降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法技术

本发明专利技术涉及降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，包括电解槽（1）、盐水高位槽（2）、碱高位槽（3）、阴极循环槽（4）、阳极循环槽（5）；电解槽在降电流过程中逐步减少盐水加酸量和15%返回盐水流量，电解槽停车后向2：1盐水加适量液碱，使电解槽停车后阳极室中具有强氧化性的次氯和氯气快速生成稳定性强，氧化性较弱的次氯酸钠，来降低停车对阴极室的损伤。此方法具有成本低，安全可靠，工艺简单的特点。

【技术实现步骤摘要】
降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法
本专利技术属于氯碱生产
，具体涉及降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，尤其适用于复极式离子膜电解槽。
技术介绍
复极式离子膜电解槽经过数十年的发展，在节能、环保等方面取得了举世瞩目的成绩，逐步成为当代氯碱的标配。复极式离子膜电解槽主要由单元槽和离子交换膜组成，金属复合隔板将单元槽分成阴、阳两个极室。，完成二次精制的盐水在进行电解前要进行两次加酸，第一次加酸是为了除去盐水一次精制时过量加入的碳酸根离子，第二次加酸是为了中和从阴极室迁移过来的氢氧根离子，达到抑制阳极室副反应和提高氯气纯度的目的，电解槽运行时入槽盐水由精盐水和来自阳极循环罐的15%返回盐水组成。电解槽停车后阳极室的盐水中含有一定量的氯气，需要用精盐水流量与软水流量比为2：1的淡盐水（简称2：1盐水）对电解槽阳极室进行长时间置换，将氯气排出电解槽。盐水中的氯气和水反应生成次氯酸和盐酸，使盐水显酸性，在酸性环境下次氯酸和氯气的化学性质极为活跃，氧化性极强，具有极强的夺电子能力，阳极室由金属钛制成，具有极强的抗氯气和次氯酸腐蚀的能力，因此只能迫使阴极室的氢气和氢氧根离子会失电子，电子通过单元槽的金属复合隔板从阴极室进入阳极室，阳极室的次氯酸和氯气得电子生成化学性质稳定的氯离子。电解槽运行时，在电场力作用下阳极室的氯离子失电子，电子通过金属复合隔板由阳极室进入阴极室。电解槽停车后电子流向与电解槽运行时电子流向相反，所以氯碱行业将电解槽停车后产生的电流称为反向电流。电解槽停车后盐水中的氯气与次氯酸不但能形成反向电流，还会在阴极室形成电化学腐蚀（因为反向电流电流和阴极室形成电化学腐蚀的动力都来自于盐水中的次氯酸和氯气，他们是同步的，所以氯碱行业普遍认为阴极室形成电化学腐蚀是反向电流造成的，实际他们是并列的。阴极室形成的电化学腐蚀其中化学腐蚀指的是高温碱对金属镍的腐蚀，电学腐蚀指的是盐水中的次氯酸和氯气增强了阴极室镍材的活性，迫使金属镍失电子转变为镍离子），造成阴极室涂层脱落，涂层脱落附着在离子交换膜上使槽电压上升，电耗增加，没有涂层的保护槽框的使用寿命会快速降低。尤其在全厂失电情况下含氯气和次氯酸的盐水不能及时排出，对电解槽和离子交换膜的影响尤为严重。抑制阴极室形成电化学腐蚀的现有工艺方法：（1）UPS极化电源：电解槽停车后，通过UPS电源向电解槽供电，使电解槽低电流(100A)运行，并向电解槽提供大量2:1盐水，使阳极室盐水中氯气和次氯酸的含量减半，来抑制阴极室形成电化学腐蚀和降低氯气和次氯酸对离子交换膜的损伤。此方法的优点是安全可靠，缺点是设备成本高；（2）C-DCDS直流刀开关的应用：电解槽运行时是耗电设备，停车后的电解槽由耗电设备转变为结构复杂的原电池组。停车后电解槽中间的C-DCDS直流刀开关断开，，电解槽由一个接地通路变成两个独立的接地通路，使反向电动势减半。此方法的优点是设备成本低，缺点是不能快速降低阳极室盐水中的次氯酸和氯气对离子交换膜的损伤。综上，电解槽停车后盐水中的氯气与次氯酸不但能形成反向电流，还会在阴极室形成电化学腐蚀，造成阴极室涂层脱落，金属镍失电子转变为镍离子。涂层脱落附着在离子交换膜上使槽电压上升，电耗增加，没有涂层的保护槽框的使用寿命会快速降低，因此氯碱生产需要投入大量资金去有效降低电解槽停车对阴极室的损伤。
技术实现思路
本专利技术适用于复极式离子膜电解槽，目的是降低复极式离子膜电解槽停车后阳极室的氧化性，抑制电化学腐蚀对阴极室的损伤，延长槽框和离子交换膜的使用寿命，降低涂层脱落对离子交换膜的影响。本专利技术采用如下技术方案：一种降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，包括电解槽（1）、盐水高位槽（2）、碱高位槽（3）、阴极循环槽（4）、阳极循环槽（5）；阳极部分：二次精制盐水（a）进入盐水高位槽在高位差的作用下经精制盐水总管（12）自流进入电解槽（1）的阳极室，在直流电的作用下，二次精制盐水在阳极室被电解，产生氯气和淡盐水，淡盐水自流进入阳极循环槽（5），15%的淡盐水经15%返回谈盐水管线被引入电解槽精制盐水总管来保护钛管；阴极部分：阴极液进入碱高位槽（3）在高位差的作用下自流从阴极液总管被送到碱高位槽出口管（15）后进入阴极室；在阴极室内电解，产生氢气和32%液碱，32%液碱送入阴极循环槽（4）；精制盐水总管（12）上设置2:1盐水管线（13）；在2:1盐水管线（13）上经软水管线引进软水（a）;在碱高位槽出口管（15）设置2:1盐水加碱管线（14），2:1盐水加碱管线（14）进口与碱高位槽出口管（15）连接，出口与2:1盐水管线（13）连接；电解槽停车后通过2:1盐水加碱管线（14）向2：1盐水加适量液碱，使每台电解槽阳极出口都能快速显碱性。所述的降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，其精制盐水总管（12）上设置入槽盐水切断阀（11），2:1盐水管线（13）上设置2:1盐水切断阀（10），软水管线上设置2:1盐水纯水流量调节阀（7），2:1盐水加碱管线（14）上设置2:1盐水加碱流量调节阀（8），电解槽停车时，关入槽盐水切断阀（11）、开2:1盐水切断阀（10），同时开2:1盐水纯水流量调节阀（7）、开2:1盐水加碱流量调节阀（8）。所述的降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，15%返回谈盐水管线上设置阳极出口pH监测计（6），阳极出口pH监测计与2:1盐水加碱流量调节阀（8）进行连锁控制。所述的降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，其阳极出口pH监测计（6）显示值大于8时关闭2:1盐水加碱流量调节阀（8）；停止向2:1盐水加碱，继续用2:1盐水置换阳极室直至次氯酸根离子含量较低。所述的降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，本工艺采用DCS方法进行自动化控制。精盐水加酸流量（6）、入槽盐水加酸流量（14）、15%返回盐水流量（10）、2：1盐水加碱流量（8）、2：1盐水加碱时长、2:1盐水流量、2:1盐水置换时长均由DCS自动控制调节阳极室PH值抑制电化学腐蚀和对膜的损伤：盐水中的氯气和次氯酸显电中性，电解槽停车后会氯气和次氯酸和迁移水一起向阴极室方向移动，在离子交换膜上对膜造成损伤，通过向阳极室加碱，使盐水中具有强氧化性的氯气和次氯酸快速生成化学性质相对稳定的次氯酸钠，可以有效抑制电化学腐蚀对阴极室的损伤，次氯酸根对外显负电，膜本身具有排斥阴离子的作用，抑制了次氯酸根对膜的损伤。此方法的优点是，设备成本低，安全可靠，可快速降低阳极室盐水的氧化性，尤其在全厂失电情况下可快速降低停车对电解槽和离子交换膜的损伤，本专利技术的有益效果：在电解槽停车后，快速使阳极室具有强氧化性的次氯酸和氯气生成稳定性强、氧化性弱的次氯酸钠，有效抑制了阴极室的电化学腐蚀，延长了电解槽槽框和离子交换膜的使用寿命，降低了涂层脱落对离子膜运行的影响，并降低了电耗，节约了生产成本。附图说明图1为本专利技术流程示意图。图1中：1为电解槽、2为盐水高位槽、3为碱高位槽、4为阴极循环槽、5为阳极循环槽、6为阳极出口p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，其特征在于，包括电解槽（1）、盐水高位槽（2）、碱高位槽（3）、阴极循环槽（4）、阳极循环槽（5）；阳极部分：二次精制盐水（a）进入盐水高位槽在高位差的作用下经精制盐水总管（12）自流进入电解槽（1）的阳极室，在直流电的作用下，二次精制盐水在阳极室被电解，产生氯气和淡盐水，淡盐水自流进入阳极循环槽（5），15%的淡盐水经15%返回谈盐水管线被引入电解槽精制盐水总管来保护钛管；阴极部分：阴极液进入碱高位槽（3）在高位差的作用下自流从阴极液总管被送到碱高位槽出口管（15）后进入阴极室；在阴极室内电解， 产生氢气和32%液碱，32%液碱进入阴极循环槽（4）；精制盐水总管（12）上设置2:1盐水管线（13）；在2:1盐水管线（13）上经软水管线引进软水（a）;在碱高位槽出口管（15）设置2:1盐水加碱管线（14），2:1盐水加碱管线（14）进口与碱高位槽出口管（15）连接，出口与2:1盐水管线（13）连接；电解槽停车后通过2:1盐水加碱管线（14）向2：1盐水加适量液碱，使每台电解槽阳极出口都能快速显碱性。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低电解槽停车对阴极室损伤的工艺控制方法，其特征在于，包括电解槽（1）、盐水高位槽（2）、碱高位槽（3）、阴极循环槽（4）、阳极循环槽（5）；阳极部分：二次精制盐水（a）进入盐水高位槽在高位差的作用下经精制盐水总管（12）自流进入电解槽（1）的阳极室，在直流电的作用下，二次精制盐水在阳极室被电解，产生氯气和淡盐水，淡盐水自流进入阳极循环槽（5），15%的淡盐水经15%返回谈盐水管线被引入电解槽精制盐水总管来保护钛管；阴极部分：阴极液进入碱高位槽（3）在高位差的作用下自流从阴极液总管被送到碱高位槽出口管（15）后进入阴极室；在阴极室内电解，产生氢气和32%液碱，32%液碱进入阴极循环槽（4）；精制盐水总管（12）上设置2:1盐水管线（13）；在2:1盐水管线（13）上经软水管线引进软水（a）;在碱高位槽出口管（15）设置2:1盐水加碱管线（14），2:1盐水加碱管线（14）进口与碱高位槽出口管（15）连接，出口与2:1盐水管线（13）连接；电解槽停车后通过2:1盐水加碱管线（14）向2：1盐水加适量液碱，使每台电解槽阳极出口都能快速显碱性。


2.根据权利要求1所述的降低电解槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓玲，尹建平，马海滨，候伟，孔繁超，李伟刚，陆俊，梁国军，刘培锋，马爱民，李金英，
申请(专利权)人：天伟化工有限公司，新疆天业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65