生产过程中如何降低电解槽耗电量

文武（海南省工业研究所，海南 海口 570203）

ClO2厂生产的ClO2是由NaClO3和HCl反应生成的，NaClO3是由电解槽电解NaCl获得的，其生产过程中要耗大量的电,所以降低电解槽耗电量,就可以降低ClO2的生产成本。设计生产每吨CLO2需要8.785MWH。实际生产每吨CLO2所消耗的电，2005年5月到2006年5月，实际生产每吨CLO2所需电耗维持在 8.5 MWH左右，2006年6月提升ClO2产能后，生产每吨的CLO2所需的电耗升至9.25 MWH左右，高于设计值8.785MWH。所以降低生产每吨CLO2耗电量为改善目标将其从改善前的9.25MWH降到目标值8.8MWH。如果达到目标，预计每月可节省电费20万元人民币。

降低电耗主要应减小回路中的电阻，要减小电阻主要有三方面问题，1.铜排的老化和松动，2.污染物进入系统，3.电解槽内有垢体。

1 铜排的老化和松动

下面我们先分析铜排的老化和松动的原因，在通高电流时，铜排会发热导致电阻增高，加大了电耗。在长期高温高电流条件下，铜排会出现熔融老化及连接松动现象，严重时会发生停车及爆炸事故。于是在每次停车时，安排机械人员更换熔融老化的铜排，以降低铜排阻耗；同时给铜排连接面涂抹导电膏，并对螺栓进行锁紧加固，这样可以防止铜牌在运行中导电不佳，不仅如此，还可以安装风扇吹扫铜牌，降低其运行的温度，延缓铜牌的老化，并且在日常检点中时刻检测铜牌的温度，防止以外发生。

2 污染物进入系统

污染物进入系统，生产系统与外界非完全隔离，会有杂质进入，从而污染反应液NaClO3，在NaClO3循环过程中杂质会附在电解槽极板上，导致电阻加大，电耗增加,甚至可引起CLO2分解。为了阻止污染物进入，在与空气相通的设备上增加过滤网及用N2吹扫,并每天更换过滤网防止污染物进入。同时加强对原料的管控。首先，对加入系统中的纯水进行分析监控。其次，提高加入系统中的Na2Cr2O7的品质，由原来纯度为98.3%提高到99%。另外，对HCL及NaClO3溶液过滤器进行了改善，将原来易起毛HCl过滤器滤芯改为使用孔径1um的新滤芯，有效的过滤了污染物.而原两段式NaClO3过滤器滤芯，连接处易破损且垫片易松动过滤效果不佳。改为采用新单条优质滤芯代替，过滤效果彻底改善，系统内溶液得到了净化。

3 电解槽内有垢体

电解槽内有垢体，长期的运行中，在给系统补充的盐水，水，重铬酸钠，以及盐酸和空气时，其所带有C a2+、Mg2+离子等杂质也进入系统，C a2+、Mg2+离子与阴极的OH-离子反应产生沉淀并聚积在电极上，形成了垢体。当电极上的垢体增加时，电阻会增大，电耗随之上升，电解效率就降低，通常运用K值判断电解槽电解能力的好坏，它和电解槽的电压、电流、温度都有一定的关系，一般通过k值的最大值来判断电解槽的整体运行状况，K值越大，电解槽电解效率越低。将每周测量电解槽槽压的数据，转化为K值来分析电解槽的运行状况，数据显示K值由06年5月的0.23上升到07年1月的0.32，已经超过了安全运行值；可以看出单耗电量随K值上升而增大，说明电解效率在下降，即电解槽极板上存在大量的垢体。如何除去这些垢体呢。两种方案，水洗和酸洗。

3.1 水洗

水洗的流程分为四个步骤，其特点是时间短，操作简单，对电解槽的损害小，可以清洗掉部分结垢；具体操作步骤如下，先将电解槽排液，然后，拆上升管加水浸洗，再拆开电解槽人孔，加软管进行单槽清洗，最后加水浸泡电解槽一小时，完成水洗。水洗后电解槽K值有所下降,耗电电量在清洗后下降0.2-0.4MWH/T，但是水洗后K值会在短期内升回，说明水洗，不能彻底解决垢体问题。

3.2 酸洗

酸洗的优点是对污垢清洗较彻底，但是费时长，耗原料多，对电解槽的极板会有一定的影响。其步骤与水洗相近，只是多了配酸和酸洗步骤，具体操作如下，电解槽排液，拆上升管用水侵洗后，配置酸洗液（在配置要注意酸的浓度和抑制剂的量，以免酸洗时损害电极，）将配置好的酸洗液打入电解槽内浸泡1小时，之后排尽酸液，进行多次水洗，直至没有残酸为止，酸洗才算完成。

酸洗前电极上面有很多的锈渣和垢体；清洗时，垢体和酸液反应，起了很多的白泡沫；酸洗后，很明显可以看出极板干净了许多。酸洗前后K值，K值由酸洗前的0.32降至酸洗后的0.2，单耗电量也从9.37MWH降到8.53MWH.，酸洗前后的K值平均值差值达到0.7，而且酸洗后K值一直较为稳定，说明对污垢清洗较彻底。

因为酸洗耗时长，对电极有一定影响不能经常使用，将水洗和酸洗两种方法进行搭配运用，可以有效控制电解槽K值，使电解槽高效率低电耗的运行。通过上述的方法已经将生产每吨CLO2需要的电耗量降到8.53MWH，突破目标值8.8MWH。

4 结语

后续工作：1.每日测量铜排温度及更换空气过滤网。2.每周测量电解槽槽压及更换溶液过滤器。3.每年年修时安排一次酸洗。4.配合工厂停车检修进行水洗。5.停修时将铜排和螺栓的接头锁紧，以保证电解槽高效率低电耗的运行，为生产节约更多成本。