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摘 要：介绍了四台旭化成复极式高电密膜极距离子膜电解槽在河南永银化工实业有限公司全卤水工艺生产烧碱的应用情况，电解槽运行平稳，槽压低，烧碱单位耗电低。膜极距电解槽是未来我国烧碱生产首选电解槽型。
关键词：膜极距电解槽；烧碱；应用；总结
一、10万吨/年烧碱装置工艺简介
永银公司10万吨/年烧碱装置采用全卤水工艺，设计上卤水使用率可根据生产实际100%调整。卤水由盐矿供应，烧碱生产过程产生的淡盐水、废水、 杂水、预处理器和凯膜过滤器排放的盐泥均进入返井罐返回盐矿。盐矿具有4对8口对流井，单对对流井产卤能力60立方米/小时。一次盐水采用通用的预处理加凯膜工艺，盐水系统的芒硝采用膜法除硝工艺抽出部分淡盐水由脱硝装置除去，控制盐水硫酸根含量在6.9g/l以下，脱硝装置能力400Kg/h。二次盐水采用通用的三塔工艺。电解采用旭化成制造的四台膜极距电解槽，离子膜为旭化成配套的F6801离子膜，单台能力2.5万吨/年。电解槽直流供电采用1拖2方式。氯处理采用通用工艺，硫酸干燥为2塔3级干燥，1塔和2塔下部是填料，2塔顶部设置5块泡罩塔板。氯气压缩采用国产小透平机。液氯采用通用低压工艺。高纯盐酸采用二合一副产蒸汽合成炉。
二、旭化成膜极距电解槽的应用
综合各公司电解槽的性能、市场占有率、价格、技术支持情况，永银化工10万吨/年离子膜烧碱装置采用旭化成公司制造的四台膜极距NCZ型电解槽。旭化成公司供货包括电解槽、离子膜、挤压机、补膜机、部分控制阀和仪表等。其主要性能如下：单元槽尺寸 1，289×2，400mm：单元槽有效面积 2.7 m2：电流密5.0 KA/m2 ；最大电流密度 6.0 KA/m2；单槽单元槽数量；162（最多168；单元槽电压（期待最低）2.92 V （5.0 KA/m2） ；离子交换膜 F6801。
三、电解槽运行总结
1. 电解槽产碱量
电解槽运行初期由于市场和氯气平衡问题，4台电解槽没有同时投入运行或者运行电流未达到额定电流。2013年3月以来，每月均4台电解槽运行，电流基本维持13.5KA，满负荷时平均日产烧碱317t。2013年烧碱产量106688.9.吨，3月至12月各月烧碱产量分别为9048、9712、9652、8251、9651、9651、9861、8586、9818、9292.吨。2014年1、2月产量分别为9695.83、8197.37吨。
2. 烧碱质量
电解烧碱浓度控制在32.0%以上，各项指标达到设计要求。但是按照工业氢氧化钠GB209-2006标准离子膜烧碱（30%）碳酸钠一级品含量小于0.2%，我公司在进行烧碱产品质量全分析时发现烧碱中碳酸钠含量超出0.2%，后对进槽盐水中过碳酸钠含量进行严格控制，烧碱中碳酸钠含量降低到国家标准以下。
3. 电流效率
电解槽运行以来，电流效率保持在较高的水平，投运初期电流效率为97.6%左右，随着运行时间缓慢的下降，目前电流效率仍保持96%-96.6%之间。
5. 进槽盐水质量控制
膜极距电解槽对盐水品质的要求苛刻，入槽盐水质量是保证电解槽高效运行的必要条件。永银公司二次精制采用三塔工艺，PLC控制。为保证进槽盐水质量，对一次盐水、出塔盐水、单台电解槽的进槽盐水均进行定期分析，严格控制。2013年8月17日二次盐水ICP分析数据如下（ppb）：Ca8.4 ，Mg2.8，Fe2.7，Al未检出，Ni未检出，Ba 1.1，Sr1.8。
6. 氯气、氢气压力、氯气纯度和阳极液浓度
电解槽设计氯气、氢气操作压力分别40kPa、44kPa，为降低电解槽泄漏的危险性，我公司实际控制压力为20kPa、24kPa。开车初期氯气纯度保持99.2 ～ 99.4 %之间，目前氯气纯度在98.6～ 99.0 %之间。电解槽出槽阳极液浓度一直控制在～210g/l左右。
7. 阳极液PH值
我公司电解槽运行初期出槽阳极液PH值在3.5～3.7之间，随着运行时间延长，离子膜性能降低，阳极液PH值慢慢升高，最高达到4.5。按照设计采用加酸工艺，阳极液PH值应控制在4.0以下。电解槽运行初期阳极液PH值低于4.0，电解槽未进行加酸操作，当阳极液PH值达到4.3～4.5时开始进行加酸，目前出槽阳极液PH值控制在3.9～4.1之间。
四、结论
中国已成为全球烧碱第一大国，采用大型化膜极距电解槽已经成为未来发展趋势。河南永银化工实业有限公司烧碱装置采用四台旭化成制造膜极距电解槽，运行近3年来，电流效率保持在较高水平，单元槽槽压低，和普通电解槽相比，吨碱耗电低100Kwh左右，节电非常明显。
作者简介
王荣欣（1967—），男，工程师，1989年毕业于河南大学化学化工学院石油化工专业，现于河南能源化工集团永银化工实业有限公司从事技术工作。
关键词：膜极距电解槽；烧碱；应用；总结
一、10万吨/年烧碱装置工艺简介
永银公司10万吨/年烧碱装置采用全卤水工艺，设计上卤水使用率可根据生产实际100%调整。卤水由盐矿供应，烧碱生产过程产生的淡盐水、废水、 杂水、预处理器和凯膜过滤器排放的盐泥均进入返井罐返回盐矿。盐矿具有4对8口对流井，单对对流井产卤能力60立方米/小时。一次盐水采用通用的预处理加凯膜工艺，盐水系统的芒硝采用膜法除硝工艺抽出部分淡盐水由脱硝装置除去，控制盐水硫酸根含量在6.9g/l以下，脱硝装置能力400Kg/h。二次盐水采用通用的三塔工艺。电解采用旭化成制造的四台膜极距电解槽，离子膜为旭化成配套的F6801离子膜，单台能力2.5万吨/年。电解槽直流供电采用1拖2方式。氯处理采用通用工艺，硫酸干燥为2塔3级干燥，1塔和2塔下部是填料，2塔顶部设置5块泡罩塔板。氯气压缩采用国产小透平机。液氯采用通用低压工艺。高纯盐酸采用二合一副产蒸汽合成炉。
二、旭化成膜极距电解槽的应用
综合各公司电解槽的性能、市场占有率、价格、技术支持情况，永银化工10万吨/年离子膜烧碱装置采用旭化成公司制造的四台膜极距NCZ型电解槽。旭化成公司供货包括电解槽、离子膜、挤压机、补膜机、部分控制阀和仪表等。其主要性能如下：单元槽尺寸 1，289×2，400mm：单元槽有效面积 2.7 m2：电流密5.0 KA/m2 ；最大电流密度 6.0 KA/m2；单槽单元槽数量；162（最多168；单元槽电压（期待最低）2.92 V （5.0 KA/m2） ；离子交换膜 F6801。
三、电解槽运行总结
1. 电解槽产碱量
电解槽运行初期由于市场和氯气平衡问题，4台电解槽没有同时投入运行或者运行电流未达到额定电流。2013年3月以来，每月均4台电解槽运行，电流基本维持13.5KA，满负荷时平均日产烧碱317t。2013年烧碱产量106688.9.吨，3月至12月各月烧碱产量分别为9048、9712、9652、8251、9651、9651、9861、8586、9818、9292.吨。2014年1、2月产量分别为9695.83、8197.37吨。
2. 烧碱质量
电解烧碱浓度控制在32.0%以上，各项指标达到设计要求。但是按照工业氢氧化钠GB209-2006标准离子膜烧碱（30%）碳酸钠一级品含量小于0.2%，我公司在进行烧碱产品质量全分析时发现烧碱中碳酸钠含量超出0.2%，后对进槽盐水中过碳酸钠含量进行严格控制，烧碱中碳酸钠含量降低到国家标准以下。
3. 电流效率
电解槽运行以来，电流效率保持在较高的水平，投运初期电流效率为97.6%左右，随着运行时间缓慢的下降，目前电流效率仍保持96%-96.6%之间。
5. 进槽盐水质量控制
膜极距电解槽对盐水品质的要求苛刻，入槽盐水质量是保证电解槽高效运行的必要条件。永银公司二次精制采用三塔工艺，PLC控制。为保证进槽盐水质量，对一次盐水、出塔盐水、单台电解槽的进槽盐水均进行定期分析，严格控制。2013年8月17日二次盐水ICP分析数据如下（ppb）：Ca8.4 ，Mg2.8，Fe2.7，Al未检出，Ni未检出，Ba 1.1，Sr1.8。
6. 氯气、氢气压力、氯气纯度和阳极液浓度
电解槽设计氯气、氢气操作压力分别40kPa、44kPa，为降低电解槽泄漏的危险性，我公司实际控制压力为20kPa、24kPa。开车初期氯气纯度保持99.2 ～ 99.4 %之间，目前氯气纯度在98.6～ 99.0 %之间。电解槽出槽阳极液浓度一直控制在～210g/l左右。
7. 阳极液PH值
我公司电解槽运行初期出槽阳极液PH值在3.5～3.7之间，随着运行时间延长，离子膜性能降低，阳极液PH值慢慢升高，最高达到4.5。按照设计采用加酸工艺，阳极液PH值应控制在4.0以下。电解槽运行初期阳极液PH值低于4.0，电解槽未进行加酸操作，当阳极液PH值达到4.3～4.5时开始进行加酸，目前出槽阳极液PH值控制在3.9～4.1之间。
四、结论
中国已成为全球烧碱第一大国，采用大型化膜极距电解槽已经成为未来发展趋势。河南永银化工实业有限公司烧碱装置采用四台旭化成制造膜极距电解槽，运行近3年来，电流效率保持在较高水平，单元槽槽压低，和普通电解槽相比，吨碱耗电低100Kwh左右，节电非常明显。
作者简介
王荣欣（1967—），男，工程师，1989年毕业于河南大学化学化工学院石油化工专业，现于河南能源化工集团永银化工实业有限公司从事技术工作。