电解槽电解工序的操作说明

PAGEPAGE36电解槽电解工序的操作说明1总则：此文件为电解工序的操作说明，电解工序由离子膜电解槽、整流器及相关辅助设备组成，此工序产品为32％碱液，Cl2和H2。下列设备的操作，维护及安全防护都将遵照货物提供方的要求：整流器行车（Z-2001）泵仪表极化整流器。2电解基本原理：在离子膜电解槽中发生下述电化学反应，消耗超精制盐水，生成碱液。在阳极室内，NaCl分解，NaCl＝Na+＋Cl-阳极反应为Cl－的氧化生成Cl2，2Cl-＝Cl2＋2e－阳极室中Na+与水穿过膜进入阴极室，阴极室内水发生下列电解反应。2H2O+2e-=H2+2OH-阴极反应为H+的还原为H2同时生成OH-。Na+与OH-化合成NaOH。Na++OH-=NaOH总反应为：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2＋H2纯水加入到循环碱液中以调节阴极室中的碱液浓度。淡盐水与Cl2一同从阳极室溢出。碱液与H2一同从阴极室溢出，循环碱稀释后又进入阴极室。图1描述了上述电化学反应。由于在操作中部分Cl-由膜渗入到阴极室，阴极液总是含有少量盐。一般来说，膜的电流效率越低，阴极液含盐越高。OH-的反渗透，即OH-穿过膜，决定了Na+透过膜的数量的减少。电场能加快OH－由阴极室到阳极室的反渗透。电流效率的减少，对于阳极和阴极，都表现为OH－的减少。随着阳极液中OH-浓度的上升，电流效率降低。因此，所生产的碱液其浓度受到限制，一般为32－35％，具体浓度取决于所采用的膜。新膜只允许少量的OH-与Cl-透过，实际上随膜的老化，OH-与Cl-等阴离子的泄漏会越来越多，导致电流效率的下降。由于下列反应的发生使得阴极液pH升高：电化学副反应：●H2O分解生成O2H2O＝1/2O2＋2H+＋2e-化学副反应：●Cl2溶解；Cl2（g）＝Cl2（aq）―――――――――――――――（1）●游离氯分解：Cl2（aq）＋H2O＝HClO（aq）＋H+＋Cl-―――――（2）●HClO的分解；HClO（aq）＝ClO－＋H+――――――――――――――（3）●（2）与（3）给出下列反应：Cl2（aq）＋H2O＝ClO－＋2H+＋Cl-―――――――――――（4）●ClO3的生成：2HClO（aq）＋ClO－＝ClO3＋2Cl-＋2H+―――――――――――（5）●（4）与（5）给出下列反应：3Cl2（aq）＋3H2O＝ClO3－＋5Cl-＋6H+――――――――――（6）●由阳极室反渗透过来的OH-与H+发生中和反应。H＋＋OH-＝H2O●超精制盐水中Na2CO3与H+反应生成盐与CO2，导致Cl2不纯：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2通常NaOH电流效率为94－97％，Cl2电流效率为92.5－97％，阴极H2电流效率为100％。H2与Cl2在阴极室和阳极室分别生成。由该电解反应的吉布斯自由能改变能求出电极电压，以及离子膜的电压降见下表。组成电压分解电压2.25液体连接0.06阳极过电压0.04阴极过电压0.13离子膜电压降0.33溶液电压降0.02气体效应＋结构电阻电压降0.23总电压3.06在4.0KA/m2，90℃，32％NaOH上述总电压为新装电解槽的阴极端和阳极端的总电压降。下列情况会使电能消耗增加，电压降增大。●活性阳极恶化●活性阴极恶化●超精制盐水中杂质对阳极表面覆盖超精制盐水中的杂质导致膜电阻升高。O2生成使得电流效率降低3电解槽概述3.1规格型号：BiTAC®-868离子膜：Flemion（氟莱米昂）8020单元槽数：68个阳极有效面积：3.276M2×68阳极：DSA®阴极：活性阴极电流负荷：16.22KA（最大17KA）电流密度：4.95KA/m2重量（空电解槽）：18.2吨重量（运行）：31.5吨电解槽数：2套3.2结构BiTAC®－868由一个阳极端框，67个复极槽框，一个阴极端框，和一套拉杆组成。在阴极室和阳极室之间有68张离子膜和特殊橡胶垫，如图2所示。由于减少了电解槽部件及其重量很轻，使得组装和拆卸都极易进行。3.3电解槽回路：电解槽厂房设计布置4台BiTAC®-868离子膜电解槽，并且先安装2台BiTAC®-868离子膜电解槽。一个电解槽回路由一台电解槽和一台整流器，一主变通过母排连接组成。整流器－主变能供应直流电进行化学反应。从整流器正极送出的直流电通过电解槽阳极端，复极式单元，和阴极端，回到整流器负极。见母排布置图。为避免杂散电流，电解槽必须与地绝缘。每个电解槽由支撑架，该支撑架和单元槽的支脚采用特氟隆垫板绝缘。除此之外，支撑架还通过垫在下面的4个绝缘瓷瓶和地绝缘。一台电解槽由68个单元槽组成，整流器合闸送出直流电后，正极和负极之间的电压差估计在210V。整流器自流正极对地电位差为＋105V。随着电流流经电槽单元时对地电位差降低，在此回路中点时电位差为0。然后电位差再降低，在整流器直流负极时，电位差为－105V。因为每个单元槽有不同的单槽电压，回路中点，不很重要。图3是一台整流器的回路排列和典型的电位差。3.4电解槽的特点电解槽及膜是电解工序的关键设备。所以我们推荐的是CEC最新研制的BiTAC电解槽，由东槽和CEC共同开发的。低电耗：BiTAC具有低的结构电压降，均一的电流分布，高性能的活性阴极，使得该电解槽具有耗电低的优点。所有阴极材料为Ni，电流通过Ni导通而不是Ti，因为Ni的电导率为Ti的6倍。高电流密度运行由于具有低结构电压降，在电解槽中电解液有很好的混合效果，气体容易分离，BiTAC槽的电流密度可以运行在5KA/m2，甚至6KA/m2。由于在高电密下操作，BiTAC用户可以减少电解槽的数量，进一步可减少电解厂房面积。HCl添加系统正常操作下Cl2中含O2为1－2％，若客户要求Cl2中含O2更低，则必须加入HCl。由于BiTAC采用了外部的阳极液循环系统，HCl添加很容易控制。一方面HCl的加入有效地减少了副产物的产生，同时降低了NaCl的分解消耗和Cl2的损失。易维护性由于BiTAC配件很少和很轻的重量，使得电解槽组装与拆卸更容易和快捷。当组装和拆卸时不必将电解槽运到维护区。电解槽材料更耐用BiTAC结构坚固，使用的是耐腐蚀材料。阳极由Ti组成，阴极由Ni组成，确保电解槽长期稳定操作。溢流方式在BiTAC电解槽中，气体和电解液在每个复极式单元槽框上部，然后溢流出电解室的气液区分离，几乎没有压力波动，如图5所示。阴极液和阳极液液面始终维持在每个单元槽框上部的气液分离区，因此膜就不会暴露在气体中。溢流方式有以下优点：由于膜完全浸在电解液中，使得Cl2和膜直接接触而造成的膜的电化学和物理老化不会发生；若膜出现针孔，由于采取溢流方式，使得H2和碱液几乎不会渗透到阳极室，也就不会出现Cl2中含H2高的危险，以及其他对阳极的危害；由于单元槽内无压力波动，也就避免了对膜的物理损害。因此，溢流方式确保膜长期运行。可视流体不象内部管道系统那样，BiTAC采用的是透明的特氟隆管道来输送溢流的气体和电解液。通过这种管道，工人可以目测每一个单元槽的溢流情况。如果膜有损害出现，通过下列观察，很容易发现异常情况。特氟隆管道里的Cl2颜色通常为黄色，若颜色变白，则表示碱液通过膜上的针孔进入阳极，与Cl2反应生成NaClO，减少了碱液的溢流。由于进槽盐水或碱液中断，使得淡盐水和碱液溢流中断或减少，也很容易发现。电解液的超均匀分布由于BiTAC电解槽复极单元被设计成凹凸部分交替组成，这就使得电解液进入电解槽后分布均匀，电解液浓度保持均一，具体结构见图6。防止电流泄漏的对策BiTAC的支管是树脂的，长进料管是特氟隆的，以及防腐蚀电极和电槽厂房电解液总管的最优化设计避免了电流的泄漏。4设计描述4.1工艺描述（1）阳极液系统来自二次盐水精制工序的超精制盐水，叫做SPB，通过循环盐水支管，进到电解槽进料总管分配至每个阳极室，在阳极室分解成Cl2和Na+。SPB的流量由FICA-2002-01/02控制。淡盐水与湿氯气的两相混合流体从每个阳极室出口溢流并在出口支管中分离为淡盐水与产品Cl2。淡盐水自流至阳极液接受槽（V－2001）。将HCl加入到V2001的淡盐水中以进行酸化。同时Cl2被送至Cl2处理工序。从V2001出来的淡盐水分成两部分：一部分回电解槽循环，另一部分去脱氯塔（T-1601）。纯水，叫做WD，在停车时加入纯水去稀释阳极液防止盐结晶；开车时为满足膜的需要而加入纯水调整阳极液浓度。（2）阴极液系统循环碱液经过碱液换热器（E-2001）供应至进口支管分配到阴极室，在阴极室阴极反应使H2O分解为H2和OH-。循环碱液流量受FICA-2008－01/02的控制。碱液与H2两相流体从每个阴极室出口溢流并在出口支管中分离为H2与碱液。碱液自流至循环碱液贮槽（V-2002）。从V2002出来的碱液分成两部分：一部分成品碱液由冷却器（E－2002）冷却到40℃后送至界区外。一部分碱液循环回电解槽，为维持电解槽操作温度在85－90℃，碱液换热器（E-2001）对循环碱液进行加热或冷却。碱浓度受碱液密度分析仪（AIA-2006）的监测，为使膜的性能达到最佳，通过加入纯水以使碱浓度达到32％。开车时，碱液换热器用来加热进入电解槽的电解液，以缩短达到满负荷电流运行的时间而不必过多增加槽电压。H2在溢流管内分离然后送往H2处理工序。H2压力维持在比Cl2压力高350土20mmH2O。（3）物料和热平衡物料和热量平衡计算是按如下条件下作出的：a生产能力76.25吨/天（100％NaOH）b年运行时间8000小时c电解槽数量2d每台电解槽单元槽数量68单元槽e碱液电流效率96.5％f水迁移数4mol水/mol阳离子g阳极液浓度200土10g/l（NaCl）h阴极液浓度32％i操作温度80－90℃4.2仪表和控制系统4.2.1SPB流量控制：为使盐水流量稳定，在超精制盐水管线上装配了具有高低报警功能的流量控制器（FICA-2002-01/02）。流量显示：如果超精制盐水的供应受到干扰，此时继续电解会使阳极液NaCl浓度降低，当降低到膜允许的下限时，就会对膜造成损坏。因此，为避免由于盐水中断造成的膜损坏，流量显示器会在流量超低时给一个低低报警，此时DCS联锁会停相应的整流器。整流器的跳闸延迟时间为180秒。管线接地：在进槽盐水管线都安装了一个由Ti+DSA（MA-2001-A/B）组成的接地装置，以防止金属材料的电化学腐蚀，同时避免由于杂散电流引起的流量显示器的指示错误。盐水稀释：现场流量表FG-2004用于监测纯水的流量，以及当电解槽维护时适当稀释阳极液。4.2.2循环盐水流量控制：安装有带低位报警功能的循环盐水流量控制显示器（FICA-2015）。止逆保护：淡盐水泵停时，为防止循环盐水倒流和阳极液的泄出，在泵的出口安装了止逆阀。为避免在止逆阀坏的情况下液体倒流，当两台泵P-2001A/B都停时，DCS联锁将关闭流量控制阀（FV-2015）。混合：为使循环盐水和SPB很好的混合，在进槽盐水管线上安装了静态混合器（MS-2001-A/B）。4.2.3进槽碱液流量控制：为使碱液流量稳定，在碱液管线上安装了具有高低报警功能的流量控制器（FICA-2008-01/02）。流量显示：如果进槽碱液的供应受到干扰，电解槽内碱液分布不良使得碱液供应失衡，过高或过低的浓度都会对膜造成损坏。因此，为避免造成膜损坏，流量显示器会在流量超低时给一个低低报警，此时DCS联锁会停相应的整流器。整流器的跳闸延迟时间为300秒。产品碱流量由流量累计仪表（FRQ-2012）显示和计量。当循环碱液贮槽（V-2002）超高或P2002A/B全停时，DCS联锁关闭流量控制阀。管线接地：在进槽碱液管线和回流碱液总管都安装了由Ni（MA-2004-A/B）组成的接地装置，以防止金属材料的电化学腐蚀，同时避免由于杂散电流引起的流量显示器的指示错误。温度控制：通过碱液换热器（E-2001）对碱液加热或冷却来控制电解槽温度。当温度出现高或低异常情况时，会给出警报。通过TICA-2007，蒸汽管道上的TV-2007用来加热。当所有整流器停时或者碱液流量低低时，DCS将关闭TV-2007。温度显示：每个电解槽阴极液出口都安装了具有高位报警的温度显示仪表（TIA-2009-01/02）。碱液浓度控制：加入到循环碱液的纯水流量受流量控制器（FICA-2006）调节，以使电解槽碱液出口浓度为32％。当流量出现高或低异常情况时，会给出警报。如果所有整流器停，DCS联锁将关闭流量控制阀（FV-2006）。液位控制：循环碱液贮槽的液位由具有高低位报警的液位控制器（LICA-2002）来控制。当LICA-2002低低时，为防止泵受到机械损坏，DCS联锁将停碱液循环泵（P-2002A/B）。当高高液位时，DCS联锁将关闭碱液流量控制阀（FV-2008）。若液位恢复，控制阀将自动复位。碱液循环泵：为碱液循环安装了一台备用泵，在一台泵故障时，手动开启另一台备用泵。如果两台泵都停止工作，DCS联锁将关闭TV-2007，停止供应加热蒸汽。碱液密度：产品碱液的浓度由具有高低位报警功能的密度分析仪（AIA-2006）监测。止逆保护：碱液循环泵停时，为防止循环碱液倒流和阴极液的泄出，在泵的出口安装了止逆阀。为避免在止逆阀坏的情况下液体倒流，当两台泵P-2002A/B都停时，DCS联锁将关闭流量控制阀（FV-2008－01/02）产品碱液温度：在产品碱液换热器（E-2002）出口安装了温度控制仪表（TIC－2006）控制产品碱的出口温度。4.2.4淡盐水液位控制：阳极液接受槽（V-2001）的液位由具有高低位报警功能的液位控制器（LICA-2001）控制。当出现高高报警时，为避免阳极液接受槽的溢流，DCS将关闭流量阀（FV-2002-01/02）。如果液位恢复，控制阀将自动复位。当LICA-2001为低低报警时，为防止泵受到机械损坏，DCS联锁将停淡盐水泵（P-2001A/B）。淡盐水泵：为淡盐水循环安装了一台备用泵，当一台泵故障时，手动开启另一台备用泵。淡盐水pH：在盐酸加入管线上安装了具有高低位报警功能的流量控制器（FICA-2005），以确保HCl流量稳定。当所有整流器停的时候，DCS联锁将关闭该阀门。淡盐水pH由具有高低位报警功能的pH分析仪（AIA-2005）监测。管线接地：在淡盐水管线都安装了一个由Ti+DSA（MA-2003-A/B）组成的接地装置，以防止金属材料的电化学腐蚀，同时避免由于杂散电流引起的流量显示器的指示错误。4.2.5Cl2与H2Cl2与H2的压力控制对于防止膜受到机械损坏，延长膜的寿命和性能都至关重要。下述可以使Cl2和H2压力波动最小，同时避免压力过高。维持H2总管压力为340mmH2O，Cl2总管压力为－10mmH2O。H2和Cl2压差为350mmH2O。（1）Cl2压力：Cl2总管压力由具有高位报警功能的压力表（PIA-2001A）监测，压力设定在－10mmH2O。Cl2总管压力为高高报警时，DCS将联锁停所有整流器。（2）H2压力：为确保H2与Cl2压差保持恒定，H2总管压力由具有高低位报警功能的压差控制器（PdICA-2002）串极控制，H2和Cl2压力差设置在350mmH2O。当压差出现高高或低低位报警时，为防止膜受到机械损坏或者膜性能下降，DCS将联锁停所有整流器。压力开关有一秒的延迟时间去切断瞬间的压力波动。具有高低位报警功能的压力显示器（PIA-2001B）安装在H2总管以监测其压力。（3）Cl2正压密封：1号Cl2水封罐（V-2003A）用来放空，防止Cl2正压。其液封高度为120mmH2O。（4）Cl2负压密封：2号Cl2水封罐（V-2003B）用来吸入空气，防止Cl2负压。其液封高度为150mmH2O。（5）H2放空烟囱：H2放空烟囱（V-2004）用来放空，防止H2正压。其液封高度为550mmH2O。开车时，H2通过H2放空烟囱排放到大气中，同时打开手动阀充入N2，以防止H2着火。如果正常操作情况下H2着火，手动开启截止阀充入水蒸气，以熄灭火焰。4.2.6污水电解工序产生的废水排到地坑，最后送至废水处理设备。4.2.7电解槽电压电解槽电压由具有超高报警功能的电压显示仪表（EIA-2001-01/02）监测。当电解槽电压为超高报警时，DCS将停所有整流器。4.2.8仪表清单附件1给出了报警设置点和其联锁功能。4.2.9管道设计为使在电解槽间的压力降和压力波动最小，重力自流管道，例如淡盐水和碱液总管，都设计了一个适当的流速。Cl2管道有一个（1/400）的斜度，以避免冷凝液在管道中凝结而导致Cl2压力波动。5操作程序5.1开车准备5.1.1新建电解槽的初次开车参考操作程序图。1＃电解槽（R-2001-01）安装。a按照电解槽安装手册组装电解槽。警告：决不要将母排连接到相邻的电解槽。b为溢流管和供料管安装盲法兰，防止离子膜干燥。c安装在总管和阳极室上的所有阀门都关闭。d离开安装好的电解槽直到其它的电解槽安装好。2＃电解槽（R-2001-02）安装。a按照电解槽安装手册组装电解槽。b拆除安装好的电解槽总管上的盲法兰，与电解槽周围支管连接。c目测一下电解槽和所有的铜排不与地面短路。d用欧姆计检查所有的铜排和电解槽与地面完全绝缘（大约为0.5－1M欧姆）。（3）按照6.1段所述用N2向H2侧加压。（4）充入纯水和2%的碱液a在完成电解槽组装后，应该立即一台一台的给电解槽充液。b检查纯水可以连续供应，其质量如下所示。硬度（以Ca计）小于0.1ppmFe小于0.03ppmSiO2小于0.3ppm体积4.7m3/每一个BiTAC－868电解槽温度20－40℃c检查循环碱液贮槽（V-2002）中碱液的下列项目。碱浓度2土0.1％Fe小于0.3ppmClO-检测不到体积5m3/每一个BiTAC－868电解槽温度20－40℃d按照6.2段将纯水充入阳极室，2％碱液充入阴极室。e当两侧液体溢流时，即可停止充液。警告：充入纯水和2%碱液后，不要给电解槽供应极化电流！f按照6.8（1）段调节H2管线压力。（5）纯水和2%碱液的贮存a至少需要每2天向电解槽补充一次纯水到阳极室和2%的碱液到阴极室，直到补充至溢流为止。b检查溢流碱液浓度是否大于1.5％。若不是，则补充碱液使其浓度达到2%。c电解槽充纯水和2％碱液不需要通极化电流。(6)在排掉电解液前，按照6.1的加压叙述用N2向H2侧加压。(7)排液a在向电解槽充入超精制盐水和碱液前，要按照6.3排液叙述的那样放掉电解槽中的纯水和2%的碱液。b按照6.8（2）H2压力控制保持H2压力在500mmH2O。（8）充入超精制盐水和碱液a确信自二次精制工序来的超精制盐水达到下列指标和连续供应。NaCl浓度：270－320g/lPH：大于2质量：见表2体积4.7m3/每一个BiTAC－868电解槽温度：小于60℃b将碱液充入到循环碱液贮槽（V-2002），以为新安装的电解槽供应碱液，检查碱液下列项目。NaOH浓度：28－32％Fe：小于0.3ppmClO-：检测不到体积5m3/每一个BiTAC－868电解槽温度：20－40℃c打开纯水阀稀释盐水，调节供应盐水浓度为200g/l。具体盐水和纯水流量见流量表。d按照6.2充液所叙述的，将200g/l的盐水和碱液加入到电解槽的阳极室和阴极室。e在盐水侧溢流后，停止供应纯水。调节上槽盐水流量为5m3/h。f按照6.8（1）所述，调节H2压力。（9）连接铜排：电解槽充液后，连接铜排电缆和极化整流器的电缆。（10）极化：按照6.4向充入电解液的电解槽供应极化电流。（11）贮存：参照6.5贮存或6.11单回路循环。（12）加热：按照6.6加热来对电解槽加热，准备开车。（13）再次紧固拉杆：电解槽加热到超过70℃以后，再检查一下安装在总管和总管支撑之间的螺栓是否松动，最后按顺序再紧固一下14根拉杆。（14）调节H2侧压力：按照6.8（4）H2压力控制调节压差在350mmH2O。（15）其它a检查下列液封高度。V-2003A工业水120mmWCV-2003B工业水150mmWC在Cl2水封罐和H2放空罐上维持少量的水流量（大约为100l/h）。5.1.2开车超精制盐水检查盐水杂质。碱液检查碱液浓度在30－32％。水封罐供水检查Cl2水封罐和H2放空罐液封液位和流量，参照5.1.1（13），（14）。电解槽检查电解槽周围无异常情况。5.2开车程序参见操作程序表。通讯a由于电解工序和所有工序都是紧密联系的，因此，开车时应该和其它相关工序联系好。b在电解厂房和贮槽周围安排2－3个工人以观察电解槽和设备条件。最终检查a气压在电解槽的压力表上检查下列两处气体压力。H2340mmH2OCl2－10mmH2Ob电解槽周围阀的位置检查以下阀是否在正确的位置。检查下列阀是否在正确位置：阀号位置作用V-1打开进槽盐水入口V-2打开进槽碱液入口V-3关闭盐水排出口V-4关闭碱液排出口V-5打开循环盐水出口V-6打开循环碱液出口V-7打开氯气出口V-8打开氢气出口V-9关闭淡盐水取样阀V-10关闭成品碱液取样阀V-11打开Cl2压力表接口阀V-12打开H2压力表接口阀V-13关闭Cl2取样阀V-14关闭放空H2出口阀V-15关闭废Cl2出口阀V-16关闭置换用N2进口阀V-21关闭阳极室Cl2取样阀C电解工序控制阀检查以下控制阀是否在正确的位置。阀号位置设置点（m3/h）作用FIC－2002－01/02调节5SPBFIC－2005关闭0去V－2001的HClFIC－2015关闭0循环盐水FIC－2008－01/02调节14.8循环碱液FIC－2006关闭0用来稀释碱液的纯水阀号方式作用位置LICA－2001自动V－2001液位淡盐水LICA－2002自动V－2002液位产品碱液TICA－2007自动循环碱液温度蒸汽PDV－2002关闭氯氢压差H2总管由V-2004调节H2压力，通过打开V-2004的渗漏阀门将液封高度调节到350mmH2O。d联锁旁路开关下列联锁旁路开关断开，不考虑停车条件。联锁功能位置SPB流量LL考虑进槽碱液流量LL作用V-2001液位LL作用V-2001液位HH作用V-2002液位LL作用V-2002液位HH作用Cl2与H2压差HH作用Cl2与H2压差LL作用Cl2总管压力HH不考虑槽电压HH作用e充N2检查N2完全充入H2管道。N2中含O2量应小于0.1％。f其它检查下述情况是否在允许的范围。盐水溢流：没问题碱液溢流：没问题电解槽出口碱液温度（TI-2001）：60－72℃（28％的碱液）67－82℃（30％的碱液）AIC-2006显示的V-2002中碱液浓度：28－32％超精制盐水浓度：270－320g/l检查没有任何人员在电解槽周围工作。由调度通知在几分钟内合闸。（3）开启整流器注意：所有准备和检查工作完成以后，按照下述开启整流器。如果出现表3规定的异常情况，立即降电流或手动停止整流器。a开启整流器向电流供电，调整电流为1KA。当电流达到3KA后，关闭极化整流器。b溢流检查通过透明的阳极液和阴极液溢流的特氟隆管道可进行目测。如果膜有损坏或者电解液分配缺乏发生，操作者可以很容易的发现。注意：整流器开启后一段时间，溢流的阳极液并没有颜色。因为在停车时渗透到阳极室的碱液与Cl2反应，生成了NaClO。随着电流的上升，阳极液颜色变成黄色。如果膜有针孔或者电流效率低，在电流超过3KA时溢流液也没有颜色。当电流超过5KA时，溢流的阳极液仍无颜色，则此膜有严重针孔。停电流并换膜。c升电流时，工人应严密注意电解槽的压力表。压力出现异常，通知DCS。压力异常有可能对膜造成损坏。d由FIC-2005向V-2001加HCl，以除去其中的游离氯。e通过压差控制器（PdICA-2002）维持压差在350mmH2O。（4）升电流至3KAa监测与分析以1KA/min的速率逐渐升电流。电流升到3KA以后，用手提电压表检查所有的单元槽电压大于2.3V而小于4.0V。经常检查淡盐水和碱液浓度。若NaCl浓度小于180g/l，立即增加盐水流量。注意：如果膜出现针孔或电流效率低，则电压小于2.3V。尤其是阳极溢流液没有颜色或苍白色的单元槽，说明槽电压小于2.3V。注意：无论是电流改变还是流量改变，都要检查NaCl的浓度。超精制盐水的流量应按照分析结果进行调整。警告：电解液浓度控制的任何疏忽和不适当将造成离子膜的永久损坏。bCl2管线使用ORSAT分析仪检查Cl2总管中含H2。图8给出了此时的电解槽周围阀的位置。通过压力控制表（PIA-2001A）检查Cl2压力在－10mmH2O。维持电流直到压力稳定。警告：H2和Cl2的压力，不仅在盘上检测，而且在现场每个单独的电解槽上检测。c当碱液浓度达到31％时，按照电流大小，加入纯水。dH2管线i）停止向H2充入N2。（5）升电流至5KAa升电流前先将超精制盐水和纯水流量按照流量表调整到电流为5KA时的流量。b以1KA/min的速率升电流。c维持电流在5KA，按照6.7监测进行分析和监测。d将Cl2管线从废氯切换至氯处理工序。e通过界区外的压力调节器将Cl2压力增加到－10mmH2O。f逐渐关闭V-2004的旁路阀。g调节V-2004上的手动阀（通大气的），将压差控制在350mmH2O。警告：当压力波动时，控制不了或其它异常情况出现，请立即停止升电流或关闭整流器。（6）升电流至7KA，9KA，11KA，13KAI）新离子膜初次开车a升电流前先将超精制盐水和纯水流量按照流量表调整到电流为7KA时的流量。b在重新开车的情况下，开始盐水循环。c以1KA/min的速率升电流。维持电流在7KA，按照6.7监测进行分析和监测。d在将电流升到目标电流前，按照流量表将超精制盐水和纯水的流量先调整到和电流相对应的流量。e由碱液换热器（E-2001）维持循环碱液温度在87℃。f当淡盐水中Ni含量在10ppb以下或开车6h后，开始进行盐水循环。g将H2由V-2004切换至总管。－没有压力波动下逐渐打开PdV-2002。－逐渐关闭V-2004上的手动阀。－将PdV-2002由手动切换到自动。－通过PdICA-2002将压差控制在350mmH2O。h电流升至13KA后，在维持下列条件至少2天（最好7天）。●电流密度：3－4KA/m2●出槽碱液：32.5土0.5％●出槽盐水：190－210g/l●电解槽温度：80－87℃II）重新开车a在将电流升到目标电流前，按照流量表将超精制盐水和纯水的流量先调整到和电流相对应的流量。b以1KA/min的速率升电流。维持电流在13KA，进行分析和监测。c由碱液换热器（E-2001）维持循环碱液温度在87℃。（7）额定电流操作（16.22KA）a按照额定电流设置流量：阀号物流名称流量（m3/h）FIC－2002－01/02超精制盐水14（310g/l）FIC－2015循环盐水28.1（稳定）FIC－2008－01/02进槽碱液16.5（稳定）FIC－2006进碱液纯水2.8*备注：*详细流量请参阅流量表b升电流至16.22KA。c如果需要，对所有的仪表控制回路进行校准。d电解槽按照下列条件操作。●碱液：32％土0.5％淡盐水：190－210g/l电解槽温度：81－88℃H2压力：340mmH2OCl2压力：－10mmH2Oe操作稳定后，下列联锁合闸：联锁功能位置Cl2总管压力HHSPB流量LL（8）向盐水添加盐酸如果需要，按照6.12向上槽盐水中加盐酸。（9）对拉杆进行再紧固初次开车电解槽温度达到85－90℃以后3至7天，以80N.m的力距拧紧所有的拉杆。警告：记得带防护眼镜，长袖绝缘橡胶手套，绝缘鞋，绝缘衣服。不要独自一人在高压区工作。不要赤手触摸铜排。不要把金属工具和电解槽和铜排接触，以防短路。将扭力扳手覆以PVC以防短路。（10）阳极液与阴极液浓度在规定电流下操作2h后，分析淡盐水中NaCl浓度，并调整加入盐水量，以保证淡盐水中NaCl浓度在190－210g/l。至少维持48h碱液浓度在32％土0.5（最好7天）。（11）排出的碱液初次开车时，碱液中含有氯化物和活性阴极等杂质。这种碱液将排到排出碱贮槽，排一天直至碱液质量合格。此废碱液用来调整淡盐水的pH，洗涤Cl2，或者处理废水。长时间停车后再开车，由于渗透使得碱液中氯化物含量高。开车后短时间内碱液中氯化物浓度会降低到正常水平。（12）对法兰接头进行再次紧固如果法兰接头发生泄漏，清洗该法兰后并拧紧。5.3常规操作5.3.1观察维持稳定的不在设定条件外的操作和防止工人的混乱操作使电解槽性能恶化很重要。因此，常规的检查，分析，和监测对于发现异常情况和防止膜性能损坏至关重要，这些可以立即采取措施。工人观察包括电解槽周围常规的目测，其工作是联系和报告，例如：向主管报告异常情况记录操作数据和值班报表向下一班的工人告知可能会出现的问题日常分析和监测5.3.2电解槽为了保持电解槽长期高性能的运行，必须经常注意如下项目。（1）阳极液条件为避免对膜的永久损害和槽压上升，维持如下阳极条件：NaCl浓度必须在190－210g/l。PH必须大于1.5。（2）SPB的纯度保持SPB的纯度在表2所列的范围，防止杂质积累造成膜性能的下降和寿命的减少。特别是要将钙镁的浓度保持在20ppb以下。（3）阴极条件为避免电流效率的下降，维持碱浓度在32土0.5％。（4）阴极液中铁离子保持Fe2+浓度小于0.1ppm以达到良好的阴极性能。铁离子浓度越小，阴极涂层的寿命越长。（5）溢流情况在电解车间的常规巡逻中，目测所有单元槽的阴极和阳极溢流情况。常规巡逻对于早期发现问题很有帮助。（6）恒定压差为防止膜的晃动而造成损坏，阴极侧压力必须高于阳极侧压力。然而，过高的压力会把膜压向阳极网而损坏膜，增加电压，或者造成淡盐水供应不足。因此将压差保持在以下范围内：电流密度压力范围0－5KA/m2350土20mmH2O（7）电压监测上槽盐水管道堵塞或者SPB供应出现故障，都会使电压突升，这会引起电弧和Cl2和H2的混合。引起电解槽爆炸和配件的严重损害。因此，必须采取一个安全装置立即正确的起作用，以防止此危害的发生。报警现场处理电压高高位报警整流器开关立即跳闸电压高位报警检查电压高报警的电解槽号码，立即去现场检查每个单元槽的盐水溢流情况。如果没有盐水从阳极室溢流，尽快关闭电流。如果盐水溢流正常，用电压表在现场检查每槽电压。（8）单元槽电压每月在现场用手提电压表测一次单元槽电压。对槽电压的监测能够发现膜的异常情况。（9）SPB含有的有机物SPB中的有机物，例如过多的沉淀剂的使用，破碎的螯合树脂，会促进形成Cl2气泡区，这会对膜造成损害。5.3.3SPB和淡盐水检查盐水质量和操作情况，使盐水指标在表2范围内。通过监测每个阳极室的溢流情况来目测盐水是否均一的加入到每一个阳极室。在每年停车时，清理阳极液接受槽（V-2001）或者超精制盐水贮槽（V-1501）的破碎物质，以清除积累的杂质，例如：已经氯化的EPDM和PVC垫片，他们会造成管道的堵塞。5.3.4碱液检查碱液质量，使碱液指标在表2范围内。通过监测溢流情况来目测循环碱液是否均一的加入到每一个阴极室。5.3.5氯气维持Cl2总管压力在－10土20mmH2O，不要出现压力波动。检查Cl2内H2含量以防止H2和Cl2混合后燃烧。检查每一个水封罐的流量稳定并且达到所要求的液封深度。检查每一个单元槽溢流情况，例如Cl2颜色，鼓泡情况。通过自动监测仪或现场嗅气体检查Cl2的泄漏情况。5.3.6H2当电流密度小于5KA/m2时，维持H2总管压力在340土20mmH2O，比Cl2压力高350mmH2O。并且在H2总管内不要出现压力波动。5.3.7泄漏电流定期检查从接地盘到大地的泄漏电流不超过1A。在每年停车时，目测防腐蚀电极是否出现异常情况。5.3.8冷却水保持冷却水回水温度小于40℃。过高的温度会引起热交换器内部结垢。5.3.9电解槽运行条件表2给出了操作条件和监测频率。5.3.10设备压力泵出口压力现场压力表监测泵出口压力。换热器压力降监测碱液和公用工程在换热器的压力降。当压力降超过供应方的规格时，就应该考虑拆卸换热器检查了。5.3.11危险预报情况异常是有一些征兆。如果操作者能够早期发现这些征兆，设备的损害就能减小到最小。尽快采取防范，最好的防范就是尽早监测到这些征兆然后采取正确的补救措施。下列是操作者依次可以发现的征兆。参见问题解决方法和相关危险预报。低极化电压电流超过5KA时，阳极溢流液无颜色。Cl2中O2含量高。Cl2中H2含量高电压高位报警电解液从单元槽底部的泄漏。阳极液溢流量小或者没有溢流。阴极液溢流量小或者没有溢流电解槽外面有火花爆炸声5.4正常停车程序通讯由于电解工序和所有工序都是紧密联系的，因此，停车时应该和其它相关工序联系好。以1KA/min的速率减小电流至3KA。按照流量表减小FIC-2006的纯水流量，该流量和电流对应。减小FIC-2002的SPB流量至9.5m3/h。向H2总管充入N2。开启极化电流，达到25A并保持稳定。减小电流到0，最后关闭整流器。电解液溢流后停止盐水循环。确认停止向碱液中加入纯水和停止向上槽盐水中加入HCl在每个回路保持碱液以16.5m3/h的流量循环，按照6.8（3）H2压力控制继续向H2总管充入N2。当槽温小于70℃，调整极化电流，恒定控制电压115V。贮存时，将槽温冷却至40℃以下。检查废Cl2处理工序可以使用后，打开阳极室的Cl2取样阀。（12）阀位置检查电解槽周围的截止阀是否在正确的位置。阀号位置作用V-1打开进槽盐水入口V-2打开进槽碱液入口V-3关闭盐水排出口V-4关闭碱液排出口V-5打开返回盐水出口V-6打开返回碱液出口V-7打开氯气出口V-8打开氢气出口V-9关闭返回盐水取样阀V-10关闭返回碱液取样阀V-11打开Cl2压力表接口阀V-12打开H2压力表接口阀V-13关闭Cl2取样阀V-14关闭废H2出口阀V-15打开*废Cl2出口阀V-16关闭置换用N2进口阀V-21打开*阳极室Cl2取样阀注意：*）只有当事故氯工序运转后才可以设置此阀的位置。（13）流量调节流量如下阀号物流流量（m3/h）浓度FIC－2002－01/02SPB9.5270-320g/lFIC－2008－01/02进槽碱液19.630%FIC－2006纯水到碱液0FIC－2015循环盐水0FIC－2005HCl到V－20010（14）贮存5.5事故停车程序5.5.1手动停车出现下列情况时，立即减小整流器电流或手动停车。出现下列情况时，联锁系统将关闭整流器，然而，如果异常情况预定发生，整流器将跳闸。（1）电解槽a电解槽电压突然比早期的数据升高：大于1Vb阳极液NaCl浓度低：小于180g/lcCl2中H2含量高大于0.2％d溢流阳极液颜色异常：不是黄色e超精制盐水供应中断f上槽盐水中断g盐水质量不合格h碱液供应中断i由于Cl2与H2混合造成爆炸。（2）总管气体aCl2压力超高/低bH2压力超高/低cH2与Cl2压差超高/低dCl2中H2含量高淡盐水泵（P-2001A/B）两台主泵和备用泵均停止碱液循环泵（P-2002A/B）两台主泵和备用泵均停止相关设备紧急停车，例如：淡盐水脱氯，废Cl2吸收，Cl2处理，H2处理，盐水精制系统。5.5.2联锁系统按照所附的事故联锁图，出现异常情况时，联锁系统将关闭整流器。5.5.3故障（1）电力故障停电时，整流器与所有的泵都停。因为流量停止，造成液位下降而导致膜暴露在空气中。超精制盐水泵（P-1501），淡盐水泵（P-2001），碱液循环泵（P-2002）立刻由事故电源供电，向电解槽供应电解液。当所有电解槽的阳极液溢流后，采取下列步骤。a按照6.4极化向电解槽供应极化电流。b关闭管线混合器的手动阀以停止盐水的循环。向阳极室充入SPB以置换含有游离氯的阳极液。c脱氯塔(T-1601)LICA-1603达到高位报警，手动关闭LV-2001去脱氯塔的盐水。然后，停止淡盐水泵（P-2001）。d阳极液接收槽（V-2001）LICA-2001达到高位报警，连锁系统将自动关闭FV-2002－01－02，停止上槽盐水的供应。然后手动停止超精制盐水泵（P-1501）。关闭支管上的手动阀（V-1）以防止阳极液虹吸流出。e当所有电解槽的阴极液溢流后，关闭碱液循环泵（P-2002）。关闭支管上的手动阀（V-2）以防止阴极液虹吸流出。（2）仪表空气故障仪表空气出现故障时，为保持气压，界区外下列阀应在正确位置：PDV-2002：事故关闭5.5.4事故停车程序如果整流器突然停止，极化整流器自动开启。整流器停止后，FV-2005，FV-2006，TV-2007也停止，然后将Cl2由Cl2处理切换到废Cl2处理工序。事故停车后，立即采取下列措施。具体程序参见5.4。通讯与相关工序联系极化检查极化电流是否按照6.4极化叙述的已经自动供应。H2控制确认N2充入H2总管。手动关闭PdV-2002。（4）Cl2控制a开打开支管上的V-15阀门，将废Cl2送至事故Cl2处理工序。b在废Cl2处理工序工作后，打开阳极单元槽所有的Cl2取样阀（V-21）。（5）盐水控制按照6.5（1）或者6.11（1）叙述，向阳极室充入SPB以置换含有游离氯的阳极液。（6）碱液控制按照6.5（2）或者6.11（2）叙述，贮存碱液。（7）马上调查事故原因。采取正确的措施以避免同样问题发生。5.6单电解槽更新在单电解槽部分或者全部更新工作的情况下，例如换膜，换单元槽，可以采取以下两种程序：更新1所有回路停车更换更新2其他回路工作时更换5.6.1停车时更新电解槽见5.45.6.2运行时更新电解槽参见电解槽维护时操作程序和操作程序图。6单台电解槽的检修操作程序6.1加压（1）按照图9把电解槽泄漏和针孔测试架与H2+NaOH支管上的V-16阀连接。并且打开H2管线上去H2水封罐的V-14阀。（2）确认H2水封罐内充满水。检查电解槽周围阀是否处于正确位置。通过测试架将N2充入H2＋NaOH总管，保持压力在500mmH2O。阀号位置作用V-1关闭进槽盐水入口V-2关闭进槽碱液入口V-3关闭盐水排出口V-4关闭碱液排出口V-5打开返回盐水出口V-6打开返回碱液出口V-7打开（关闭）氯气出口V-8关闭氢气出口V-9关闭返回盐水取样阀V-10打开返回碱液取样阀V-11打开Cl2压力表接口阀V-12打开H2压力表接口阀V-13打开Cl2取样阀V-14关闭废H2出口阀V-15关闭（打开）废Cl2出口阀V-16打开置换用N2进口阀V-21打开阳极室Cl2取样阀注意：括号内的阀位是“单电解槽更新”的阀位。●电解槽泄漏和针孔测试架阀位阀号位置X-1打开X-2打开X-3打开X-4关闭X-5关闭6.2充液充液前，检查电解槽周围阀是否处于正确位置。阀号位置作用V-1关闭进槽盐水入口V-2关闭进槽碱液入口V-3关闭盐水排出口V-4关闭碱液排出口V-5打开返回盐水出口V-6打开返回碱液出口V-7打开（关闭）氯气出口V-8关闭氢气出口V-9关闭返回盐水取样阀V-10打开返回碱液取样阀V-11打开Cl2压力表接口阀V-12打开H2压力表接口阀V-13打开Cl2取样阀V-14关闭废H2出口阀V-15关闭（打开）废Cl2出口阀V-16打开置换用N2进口阀V-21打开阳极室Cl2取样阀注意：括号内的阀位是“单电解槽更新”的阀位。（2）确认H2侧压力在500mmH2O，此时Cl2一侧通大气。（3）按照下列步骤充入电解液，维持阴极液的液位略高于阳极液。a逐步打开V-2阀，开始向BiTAC-868电解槽只充入碱液，流量为每一个电解槽12.9m3/h。b充入碱液后1min之内尽快打开V-1阀，以每一个电解槽12.9m3/h的流量充入阳极液。c充液期间，通过目测各管道的气泡，确信盐水与碱液都充入每个单元槽。d全部充液大约需要30min。警告：不要赤手接触电解槽，决不要把金属材料连接有电压差的两点之间。警告：不要打开线混合器的前的阀门进行盐水循环。e充液期间，如果需要，通过调整V-10阀，使压力保持在500mmH2Of目测各单元槽电解液是否同时或在2min之内溢流。如果管道内存在气泡，充液后，电解液可能会推迟3min溢流。注意：如果某单元槽比其他单元槽迟溢流5min，供料管道可能堵塞。如果需要的话，拆卸检修。警告：压力过高可能会导致膜的损坏。6.3放液放液前，检查下列阀是否在正常位置。阀号位置作用V-1关闭进槽盐水入口V-2关闭进槽碱液入口V-3关闭盐水排出口V-4关闭碱液排出口V-5打开返回盐水出口V-6打开返回碱液出口V-7打开（关闭）氯气出口V-8关闭氢气出口V-9打开返回盐水取样阀V-10打开返回碱液取样阀V-11打开Cl2压力表接口阀V-12打开H2压力表接口阀V-13打开Cl2取样阀V-14关闭废H2出口阀V-15关闭（打开）废Cl2出口阀V-16打开置换用N2进口阀V-21打开阳极室Cl2取样阀注意：括号内的阀位是“单电解槽更新”的阀位。（2）确认H2侧压力在500mmH2O，此时Cl2一侧通大气。确认槽温小于40℃。（3）放液时，按照下列程序保持阴极液的液位略高于阳极液。a确认所有阻断阀（FV-2002，FG-2005，FG-2015，P2001的盐水循环）完全关闭。b先打开V-3，再打开V-1阀以排放阳极液。c1min之内，打开V－4阀排放阴极液。d彻底放净电解液大约需要40min。e目测电解液从管道中已经放净。f关闭V-3，V-1，V-4阀。注意：如果某单元槽比其他单元槽迟排液5min，该管道可能堵塞。如果需要的话，拆卸检修。6.4极化注意：电解槽保存时通入极化电流，在阳极侧生成O2或Cl2，阴极侧生成H2。因此，需要将N2持续充入阴极侧。在通入极化电流时，由于H2通过膜或者针孔扩散，使得阳极侧H2/O2，H2/Cl2有可能达到爆炸极限。维持N2充入阳极侧或者直接通大气。(1)所有电解槽溢流后，立即通极化电流。停车时每单元槽要维持1.6－1.8V电压。(2)电解槽电压会随着温度改变而改变。按照下述来调整极化整流器。a槽温＜40℃：电流稳定在25Ab40℃＜槽温＜70℃：电压稳定在115V，每单元槽电压要维持在1.6－1.8V，当槽温低于70℃。c槽温＞70℃：电流稳定在30A警告：在电解液溢流前不要通极化电流。警告：由于极化电流会产生H2，O2，Cl2。因此不要完全密封阳极室和阴极室。这种密封产生的过高压力会损害膜。注意：将极化整流器与事故电源或UPS连接起来，这样，停电时可以应用极化电流。注意：槽温大于70℃，电压高于2.1V时，在阳极会产生Cl2和H2，将Cl2送至吸收。要特别注意下列现象。当温度升高时，单元槽电压趋向于减小。回路两端的单元槽电压降要高于中间单元槽电压降。(3)充入电解液后，用手提电压表测量并记录单元槽的电压。注意：若某单元槽电压比相邻的单元槽电压低30mv，膜可能有针孔。警告：通极化电流时，H2可能泄漏，因此禁止烟火。(4)在槽温冷却至40℃后，如果下列条件之一不能维持，切断极化整流器以保证安全。同时，除了有问题的条件外，继续维持其它的贮存条件。a新鲜盐水置换（至少2h）b充入H2总管足够的N2c通过Cl2吸收部分可以在阳极室产生负压。警告：在贮存期间如果没有极化整流器供电，活性阴极将会恶化。6.5贮存阳极液贮存确认下列指标对正常阳极液贮存非常重要：●阳极液中游离氯：监测不到●盐水浓度：200－300g/l●盐水pH：＜12按照下列规程来维持正确的阳极液条件。a持续通入SPB置换含有游离氯的阳极液，每一个电解槽的流量为9.5m3/h，直到置换完毕。冲洗完毕，调整SPB流量为3.5m3/h（每单元槽流量最小为50l/h），以防止膜暴露在空气中，导致NaCl的结晶和阳极涂层的碱腐蚀。b若SPB供应不足，每一个电解槽至少用SPB置换含有游离氯的阳极液2h，SPB流量为6.1m3/h*，纯水3.4m3/h*。－分析盐水浓度以确认盐水稀释完毕。稀盐水（200g/l）能防止盐的结晶－盐水持续循环，定期用纯水补充阳极液接受槽（V-2001）。－开始供应稀释盐水前要停止盐水循环。－2天用稀盐水（200g/l）置换一次，一次至少2小时。－经常分析溢流盐水以避免过饱和。维持阳极液pH为12，加HCl防止碱腐蚀。*此流量对应盐水浓度为310g/l。其它事宜参见流量表。阴极液贮存建议在开车时维持碱液浓度在28－32％。如“开车，运行和停车所述”注意：由于水会通过阳极室渗入阴极室，阴极液会逐渐被稀释。注意：长期停车后，碱液中NaCl浓度过高。开车后一段时间NaCl含量恢复正常。以10m3/h流量继续碱液循环。若不能进行碱液循环，充入电解液后停止循环并关闭切断阀（V-2），以避免阴极液泄漏。维持槽温在30－40℃。每天要进行一次碱液循环，并取样分析。6.6加热由于初次开车或者更新膜，或者是单元槽更新，将电解槽组装/拆卸完后，回路开车的情况下。要按照下述进行一次盐水系统清除Ni的污染的“一次通过运行”。（1）一次通过运行a关闭盐水循环的手动阀。b调节电解液流量。阀号物流名称流量（m3/h）浓度FIC－2002－01/02超精制盐水5（310g/l）270－320g/lFIC－2008－01/02进槽碱液16.528－32％c通过碱液循环将电解槽加热至70℃。d若槽温不到70℃，降低SPB的流量至3.5m3/h。（2）盐水循环a若是重新开车，槽温不到70℃，则关闭FV-2002以停止SPB供应。开始盐水循环。b通过碱液循环将电解槽加热至70℃。（3）升极化电流槽温达到70℃后，增加极化电流至25A并保持电流稳定。6.7开车时检测开车时至少要检测和分析下列各项。项目取样点次数条件a超精制盐水NaCl浓度pHP-1501A/BP-1501A/B在5，11，13，14.87KA在5，11，13，14.87KA270－320g/l大于2b淡盐水NaCl浓度PHNi总管总管P-2001A/B在5，11，13，14.87KA在5，11，13，14.87KA13KA190－