食盐电解整流器.doc

食盐电解整流器2泐年氯碱整流技术研讨会论文集食盐电解整流器阳楚君(宜宾天原股份公司,四川宜宾644004)摘要:简述三个历史时期电解槽的结构、电气特点,与之相适应的整流元件、整流臂、元件均衡电流、整流器以及控制技术特点,根据电解槽和化工自控技术的发展,预测了食盐电解整流装置的发展趋势。关键词:食盐电解槽、整流器及结构变化在氯碱化工生产中电解槽是必备的主要设备,它的功能是:盐水通过它,在直流电流的作用下对盐水进行电解,产生氢气、氯气和电解液。直流电是电解槽不能缺少的能源,它是由交流电源通过整流装置交换而来。电解槽规格型号材料的不同,对直流电源的电流电压的参数要求也是不同的。在行业中一般是由工艺先选定电解槽的规格型号及数量后,提出所要求的直流电流、电压,电气按工艺提出的直流电流、电压条件,选配整流装置来满足电解工序对直流电流、电压的要求,在氯碱化工行业中整流装置总是随着电解槽和整流元件的发展而发展的。1我国氯碱化工行业中电解槽经历了三个时期,对应三个时期的整流装置1(1水银整流器(石墨阳极电解时期)石墨阳极电解槽是采用石墨碳素板,通过加工成一定规格尺寸制作成电解槽的阳极,阴极是采用金属网制成,并在金属网上吸附一层一定厚度的石棉绒。石墨阳极板与导电铜板通过浇铅实现连接,加工工艺是金属铅加入铁锅内,加热熔化后浇注在石墨碳素板与导电铜板的连接空隙处,冷却后石墨碳素板和导电铜板成为一个整体,形成电解槽的阳极。石墨碳素板在运行中要发生损耗,这使石墨碳素板的有效截面积减小造成电槽电压增高、烧碱电耗增加,所以要定期更换截面积减小的石墨碳素板阳极。该种类型电解槽存在电耗高,维护工作量大,阴极箱在检修中石棉绒随废水流入环境将造成环境危害,阳极在更换石墨碳素板时铅蒸汽对检修工人有职业健康危害,是50,70年代是国内主要电解设备,现已列入国家淘汰设备目录。A,1000石墨阳极电解槽为10-16型,电流密度J为800A,m',直流电流I。为6"---12kA。整流元件采用电子管整流原理的水银整流桶作为整流元件,整流电路为三相桥式或双kA、6反星形整流电路,直流电流输出I。为3kA,直流供电采用N+I多机组方案构成供电彩晒年氯碱整流技术研讨会论文集系统向电解槽供电。水银整流桶在整流工作时电压降高,能源损失大。用电加热水银,使水银形成水银蒸气作为导体介质。在运行中,要保证水银整流桶中的真空度,要定期和不定期的用真空泵抽取水银整流桶中的真空,在抽取真空过程中都要排出大量水银蒸气。在水银整流桶的检修过程中,检修工人要接触大量的水银,而且水银不可避免要发生泄漏,将造成环境污染和危害工人的身体建康。控制手段为:采用移相器移相尖峰脉发生器产生尖峰电流作为栅极控制整流电流的大小,在整流过程中水银整流桶中产生的热量由桶壁夹套中的冷却水带出。这一时期的整流控制室,一般都是单独设置,与外界的联络是采用专用电话。1(2硅二极管整流器(石墨阳极、金属阳极时期)金属阳极电解槽是用金属网做电解槽的阳极,金属网用钛作母材,并在母材上涂一层金属钌,增加阳极耐腐蚀、耐磨及电流强度,使电解槽的容量增大。阴极的结构变化不大。单槽的容量增大,烧碱的电耗低于石墨阳电槽,电解槽的运行周期长,维护工作量大大减少,消除了铅对工人的职业危害,但存在石棉绒对环境的影响。是80,---90年代末期国内电解槽主要设备。300,---2000kh'-"A,re',直流电流I。为20金属阳极电解槽为16—30型、电流密度J为155kA、直流电压U。在550V以下,前期为200A二极管螺栓型整流元件,后期发展平板型h、l000A、2000A、3000000A、元件电流为500A。螺栓型元件整流机组电流为3A。这6000A、12000A、24000000"'35000A,平板型整流元件的整流机组电流I。为10N台机组方案和N十l台机组阶段由于单机组电流小于电解槽的电流,整流系统供电采用(1)调压开关粗调十调压开关细调。(2)调压开关粗调十饱和电抗器方案,调压方式有:(3)N台二极管有载调压机组十1台可控硅机组进行微调。控制系统多为开环控细调。制系统。控制元件多为继电器。整流机组同臂支路电流均流度问题较为突出。为解决同臂电流与单只元件电流的关系,采用增加整流桥数的办法,具体做法是:(1)选择N台机组,机组整流元件臂数为6或12个,总的元件臂数为6N或12N。(2)机组采用同相逆并联、?,Y形式接线,构成12个桥臂。(3)单机组采用双反星形带平衡电抗器接线构成12个桥臂。(4)单机组采用2个双反星带平衡电抗器组成同相逆并联接线构成24个桥臂。对整流所产生的谐波重视,在多机组方案、单机组中采用移相的做法,降低谐波电流的产生。这一时期整流控制室的布置上有2种方式:第一种是整流站与变电站合一;第二种是整流操作人员与电解操作人员共