氧阴极.pptx
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,诚信,敬业,创新,尽职,滨化氧阴极装置建设背景,滨化氧阴极装置概况,诚信,敬业,创新,尽职,引进伍德迪诺拉公司(伍德氯工程公司)规划总能力8万吨/年,4台电槽一期装置建设4万吨/年,2台电解槽2015年11月7日投产,诚信,敬业,创新,尽职,单槽单元槽数量:
162片额定电流密度:
4.0kA/m采用离子膜:
A杜邦NX2030B槽旭硝子旭硝子F-8080,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极装置配置氧阴极电槽安装在一期装置厂房内,与六台BM六代电槽构成整套电解系统。
氧阴极需要的一次盐水、二次盐水、淡盐水脱氯、氯氢处理等工序及公用工程配套与BM六代电解装置共用。
化工分公司空分装置负责供应全厂的氮气及氧阴极装置的氧气需求。
诚信,敬业,创新,尽职,长期以来滨化集团对氧阴极技术持续关注,多次与国内外专利商进行一般性技术交流。
2009年至2011年滨化面临的情况使企业有建设氧阴极装置的意向。
诚信,敬业,创新,尽职,2009年至2011年滨化面临的情况:
滨化集团烧碱装置氢气长期大量放空。
滨化老厂区自2004年具备18万吨/年烧碱生产能力,氢气由于没有有效利用,总量的60%放空至2014年老厂区停产搬迁。
2008年金融危机能源价格触底以后,2009至2011年国内能源价格暴涨,煤价居高不下,2011年一年三次上调工业电价;随着企业发展,滨化自备电厂供电能力满足不了企业用电需求,氯碱装置用电成本越来越高。
2010年滨化股份成功上市后开始着手老厂区的搬迁。
2011年滨化开始进行化工分公司老厂区搬迁项目,集团公司拟在氯碱装置的搬迁过程中进行新技术的升级改造。
基于以上情况,滨化在新厂区的规划中预留了氧阴极的建设空间。
并在新厂区公用工程方案制定时也为氧阴极装置建设做了规划。
诚信,敬业,创新,尽职,2012年至2013年滨化集团多次与伍迪公司就氧阴极装置引进进行交流、考察、论证、谈判。
经过与伍德迪诺拉公司的多次协商交流,决定在滨化建设中国首套8万吨/年的工业化氧阴极烧碱示范装置,一期建设4万吨,整个装置按8万吨/年烧碱生产能力进行设计和建设。
2013年12月与伍迪公司签订氧阴极装置引进合同。
诚信,敬业,创新,尽职,2015年5月至11月,氧阴极装置建设、安装、调试。
2015年11月7日,氧阴极装置一次性送电开车成功。
2015年12月3日与伍迪公司人员完成了氧阴极装置性能考核。
诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极装置工艺原理氧阴极电解槽具有特殊的阴极(ODC),在直流电的作用下,将精盐水、氧气和水进行电解,生产制得32%的碱液和氯气。
阳极室内氯化钠在水中电离,阳极反应的基本原理是阴离子Cl-被氧化生成Cl2,阴极反应的基本原理是O2和水被还原生成OH-。
整个电化学反应概括如下:
4NaCl+O2+2H2O4NaOH+2Cl2氧阴极法制碱技术利用氧气电极还原反应代替氢析出反应,降低反应的电解电位,因此在生产过程中仅生产32%烧碱和氯气,不产生氢气。
诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽结构,单元槽由阳极半壳、阴极半壳、离子膜及密封系统组成。
其中:
阳极半壳组成包括电极、降液管、挡板、排液管及进料分歧管。
阴极半壳组成包括氧阴极、过滤网、弹性元件、电流分配器、阴极液进料分歧管及氧气进料分歧管等。
密封系统通过两条PTFE密封线,维持阴、阳极半壳与离子膜间的密封性。
诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽结构,精盐水通过精盐水进料分歧管从阳极室底部进入单元槽,碱液通过碱液进料分歧管从阴极室上部进入单元槽,氧气则通过氧气进料分歧管从底部进入单元槽。
诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽结构,阳极液通过排液管排出,排液管可确保阳极室中淡盐水的液位;出料碱在单元槽下部排出,过量的氧气从单元槽上部被排出。
诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽结构,电解槽侧面图,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽结构,电解槽侧面图,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽结构,电解槽侧面图,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽工艺,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽工艺,诚信,敬业,创新,尽职,DCS操作画面,氧阴极电槽工艺,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽性能考核数据,2015年12月3日72小时性能考核数据,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽目前运行数据,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽运行一年数据趋势,槽电压变化趋势,上图:
开车18个月,氧阴极电槽A槽电压从2.098v升高到2.186v,升高了88mv;B槽电压从2.050v升高到2.137v,升高了87mv,两台电槽平均升高87.5mv,年均升高58.3mv。
诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽运行一年数据趋势,上图可以看出,开车18个月,氧阴极电槽两台电槽的氯气纯度非常稳定,一直稳定在98.8%左右。
氯气纯度变化趋势,诚信,敬业,创新,尽职,氧阴极电槽运行一年数据趋势,刚开车时,A槽氯中含氧为0.97%,B槽氯中含氧为0.99%,之后两个月逐渐降低,目前两台电槽的氯中含氧一直稳定在0.85%左右。
氯中含氧变化趋势,诚信,敬业,创新,尽职,注:
1、以上数据取自滨化集团2017年4月份电槽运行的平均数据2、交流电耗没有折到同一运行密度对比(4.0KAVS5.0KA),诚信,敬业,创新,尽职,以滨化氧阴极装置为例,与BM六代零极距电槽相比:
氧阴极电槽吨碱交流电耗:
1554KW.h/t氧阴极氧气消耗:
160Nm3/t,折电耗约59KW.h/t零极距电槽交流电耗:
2148KW.h/t氧阴极电槽电耗总体节约:
535KW.h/t比较非氧阴极电槽,每吨碱少产H2:
285Nm3/t,诚信,敬业,创新,尽职,由滨化集团氧阴极装置一年多的运行情况来看,伍德氯工程氧阴极电槽技术已经比较成熟,运行指标数据总体符合设计预期,运行稳定性较高。
滨化在2013年签订合同时,由我公司财务部门按照当时的电价和投资做综合测算有较好效益。
但由于滨化目前氢气达到全部利用且价格比2013年有较大提高,电价有所降低。
因此目前氧阴极装置毛益与其余电解装置对比基本相当。
从装置经济性来看,氧阴极电解技术主要适用于氢气没有下游产品或氢气利用不充分,且电价较高的企业。
具体的经济性与投资及电价相关。
从节能减排角度来看,氧阴极电解装置相比零极距电槽,每万吨烧碱节约1790吨标煤左右,减少CO2排放4690吨左右,节能减排非常突出。
THANKS,谢谢观看,创新驱动/绿色发展,敬业,诚信,创新,尽职,
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