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改进隔膜制作方法降低电解槽氯中氢含量及电耗

[导读]山西合成橡胶集团有限责任公司改进隔膜制作工艺, 改造后氯中氢含量降低, 槽电压降低, 电耗比改进前降低100 kW。

  山西合成橡胶集团有限责任公司(以下简称“山橡” )氯碱生产系统电解工序现有90个JD12型金属阳极电解槽。随着后续产品产能的扩大, 电解槽电流负荷也不断提高, 当电流负荷从20 kA 提高到20. 5 kA(电流密度为1 700 A /m2 )时, 出现氯中氢含量偏高、波动大、槽龄短(氯中氢含量高)的问题。2006年, 由于电解槽槽况恶化, 槽电压不断上升, 被迫将电流强度从20. 5 kA 降到20 kA。山橡有关人员将电解液质量浓度从140 ~ 150 g /L降低到135 g /L, 恢复阴极箱盐酸浸泡除锈程序, 将石棉浆液由压缩空气搅拌改为真空抽吸翻浆, 改换电解槽所用石棉厂家, 针对新石棉特性, 根据实际情况探索隔膜制作过程和控制参数, 总结出了一套适用的方法, 取得了很好的效果。隔膜制作工艺过程及参数隔膜法生产工艺按要求称取石棉并倒入打浆槽碱液, 经过24 h以上的苛化, 将苛化石棉浆液放入隔膜吸附槽, 用真空泵将石棉浆液抽吸到真空制浆罐中, 真空抽吸并翻浆搅拌, 待石棉绒分布均匀后, 再将石棉浆液放进制膜槽中用于隔膜吸附。隔膜吸附完毕后, 在室温下干吸4 h, 再推进干燥室内加温、抽吸干燥数小时以达到要求。

    一般认为氯中氢含量主要原因是:铁丝网生锈与铁丝网连接形成第二阴极, H+放电产生H2 ,造成氯中氢含量高;石棉质量差、石棉浆液配比不当、吸附干燥制膜过程操作方法控制参数不适等均可造成隔膜厚薄不均、隔膜厚度偏薄或干燥不到位附着力差等, 导致氯中氢含量偏高;提高电流密度意味着单位面积阴极网上氢气量增加, 氢气穿过隔膜的能力增强, 进入阳极室氢气量增加, 造成氯中氢含量高。山橡所用旧石棉纤维细、柔软、用量少, 电解槽氯中氢含量波动大, 且运行3个月后氯中氢含量急剧上升。笔者据此分析, 认为氯中氢含量高的主要原因为:用旧石棉吸附制成的隔膜厚度偏薄, 隔膜适应能力差, 经过一段时间的运行后, 隔膜被冲刷腐蚀进一步变薄。当电流、氯气和氢气压力波动大时,透过隔膜到阳极室内的氢气量增加, 导致氯中氢含量增加, 因此电解电流密度提高对电解槽隔膜质量的要求更高, 隔膜不仅要保持一定的流通量, 还要有足够的厚度。新石棉制成的隔膜克服了旧石棉隔膜的缺点, 但由于开始干燥不到位, 隔膜附着力差, 新槽运行后出现氯中氢含量高的情况, 可见制膜过程中的控制参数和操作方法均很到位, 但干燥方法不当也会前功尽弃。目前山橡使用的电解槽运行时间尚短, 远期效果还有待观察。数据显示, 新石棉电解槽比旧石棉电解槽平均单槽电压低0. 12 V 以上。数据显示,随着新槽更换数量增加, 总电压开始降低, 这就为提升电流强度提供了空间, 随之电解运行电流逐渐升高, 并于5月15日恢复到20. 5 kA, 此时总电压为292 V, 比历史最低水平297 V 还低5 V。从3月开始电耗也明显下降, 4月液碱电耗比2 月低近100kW h。本次隔膜吸附更换石棉是为解决氯中氢含量高的问题, 电压和电耗下降如此显著出乎意料, 对隔膜吸附质量的重要性有了更深刻的认识, 促使笔者更深入地研究隔膜制作技术。目前山橡隔膜制作过程的检测项目还不完善, 需增加石棉浆液含绒量的测定, 以便及时掌握浆

液含绒量变化对隔膜质量的影响。





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