目前擴張陽極電解槽已在氯鹼行業普遍應用,採用擴張陽極電解槽可以縮小極距、降低槽壓,而且擴張陽極更適於在高電流密度條件下運行,以提高產品產量,降低生產成本。近年來很多用戶使用擴張陽極電解槽,基本達到了採用節能降耗的目的;但也有一部分企業,雖然採用了擴張陽極電解槽,但實際運行中因種種原因而沒有達到提高運行電流的目的,電流一直在50kA以下徘徊。大部分企業運行電流基本在54kA左右,只有個別企業運行電流達到60kA。隨著運行電流的提高,氫氣的產量也不斷增加,氯中含氫高的情況比較多。一般情況下,電流超過58kA時,如果產生的氫氣不能迅速逸出,就很容易出現氯中含氫高等情況,造成頻繁更換電解槽,工人勞動強度增大。此外,有的用戶配套使用擴張陽極與活性陰極,不能同時體現擴張陽極和活性陰極的優越性,因此有必要分析擴張陽極電解槽的結構和運行情況,以充分體現擴張陽極在高電流密度條件下運行的優勢。國外的擴張陽極電解槽在電流密度超過2kA/m2時,各項性能指標比較理想,而國內的擴張陽極電解槽在高電流密度條件下運行就出現一些不穩定的因素。筆者認為這種情況與擴張陽極電解槽的結構有關。
1國內與國外擴張陽極電解槽結構對比
電解槽運行過程中不是陰極或陽極單獨作用,而是陰極和陽極相互作用,否則電解槽不能正常運行。在高電流密度條件下運行,電流密度極易分佈不均,同時極大地影響陰極、陽極的使用壽命。最近幾年來,很多用戶頻繁增加運行電流,陽極塗層也有所改變,陰極結構卻一直沒有改變。而國外的擴張陽極電解槽不僅陽極採用擴張陽極片,陰極的結構也有所改變,導電方式與國內有所不同,而且運行的電流密度超過2kA/m2,在高電流密度條件下運行的各項指標仍然比較理想。國內中國石化齊魯股份公司的KD55和江蘇蘇龍化工有限公司的KD29,均為擴張陽極電解槽,多年來運行效果一直比較理想。
1.1陽極塗層對比
國外的擴張陽極塗層基本為四元塗層或超四元塗層,正常使用壽命超過10年;而國內的擴張陽極塗層基本為釕、鈦、銥三元塗層,正常使用壽命在6年以上。雖然現在國內已開發四元塗層,但有的用戶為了降低成本,仍然採用三元塗層。筆者認為,這種做法使得擴張陽極不能在高電流密度條件下運行。而國外的擴張陽極實際運行電流密度都超過2kA/m2,有的甚至達2.7kA/m2,隨著電流密度的提高,電極使用壽命相應縮短。據有關資料介紹,同在高電流密度條件下運行,國產陽極電化性能明顯較差。也許有人認為國產陽極塗層已滿足實際生產需要,沒有必要使陽極壽命增加,其實不然。運行的電流密度越高,國產陽極的質量矛盾越突出。
