膜极距改造在氯碱工业上的应用

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　　摘 要：着重介绍了膜极距改造的原理和在现有电槽上的应用，膜极距改造的几种方式和在应用过程中存在的问题，以及为企业带来的实际效益。
　　关键词：膜极距；电解槽；电耗
　　航锦科技股份有限公司（以下简称“航锦科技”）是一家大型化工企业，烧碱产能为42万吨/年。目前航锦科技拥有AZEC-F2单极式电解槽、AZEC-B1、BITAC 880、n-BITAC 872 四种槽型。其中n-BITAC 872型为氯工程最新的零极距电解槽。航锦科技于2011年开始与多家电槽维修厂家合作，先后进行了多种零极距改造方式，并于2018完成所有非零改电槽的膜极距改造工作。
　　1 膜极距改造的原理
　　槽电压是电解槽运行的重要参数，直接影响电解的直流电耗。离子膜电解槽的槽电压V主要由理论分解电压V0、离子膜电压降Vm、阳极过电压η阳、阴极过电压η阴、溶液电压降IR液、金属导体电压降IR金组成。
　　V= V0+Vm+η阳+η阴+IR液+IR金
　　膜极距改造就是改进阴极侧结构，以原阴极网作为集电板，增加阴极弹性构件，使得阴极网贴向阳极网，以达到缩短阴阳极间的距离。当阴阳极之间的间距极限接近离子膜的厚度，阴阳极间的溶液电压降就越低，单元槽电压就越低，相应的直流电耗也越低，当极距达到最小值时，即为“零极距”，亦可以称为“膜极距”。
　　此时零极距改造后：
　　2 膜极距改造的主要方式
　　2010年以来国内陆续出现膜极距改造电解槽，电槽维修厂家的改造方式也不相同。但是随着膜极距改造工艺的不断应用和改进，电槽膜极距改造工艺更加成熟，改造方式逐渐固定，所以目前的膜极距改造电解槽运行更加稳定。
　　目前国内的电解槽膜极距改造方式主要有：
　　①方式1：弹性网采用弹性镍丝圈网（俗称圈形弹簧）。弹性网通过镍条点焊固定在基网上。覆盖网利用多张镍板冲压网拼接，使用四氟销钉固定在阴极基网上；
　　②方式2：弹性网采用镍丝钩花纺织网经压纹处理而成。弹性网通过四氟线绑在阴极基网上。覆盖网利用镍（N6）拉网，四周使用四氟线缝在阴极基网上；
　　③方式3：弹性网采用桶状镍丝编织网。弹性网通过直接点焊在阴极基网上。覆盖网利用镍丝编织网，使用四氟销钉固定在阴极基网上；
　　④方式4：弹性网采用镍材蜈蚣型彈片（俗称蜈蚣网），弹性网通过直接点焊固定在基网上。覆盖网利用多张镍板冲压网拼接，使用四氟销钉固定在阴极基网上。
　　3 电槽膜极距改造存在的问题
　　3.1 弹性网存在的问题
　　无论是弹性镍丝圈网、镍丝钩花纺织网，还是桶状镍丝编织网，在弹性网制作、安装过程中，均存在影响镍丝断裂的情况。如果不能及时发现，在运行过程中，离子膜极易出现针孔现象。
　　蜈蚣弹片形式的弹性网，个别弹片在运行过程中存在扭曲变形、拱起现象，挤压离子膜，造成膜漏。
　　3.2 固定方式存在的问题
　　①四氟销钉固定方式：在弹性网支撑下，覆盖网与阴极基网间固定较牢固，但是一旦投入运行，受阴、阳极反应的影响，覆盖网会出现反复松紧现象，此时销钉极易脱落或突出对离子膜造成损伤。每次检修均需要补充销钉和仔细对电槽进行气密检查；
　　②四氟带固定方式：不会对膜造成损伤。但是缝制过程中不易掌握松紧力度，同时其易磨损。所以在检修时可根据实际情况对磨损严重的四氟带及时更换；
　　③点焊固定方式：对于覆盖网十分牢固。同时也使覆盖网直接与阴极基网接触，覆盖网中间高于两侧。一旦覆盖网损坏或第二次膜极距改造，对阴极基网会造成一定损伤。
　　4 膜极距电槽的注意事项
　　4.1 装槽过程需要仔细检查
　　无论是哪一种膜改方式，在电槽组装过程中，均需要装槽人员通过触摸、逆光观察等检查方式，避免因弹性网的问题造成离子膜泄漏，进行二次修槽。
　　4.2 充液过程需要保证阴、阳极压差稳定
　　膜极距改造电槽因阴阳极间只有一个膜的距离，如果充液过程流量过大或阴阳极压差波动大，离子膜会直接与覆盖网或外漏的镍丝、变形的弹片反复挤压，很容易造成膜泄漏。
　　4.3 避免联锁停车
　　无论是膜极距电槽还非膜极距电槽，联锁通车都会对电槽造成损伤，所以在正常生产中，应该避免非计划联锁停车。
　　5 结语
　　随着国内膜极距改造技术在电槽上不断的应用，膜极距改造技术不断完善，膜极距改造初期所遇到的问题已经完全可以避免。同时电槽制造厂家已经开始了新一代膜极距电解槽的制造，并且已经应用于生产。他比传统的膜极距改造的电槽运行更加稳定，电耗相对更低等优点。对我国氯碱工业的发展有重要的意义。
　　参考文献：
　　[1]孔亮，郭春晖.电解槽零极距改造总结[J].中国氯碱， 2015（8）：13-17.
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