電解槽陽極進料管堵塞問題探討

司志坦

(山東泰汶鹽化工有限責(zé)任公司，山東 泰安 271024)

氯堿企業(yè)離子膜燒堿生產(chǎn)過程中，電解槽單元槽陽極進料管堵塞問題常被提到，相關(guān)事故也多有發(fā)生，其危害性也是顯而易見的，筆者從現(xiàn)象、機制、處理方法提出個人淺見，與行業(yè)內(nèi)各位專家探討。

1 電解槽堵塞現(xiàn)象及危害

離子膜電解槽單元槽進料管堵塞物在透明進料軟管中是可視的，一般在電解槽高溫運行過程中為黏稠流體狀態(tài)，降溫后清理時較為酥脆，稍微用力觸碰即可破碎。

單元槽進料管堵塞現(xiàn)象具有很強的突發(fā)性，很難被及時發(fā)現(xiàn)，操作人員也只能從電壓變化判斷單元槽進料管堵塞的可能性，而對于操作人員來說，電壓異常變化也需要排查甄別的過程，除了要求職工素質(zhì)較高、經(jīng)驗豐富，其中也有較大的偶然性，也就是一發(fā)現(xiàn)電壓上漲，工作人員立刻往這個方向判斷，進而采取降負荷處理措施，否則一般是在采取措施前電解槽就聯(lián)鎖跳停。

電解槽單元槽陽極進料管堵塞對電解槽運行危害較大，一般是組槽電壓高高限聯(lián)鎖電解槽緊急跳停，嚴重的出現(xiàn)燒槽現(xiàn)象，即便是組槽電壓高高限聯(lián)鎖跳停，由于相應(yīng)的離子膜高溫運行狀態(tài)下鹽水得不到有效充足供應(yīng)，單元槽內(nèi)鹽水濃度急劇下降，離子膜分層風(fēng)險較大，且離子膜的一部分處于空液狀態(tài)，膜間溫度處于不可控狀態(tài)，其強度下降，再加上急停引起的壓力波動，對離子膜損壞極其嚴重，因此處理完畢需要再次開啟時特別注意檢查離子膜的泄漏可能。

2 電解槽堵塞原因分析

離子膜電解槽單元槽堵塞物成因一般為：管道橡膠墊片或橡膠襯里脫落氯化物、破碎螯合樹脂氯化物、鹽水中集聚有機物氯化產(chǎn)物。

管道橡膠墊片或橡膠襯里脫落氯化物在氯堿行業(yè)2010年以前出現(xiàn)較多，主要原因是當時的氯堿企業(yè)價格成本考慮，采用橡膠墊片和襯膠管道，但目前這類現(xiàn)象很少存在。

鹽水中有機物因其原料鹽來源不同難以確定成分，但通過微譜分析較容易判斷并定性鏈狀有機物和環(huán)狀有機物組分，這類情況主要存在于特殊原料鹽水中或鹽水突然受到污染。

螯合樹脂因其在氯堿行業(yè)鹽水雜質(zhì)離子處理過程中的不可替代性，破碎螯合樹脂氯化物堵塞現(xiàn)象更為普遍。

從目前數(shù)據(jù)看，破碎螯合樹脂氯化物和鹽水中有機物是現(xiàn)階段離子膜電解槽單元槽堵塞的主要物質(zhì)。

3 電解槽堵塞相關(guān)措施

3.1 管道橡膠墊片或襯膠的更換

在氯堿行業(yè)內(nèi)，大家很早就意識到管道橡膠墊片或橡膠襯的危害性，其機制也很簡單，大塊直接堵塞犧牲電極過濾網(wǎng)，小粒子氯化物堵塞離子膜電解槽陽極進料管，因此很多企業(yè)將原有墊片更換為聚四氟乙烯墊片，將原有管道改為襯氟管道或鈦管道，但襯氟管道仍存在與襯膠管道類似的問題，即檢修排液或其他導(dǎo)致管道內(nèi)出現(xiàn)負壓的操作促使氟層與鋼管脫離變形堵塞，更有甚者變形破損腐蝕鋼管造成電解槽鐵污染，相對而言鈦管更為安全。

3.2 螯合樹脂及其氯化物捕集系統(tǒng)

目前離子交換樹脂應(yīng)用較為廣泛，鹽水用螯合樹脂高效除雜及工藝簡單的優(yōu)勢更加深入人心，雖然國產(chǎn)樹脂與國外樹脂在樹脂顆粒均勻度和破碎率方面仍有一定差距，但國產(chǎn)樹脂已完全實現(xiàn)裝置替代并且沒有代差，螯合樹脂的破損主要為化學(xué)藥品溶脹、萎縮，以及再生過程中的沖洗翻騰產(chǎn)生，這部分破碎樹脂基本在螯合樹脂捕集器得到攔截，只有微量穿透樹脂捕集器進入鹽水系統(tǒng)，但在電解槽陽極運行系統(tǒng)一般不會留下痕跡，也有氯堿企業(yè)為保險起見增加一套螯合樹脂捕集器實現(xiàn)二級攔截則更加穩(wěn)妥，在此需要指出的是樹脂捕集器網(wǎng)應(yīng)根據(jù)本公司摸索的時間經(jīng)驗定期更換，有的企業(yè)常年使用，肉眼看到有破損才更換，因此損失更大。

正常運行狀態(tài)下的離子交換樹脂破損率相對具有規(guī)律性且可控，但異常運行鹽水中出現(xiàn)游離氯的損傷是比較大的，出現(xiàn)破碎率較大現(xiàn)象，形成不可視有機粒子，但這種情況往往有一定時間預(yù)期，也就是發(fā)現(xiàn)事故馬上處理能快速挽救避免事故擴大化，鹽水方面一般是先消除進塔鹽水系統(tǒng)游離氯，提高鹽水溫度(一般到65 ℃左右，此處注意也不要太高，防止樹脂老化速度加快)，樹脂塔置換含游離氯鹽水，即樹脂塔順次再生，樹脂捕集器大流量反沖；電解槽方面一般是降低電流負荷，停止淡鹽水循環(huán)，置換淡鹽水系統(tǒng)。

3.3 鹽水系統(tǒng)摻混有機物

鹽水中有機物的外部來源各有不同，形式也多種多樣，因此去除方法也不能一概而論，一般需要檢測有機物成分，去除方法也需要進行試驗，企業(yè)通常通過次氯酸鈉等氧化劑氧化后采用鼓風(fēng)機吹出和鹽水曝氣，或通過氫氣燃燒產(chǎn)生1 200～2 000 ℃火焰和被加入空氣霧化后的含有機物鹽水直接接觸，有機物被氧化去除，也有企業(yè)兩種方法結(jié)合運行。

3.4 其他措施

針對離子膜電解槽單元槽陽極進料管堵塞物問題，氯堿行業(yè)也采取了不少通用的可行措施，主要有基于深度攔截有機氯化物的淡鹽水循環(huán)總管過濾器、基于黏稠有機氯化物背面增生原理將錐形犧牲電極過濾網(wǎng)改裝為對錐形犧牲電極過濾網(wǎng)、基于預(yù)防性質(zhì)的新型可視性透明氯化物過濾器等，也有企業(yè)兩種或多種結(jié)合方式。

4 結(jié)語

離子膜電解槽單元槽堵塞問題的出現(xiàn)歸根結(jié)底是系統(tǒng)中存在的有機物氯化反應(yīng)產(chǎn)物，因此在采取相關(guān)補救措施的同時，應(yīng)將主要精力放在如何避免有機物進入鹽水系統(tǒng)，鹽水質(zhì)量管控仍然是重中之重，鹽水最好定期報送電解槽或離子膜廠家請求協(xié)助分析以校正本企業(yè)鹽水檢驗指標，也可氯堿同行進行對比性分析檢驗，防患于未然。