降低燒堿電耗舉措

王俊煥，董 雷

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161033）

黑龍江昊華化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱“黑龍江昊華”）離子膜電解鹽水生產(chǎn)燒堿系統(tǒng)采用的電解槽為NBZ-2.7型膜極距電解槽，離子膜為日本旭化成離子膜。在離子膜電解鹽水生產(chǎn)燒堿系統(tǒng)中，燒堿耗電多少?zèng)Q定了燒堿成本的高低，所以離子膜噸堿直流電耗成為各燒堿企業(yè)生產(chǎn)中關(guān)注和控制的重要指標(biāo)。

離子膜電解鹽水生產(chǎn)燒堿，降低其噸堿直流電耗，提高電流效率，主要是在氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)中的鹽水及電解兩個(gè)工序的操作及管理。黑龍江昊華為降低噸堿直流電耗于2018年12月末專門召開(kāi)降低燒堿電耗專項(xiàng)分析會(huì)議，并在生產(chǎn)指標(biāo)控制、生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理、工藝管理等各方面作出細(xì)致、全面規(guī)定并進(jìn)行認(rèn)真、嚴(yán)格落實(shí)。

1 指標(biāo)控制方面

（1）一次及二次鹽水工序。嚴(yán)格控制鹽水濃度在300～310g/L，溫度在55~65℃，鹽水中鈣、鎂離子含量在0.01 mg/L以內(nèi)。氫氧化鈉過(guò)量控制在0.10～0.30 g/L，碳酸鈉過(guò)量控制在0.3～0.5 g/L，當(dāng)原鹽中鈣鎂含量偏高時(shí)，將氫氧化鈉過(guò)量及碳酸鈉過(guò)量偏上限控制。

（2）電解工序。電解工序積極進(jìn)行調(diào)整影響電耗的各項(xiàng)工藝指標(biāo)，有效調(diào)控電解槽的槽溫及燒堿濃度、電解槽加酸等指標(biāo)并將電解槽加酸出口酸度在指標(biāo)上限控制，最大限度減少副反應(yīng)，盡可能降低電解槽電耗。將燒堿濃度控制在32.1%~32.3%、電解槽出口酸度控制在0.001~0.003 g/L、電解槽溫實(shí)行自然槽溫，溫度控制在83.0~84.0℃。

2 管理方面

（1）鹽水工序。加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)燒堿的原料監(jiān)管，提高工業(yè)鹽質(zhì)量，嚴(yán)格控制原鹽中Ca2+、Mg2+、SO2-4等雜質(zhì)含量。為確保鹽水質(zhì)量，采購(gòu)優(yōu)質(zhì)進(jìn)口原鹽。加強(qiáng)鹽泥壓濾管理，要求安排專人負(fù)責(zé)。根據(jù)原鹽質(zhì)量及鹽泥槽液位情況及時(shí)調(diào)整壓濾機(jī)進(jìn)料時(shí)間及鹽泥泵的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，使鹽泥槽有足夠的空位，以確保每次排泥均能正常進(jìn)行。每天段長(zhǎng)及班長(zhǎng)對(duì)鹽泥壓濾情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

（2）電解工序。電解技術(shù)人員每天對(duì)離子膜陰極電流效率及陽(yáng)極電流效率進(jìn)行計(jì)算；每天白班當(dāng)班員工對(duì)電解槽現(xiàn)場(chǎng)電壓進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電壓計(jì)算燒堿直流電耗；電解管理及技術(shù)人員每天與成品堿庫(kù)核對(duì)燒堿產(chǎn)量，如果出現(xiàn)偏差與堿庫(kù)核對(duì)堿罐液位，及時(shí)查找原因，保障燒堿產(chǎn)量精準(zhǔn)進(jìn)而保障燒堿電耗準(zhǔn)確。

（3）黑龍江昊華電解現(xiàn)運(yùn)行10臺(tái)電解槽，自2010年裝置建成初次開(kāi)車至今離子膜均已進(jìn)行過(guò)周期更換（離子膜使用周期為3年），10臺(tái)電解槽的離子膜使用到期后進(jìn)行更換后再投產(chǎn)。10臺(tái)電解槽離子膜換膜投產(chǎn)情況為2017年2月、3月?lián)Q膜投產(chǎn)3臺(tái)；2017年10月、11月?lián)Q膜投產(chǎn)4臺(tái)；2018年2月、5月、8月?lián)Q膜投產(chǎn)3臺(tái)。新離子膜使用初期電流效率高、產(chǎn)燒堿多、電耗低，為此該公司對(duì)于不同時(shí)期更換的離子膜采用不同的運(yùn)行電流密度。運(yùn)行期短的離子膜效率高，實(shí)行高電流密度運(yùn)行，運(yùn)行期長(zhǎng)的離子膜效率低，實(shí)行低電流密度運(yùn)行，進(jìn)行電流密度科學(xué)匹配，保障實(shí)現(xiàn)低電耗運(yùn)行。

（4）鹽水質(zhì)量是保障離子膜產(chǎn)燒堿高效率、低電耗的重要因素。為保障鹽水質(zhì)量能持續(xù)、不間斷監(jiān)控。黑龍江昊華在周六、周日雙休日及法定節(jié)假日均對(duì)一次鹽水儲(chǔ)罐及二次鹽水樹(shù)脂塔的二級(jí)塔進(jìn)行留樣分析監(jiān)控。對(duì)過(guò)濾鹽水罐每晚20：00用滴定法監(jiān)控鹽水中鈣、鎂離子含量。車間夜班值班調(diào)度也每天對(duì)一次鹽水與二次鹽水工序隨機(jī)抽取鹽水樣、隨時(shí)監(jiān)控鹽水質(zhì)量以確保鹽水質(zhì)量合格，保障膜性能，進(jìn)而保障噸堿耗直流電。

3 生產(chǎn)操作方面

（1）加強(qiáng)凱膜過(guò)濾器定時(shí)巡檢，掌握每臺(tái)過(guò)濾器清液狀況、清液量及過(guò)濾壓力、反沖時(shí)間，發(fā)現(xiàn)膜組件泄露時(shí)及時(shí)停機(jī)更換。過(guò)濾器壓力偏高，影響正常生產(chǎn)時(shí)，需及時(shí)進(jìn)行酸洗。過(guò)濾器正常酸洗時(shí)，嚴(yán)格按規(guī)定步驟操作，保證過(guò)濾器過(guò)濾效果及出水量。

（2）加強(qiáng)排泥操作。預(yù)處理器每2 h上排泥一次，上排泥以露出清液為準(zhǔn)；每4 h下排泥一次，下排泥以鹽泥變稀為準(zhǔn)，工段制定了上、下排泥時(shí)間，并要求各班排泥人員嚴(yán)格按規(guī)定的排泥時(shí)間進(jìn)行操作，為保證排泥效果，延長(zhǎng)排泥時(shí)間，規(guī)定預(yù)處理器V-405A與V-405B不能同時(shí)進(jìn)行排泥，各班定期清理浮泥槽內(nèi)外環(huán)板上泥垢。還要定期疏通所有清液管，保證出水量。

（3）加強(qiáng)精制劑的配制工作。每天操作人員準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行碳酸鈉、三氯化鐵及亞硫酸鈉溶液的配制，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷及時(shí)調(diào)整化料數(shù)量，定時(shí)取樣化驗(yàn)，保證配比濃度，由當(dāng)班班長(zhǎng)監(jiān)督操作。

（4）為確保一次鹽水SO2-4濃度≤5 g/L，生產(chǎn)中嚴(yán)格控制進(jìn)膜鹽水的pH值5~8、余氯為0、溫度25~35℃，當(dāng)班人員認(rèn)真巡檢，查看結(jié)晶體輸送泵運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)管線結(jié)晶堵塞情況及時(shí)處理（尤其冬季），及時(shí)出硝。

（5）樹(shù)脂塔再生程序中，保證樹(shù)脂塔反洗效果，反洗純水量由60 m3/h到120 m3/h逐步增大，反洗最高水量120 m3/h保持在20 min左右，以保障樹(shù)脂塔反洗效果。嚴(yán)格控制樹(shù)脂塔酸、堿再生加入量，使酸、堿再生加入量在加入量上限操作，及時(shí)取樣分析，保障樹(shù)脂塔酸、堿再生合格使出塔鹽水Ca2+、Mg2+在10×10-9以內(nèi)。樹(shù)脂塔出塔入槽鹽水Ca2+等陽(yáng)離子含量若偏高則依據(jù)鹽水情況將樹(shù)脂塔再生進(jìn)行倍量再生。隨時(shí)監(jiān)控樹(shù)脂塔內(nèi)樹(shù)脂高度在1.36 m以上，發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂高度降低，及時(shí)補(bǔ)充樹(shù)脂，保證樹(shù)脂高度進(jìn)而保障進(jìn)入電解槽鹽水質(zhì)量合格。

（6）鹽水在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)必須保證合格，發(fā)生異常及時(shí)采取措施調(diào)節(jié)到正常，如處理不了可降量或停車。工段要求每位班長(zhǎng)、操作人員，當(dāng)班問(wèn)題當(dāng)班處理，不能將問(wèn)題遺留到下班組。工段長(zhǎng)、技術(shù)員每天對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)曲線及工藝指標(biāo)控制情況進(jìn)行檢查，嚴(yán)格工藝紀(jì)律。

經(jīng)過(guò)采取以上各項(xiàng)電耗控制舉措后燒堿耗電下降顯著。

2019年1月進(jìn)行采取電耗控制舉措前（2018年11、12兩個(gè)月）離子膜噸堿直流電耗等各數(shù)據(jù)表見(jiàn)表1。

2019年1月進(jìn)行采取電耗控制舉措后離子膜噸堿直流電耗等各數(shù)據(jù)表見(jiàn)表2。

表1 采取電耗控制舉措前離子膜噸堿直流電耗數(shù)據(jù)表

表2 采取電耗控制舉措后離子膜噸堿直流電耗數(shù)據(jù)表

實(shí)施降低電耗各舉措后燒堿耗電趨勢(shì)曲線圖見(jiàn)圖1（對(duì)應(yīng)上表格）。

圖1 燒堿電耗趨勢(shì)曲線圖

該公司2019年1月生產(chǎn)燒堿19 500 t，電耗由12月及11月兩個(gè)月平均2 251 kW·h降低到2019年1月平均2 209.25 kW·h，僅1月為企業(yè)節(jié)約資金：（2 251-2 209.25）×0.6×19 500=48.847 5（萬(wàn)元），預(yù)計(jì)全年可為公司節(jié)約資金586.17萬(wàn)元。

黑龍江昊華經(jīng)過(guò)采取以上各項(xiàng)降低離子膜噸堿直流電耗控制舉措后燒堿耗電下降顯著，燒堿成本得到大幅降低、實(shí)現(xiàn)了降本增效，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。