膜更换。

通过图1和图3，可以计算出精确的换膜最佳经济周期，在同样的盐水质量及工艺操作条件下，由于电解槽结构不同，性能的优劣，直接反映出更换离子膜最佳经济周期不同，相关费用也相差很大，这进一步的体现出电解槽更新对膜的经济运行的影响，吨碱电费的影响最为直接，其次是影响离子膜的性能。同时由于电极的不同，反应出电解槽槽电压不同，包括电解槽其他设备，如阳极垫片等部件被腐蚀，离子膜泄露、穿孔，电解槽漏液等因素。所以，最佳换膜周期的计算方法针对正常运行的电解槽尤为明显，根据计算出的理论值，结合实际运行工艺及其他因素，决定更换离子膜，做到优化管理，降低成本。

具体的，本实施例提供了一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其具体步骤如下：

S1,计算得到离子膜初期运行时的吨碱电耗；

具体的，目前，国内离子膜装置运行电流密度多为5.5KA/m㎡，当离子膜使用初期电流效率达96％以上时，基本状况应为：槽温85℃、碱浓度32％、单元平均电压在3.00v左右。

实际生产运行膜初始吨碱电耗为：

A＝v/(1.492η·0.001)

＝3.0/(1.492×0.96·0.001)

＝2095(kwh/t)

S2,计算得到离子膜运行N年时的吨碱电耗；

具体的，目前氯碱电解装置运行电流密度多为5.5kA/m²，离子膜的电流效率每年下降1％～2％左右，当离子膜使用到后期(当前的氯碱企业经验值一般为4年，)，电流效率降低为91％～92％。同时槽温85℃、碱浓度32％，考虑离子膜电解槽槽电压每年增加，4年后电压约为3.1～3.2V，相应的，吨碱电耗也在上升(如图2)，此时吨碱电耗为：

A＝v/(1.492η·0.001)

＝3.1/(1.492×0.92·0.001)

＝2258(kwh/t)

4年间吨碱电耗上升约为：(2295-2095＝200kwh/t)；以按照工厂用电为0.6元/kWh，4年后折合吨碱生产的电费成本将增加120元左右。

同样的：

当膜运行2年时，此时电流效率约为94％左右。此时生产运行实际的吨碱电耗为：

A＝v/(1.492η·0.001)

＝3.05/(1.492×0.94·0.001)

＝2175(kwh/t)

当膜运行3年时，此时电流效率约为93％左右。此时生产运行实际的吨碱电耗为：

A＝v/(1.492η·0.001)

＝3.08/(1.492×0.93·0.001)

＝2216(kwh/t)

4年间吨碱电耗上升约为：(2258-2093＝163kwh/t)；以按照工厂用电为0.6元/kWh，2年后折合吨碱生产的电费成本将增加100元左右。

S3,计算得到离子膜运行第N年时的吨碱电耗费的增加额；

运行初期的吨碱电费为：2095×0.6＝1257万元

运行一年的吨碱电费为：2143×0.6＝1286万元

运行两年的吨碱电费为：2193×0.6＝1316万元

运行三年的吨碱电费为：2243×0.6＝1346万元

运行四年后吨碱电费为：2295×0.6＝1377万元

四年增加电费分别为：24、48、73、98万元

S4,当吨碱电耗费的增加额等于换膜费用时，此时的离子膜运行年限即为最佳运行周期。

最佳运行周期的计算过程如下：

假设换膜成本为M万元，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷预计使用年限；依据初始运行电压V_初、电流效率η_初及运行第N年时的平均电压V_N、电流效率η_N计算初始吨碱电耗A_初和运行第N年时的吨碱电耗A_N；

按照各地工厂用电资费r元/kWh，N年后折合吨碱生产的电费成本将增加A_N*r元左右；

如果离子膜电解槽正常运行，那么设定每年吨碱电耗费上升的速度相等，取dx，那么吨碱电电耗相对前一年为：dx＝A_N*r-A_N-1*r

最佳运行周期取dy，则：

第dy年吨碱电耗费用相对前一年dy-1年上升，为：dx万元/t；

第dy年换膜成本费用相对前一年dy-1年下降，为：M/(dy-1)-M/dy；

当增加的吨碱电耗费用等于换膜费用，那么第dy年换膜成本就是：M/(dy-1)-M/dy＝dx，即可得到最佳运行周期dy。

具体的，运行后期的离子膜由于运营成本过高，当电费成本高于或等于更换膜成本就要更换离子膜，更确切的说明，就是当增加的吨碱电耗费用高于或等于换膜费用，就是换膜时间。

现有氯碱技术，年产万吨装置所需离子膜约为50～60张左右。离子膜费用现阶段价格约为1万元/张。

离子膜费用＝投入离子膜总费用÷预计使用年限；

根据上述计算，如果离子膜运行4年，吨碱电费增加接近100万元。而换膜成本不足60万元。吨碱电耗上升造成的吨碱电费的费用远远高于换膜的成本。换膜成本M为60万元。

如果离子膜电解槽正常运行，那么设定每年吨碱电耗上升的速度相等，dx取24万元/t，最佳更换年限取dy，则:

第dy年吨碱电耗费用相对前一年dy-1年上升，为：24万元/t；

第dy年换膜成本费用相对前一年dy-1年下降，为：60/(dy-1)-60/dy；

按照上述理论，当增加的吨碱电耗费用高于或等于换膜费用，那么第dy年换膜成本就是：60/(dy-1)-60/dy＝24

得出：dy＝2.3年。

同时：换膜应该考虑几个方面。

(1)需要根据产品的效益情况做适当的调整，考虑在产品效益较差的时候更换。

(2)需要根据离子膜技术技术进步情况做适当的调整，如推出了电压更低的或是更经济的离子膜，则换膜时间应适当提前。

(3)需要根据电流密度情况做适当的调整，如运行电流密度低时，可适当推迟，否则相反。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：

最佳运行周期的计算过程如下：

假设换膜成本为M万元，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷年产量；

(1)计算每年离子膜成本Rx，Rx＝M/t万元，t为年产量；

(2)计算膜电成本；

(3)计算综合成本。

其中每年的膜电成本Dx为膜成本Rx和每年吨碱电耗费Ax的总成本，Dx＝Rx+Ax，x为离子膜的使用年限；

每年的综合成本Nx是每年产生的总的膜电成本减去离子膜运行初期的膜电成本，Nx＝Rx+Ax-R0-A0，R0为初始换膜成本，A0为初始吨碱电耗费；

(3)当综合成本与离子膜成本相等时，即当Rx+Ax-R0-A0＝Rx时的x即为最佳运行周期。

具体的，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷年产量；

换膜使用第一年时用投入膜的价格为60万元；

计算方法如下：

1.据A＝v/(1.492η·0.001)计算出每年的吨碱电耗；

初始：

A＝v/(1.492η·0.001)

＝3.0/(1.492×0.96·0.001)

＝2095(kwh/t)

2.计算每年离子膜成本；

初始：

R0＝M/t＝60÷1＝60万元

3.计算膜电成本总成本和综合成本

其中每年的膜电成本Dx为膜成本Rx和每年吨碱电耗费Ax的总成本，Dx＝Rx+Ax，x为离子膜的使用年限；初始D0为：1257+60＝1317；

每年的综合成本Nx是每年产生的总的膜电成本减去初始的膜电成本，Nx＝Rx+Ax-R0-A0，R0为初始换膜成本，A0为初始吨碱电耗费；

4.换膜效益。

换膜效益为膜的成本和综合成本的差值Rx+Ax-R0-A0＝Rx时的x即为最佳运行周期，计算结果参见表1，表明离子膜使用2至3年时膜与电费综合成本开始快速升高，相对效益开始走低，继续使用旧的离子膜已得不偿失，此时更换是比较经济的运行方式。最后求出结论再两年半左右换膜效益为最大。

表1

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其具体步骤如下：

S1,计算得到离子膜初期运行时的吨碱电耗；

S2,计算得到离子膜运行N年时的吨碱电耗；

S3,计算得到离子膜运行第N年时的吨碱电耗费的增加额或第N年时的综合成本；

S4,当吨碱电耗费的增加额或综合成本等于换膜费用时，此时的离子膜运行年限即为最佳运行周期。

2.根据权利要求1所述的一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其特征在于：吨碱电耗的计算过程如下：

吨碱电耗是电解产出每一吨烧碱所用的直流电量：

即：A＝i·V·n·t/Ws

理论产碱量W＝1.492·i·n·t·0.001

因为存在电流效率，实际产碱量Ws＝W·η

所以计算吨碱电耗A＝i V nt/Ws

也即：A＝i·n·t·V/Wη

即：A＝V/(1.492η·0.001)

其中：

i：运行电流，单位为kA；

n：电解槽离子膜单元数量；

t：运行时间，单位为h；

V：单元槽平均电压，单位为V；

η：电流效率。

3.根据权利要求2所述的一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其特征在于：离子膜的电流效率η的计算过程如下：

η＝Ws/W

η为离子膜电解槽运行初期时电流效率；

W为单位时间内生产100％NaOH t/h的理论产量；

Ws为单位时间内生产100％NaOH t/h的实际产量；

其中：

Ws＝Q·C·ρ

Q：单位时间内Naoh的流量m³/h；

C：NaOH的浓度Wt％；

ρ：NaOH在该流量、浓度、温度下的密度t/m³。

4.根据权利要求2所述的一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其特征在于：离子膜的单元槽平均电压V，

V＝V_总/N

其中V_总为离子膜电解槽总电压；N为回路电解槽中离子膜的数量。

5.根据权利要求1所述的一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其特征在于：最佳运行周期的计算过程如下：

假设换膜成本为M万元，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷预计使用年限；依据初始运行电压V_初、电流效率η_初及运行第N年时的平均电压V_N、电流效率η_N计算初始吨碱电耗A_初和运行第N年时的吨碱电耗A_N；

按照各地工厂用电资费r元/kWh，N年后折合吨碱生产的电费成本将增加A_N*r元左右；

如果离子膜电解槽正常运行，那么设定每年吨碱电耗费上升的速度相等，取dx，那么吨碱电电耗相对前一年为：dx＝A_N*r-A_N-1*r

最佳运行周期取dy，则：

第dy年吨碱电耗费用相对前一年dy-1年上升，为：dx万元/t；

第dy年换膜成本费用相对前一年dy-1年下降，为：M/(dy-1)-M/dy；

当增加的吨碱电耗费用等于换膜费用，那么第dy年换膜成本就是：M/(dy-1)-M/dy＝dx，即可得到最佳运行周期dy。

6.根据权利要求1所述的一种离子膜电解槽最佳运行周期的确定方法，其特征在于：最佳运行周期的计算过程如下：

假设换膜成本为M万元，离子膜费用＝投入离子膜总费用÷年产量；

(1)计算每年离子膜成本Rx，Rx＝M/t万元，t为年产量；

(2)计算膜电成本；

(3)计算综合成本。

其中每年的膜电成本Dx为膜成本Rx和每年吨碱电耗费Ax的总成本，Dx＝Rx+Ax，x为离子膜的使用年限；

每年的综合成本Nx是每年产生的总的膜电成本减去离子膜运行初期的膜电成本，Nx＝Rx+Ax-R0-A0，R0为初始换膜成本，A0为初始吨碱电耗费；

(3)当综合成本与离子膜成本相等时，即当Rx+Ax-R0-A0＝Rx时的x即为最佳运行周期。

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