ионообменная мембрана электролизер является «сердцевинным» оборудованием мембранной системы. хлор-щелочь В процессе используется очищенный рассол, из которого получают три основных продукта: каустическую соду, газообразный хлор и водород – посредством электролиза постоянным током. Он напрямую определяет производственную мощность, энергопотребление, чистоту продукта и эксплуатационную безопасность всей линии по производству хлорщелочи. По сравнению с обычным химическим оборудованием, ионообменные мембранные электролизеры работают в более жестких условиях, имеют монополизированные запасные части и требуют гораздо более высоких показателей технического обслуживания. На ранних стадиях эксплуатации хлорщелочных заводов электролизеры часто сталкиваются с такими проблемами, как повышение напряжения ячейки, деградация покрытия электродов, старение и протечки ионообменных мембран, непомерные затраты на техническое обслуживание со стороны производителей оригинального оборудования, дефицит трансграничных запасных частей и снятие с производства старых моделей, что приводит к постоянно высоким эксплуатационным и техническим расходам завода. Данная статья посвящена ответу на вопрос: когда на хлорщелочном заводе необходимо заменять отдельные ячейки или всю электролизерную систему? В нем подробно рассматриваются конкретные проблемы, связанные с износом электролизеров, приводятся критерии поэтапной замены, а также представлены комплексные услуги нашей компании, включающие поставку импортных запчастей для электролизеров всех марок и неразрушающую замену аналогичных деталей.
Хлорщелочные электролизеры работают длительное время при высоких температурах, высокой щелочности, высокой концентрации хлорид-ионов и высоком постоянном напряжении. Рабочая среда является высококоррозионной, параметры работы требуют высокой точности, оборудование OEM-производителей является эксклюзивным, техническое обслуживание сторонними организациями ограничено, а сложность эксплуатации и обслуживания значительно выше, чем у традиционных электролизеров. оборудование для очистки воды:
В качестве анода используется рутениево-иридиевое покрытие на основе титана, а в качестве катода — активное покрытие на основе никеля. Длительный электролиз в рассоле, удаление ионов примесей и колебания нагрузки во время циклов запуска-остановки приводят к отслаиванию и пассивации каталитического покрытия. Это напрямую приводит к непрерывному увеличению напряжения ячейки и снижению эффективности по току, что, в свою очередь, вызывает существенное увеличение энергопотребления установки на единицу произведенной каустической соды. Традиционная очистка в режиме реального времени не может восстановить активность электродов.
Если ионы кальция/магния, сульфаты или взвешенные твердые частицы не удаляются полностью в процессе предварительной обработки, они могут напрямую поцарапать импортные специализированные ионообменные мембраны. Кроме того, проникновение кислот/щелочей, дисбаланс перепада давления и термический шок могут вызвать образование микропор, расслоение и протечки в мембране. Импортные OEM-ионообменные мембраны продаются по завышенной цене, сроки поставки составляют 40–60 дней, и они совместимы только с корпусами ячеек оригинального производителя. Мембраны разных марок не взаимозаменяемы, поэтому обслуживание расходных материалов полностью зависит от конкретной марки.
Электролит и влажный хлор обладают высокой коррозионной активностью. Резиновые прокладки из FKM, шланги, жертвенные аноды, медные шинопроводы и гидравлические зажимные узлы ячеек подвержены старению и коррозии. Запасы нестандартных запасных частей конкретных марок крайне ограничены на местном рынке. Таможенное оформление и логистические циклы при трансграничных перевозках занимают 8–12 недель. При отсутствии необходимых деталей завод вынужден останавливаться и ждать поступления материалов, что приводит к значительным производственным потерям.
Для электролизеров от таких производителей, как Asahi Kasei и Uhde, действует запатентованная система капитального ремонта, сертифицированная производителем оборудования. Несанкционированным сторонним группам запрещено разбирать, собирать, проверять под давлением или вводить в эксплуатацию электролизерные ячейки. Если предприятие самостоятельно выполняет разборку, техническое обслуживание или замену деталей, оставшаяся гарантия на оборудование аннулируется. Стоимость работ по капитальному ремонту и вводу в эксплуатацию на месте у производителя оборудования чрезвычайно высока, а график ремонта не поддается контролю.
Многие электролизеры первого поколения с нулевым и обычным зазором, установленные до 2015 года, сняты с производства по всему миру. Производители больше не выпускают ячейки, соответствующие гидравлические компоненты или системы управления для этих моделей. Более новые модернизированные электролизеры имеют совершенно другие размеры, системы управления и структуру каналов подачи. Модернизация для их подключения к существующим системам предварительной обработки рассола, обработки хлором и выпрямителям требует масштабных изменений трубопроводов и систем управления на всем предприятии, что влечет за собой чрезвычайно высокие затраты.
В период с 2018 по 2020 год по всему миру было введено в эксплуатацию большое количество импортных электролизеров, и вскоре наступит период их замены, рассчитанный на 8 лет. В сочетании с ростом цен на комплектующие от производителей оригинального оборудования, увеличением сроков поставки и ужесточением требований к соблюдению норм энергопотребления, примерно 30% проектов по импорту электролизеров по всему миру в течение следующих трех лет потребуют замены отдельных ячеек, полной замены эквивалентных агрегатов или модернизации с целью энергосбережения. Значительно возрастет спрос на услуги сторонних компаний по неразрушающему ремонту и локальному техническому обслуживанию. Девять признаков того, что электролизер нуждается в замене:
При возникновении любого из следующих условий это указывает на то, что элементарная ячейка или весь электролизер вступили в период замены:
(1) При той же текущей нагрузке напряжение ячейки увеличилось более чем на 0,15 В по сравнению со стандартным значением для новых ячеек, а общее энергопотребление установки по производству каустической соды превысило допустимый предел, при этом долгосрочные затраты на электроэнергию значительно превысили затраты на техническое обслуживание.
(2) Текущая эффективность падает ниже 92%, а чистота получаемого хлора и каустической соды не соответствует техническим требованиям, что приводит к значительному увеличению потребления вспомогательных очищающих материалов.
(3) Нагрузка ограничена – предприятие не может увеличить текущий объем производства, и общая производственная мощность не достигает проектной мощности предприятия.
(4) Титановый анод или никелевый катод в элементарной ячейке подверглись коррозии и пробоине, что привело к утечке электролита из корпуса ячейки, с риском утечки щелочи и проникновения газа.
(5) В нескольких ячейках часто происходят разрывы мембран и короткие замыкания между анодом и катодом, что требует частых остановок для замены мембран, при этом ежегодная частота замены мембран значительно превышает отраслевые стандарты.
(6) Гидравлическая система зажима износилась и потеряла давление, корпус ячейки деформирован, а испытания на выдерживание давления не соответствуют взрывозащищенным эксплуатационным стандартам, требуемым для хлорщелочных установок.
(7) Расчетный срок службы: покрытия электродов — 6–8 лет, целые элементарные ячейки — 8–10 лет. После достижения расчетного срока службы производительность резко снижается, и рекомендуется замена всей партии.
(8) Производство данной марки/модели прекращено во всем мире, региональный дистрибьютор прекратил свою деятельность, и в настоящее время отсутствуют оригинальные запасные части, а также техническая поддержка для ввода в эксплуатацию или капитального ремонта.
(9) Произошло обширное расслоение электрода, и повторное покрытие не может восстановить его целостность; даже при повторном нанесении покрытия срок службы составляет менее одного года, что делает техническое обслуживание экономически нецелесообразным.
Комплексные решения от нашей компании: поставка запчастей для электролизеров всех марок, неразрушающий ремонт и модернизация с целью энергосбережения.
Мы обслуживаем предприятия по производству каустической соды, жидкого хлора и высокочистых щелочей по всему миру, предлагая все серии импортных ионообменных мембранных электролизеров от Asahi Kasei, Uhde, Chlorine Engineers, Bayer и других производителей. Мы предоставляем комплексные услуги, включая поставку оригинальных комплектующих, восстановление электродов, замену ячеек и полную модернизацию оборудования – все это совместимо с существующими производственными линиями без необходимости существенных изменений трубопроводов или выпрямительного оборудования. Наши услуги включают:
Мы поддерживаем складские запасы оригинальных фирменных ионообменных мембран, резиновых прокладок из FKM, электролитных шлангов, жертвенных анодов, зажимных цилиндров, токопроводящих медных шин и специальных изоляционных компонентов. Мы также принимаем заказы на изготовление и таможенное оформление устаревших или снятых с производства нестандартных деталей, предоставляя полный пакет таможенной документации, сокращая сроки трансграничных поставок и решая проблемы, связанные с остановкой производства из-за нехватки комплектующих.
Мы можем поставить сменные ячейки и комплектные электролизерные системы с параметрами, соответствующими параметрам оригинальных импортных моделей. Внешние размеры, каналы подачи, электрические и гидравлические параметры полностью совместимы с оригинальным оборудованием, что позволяет осуществлять прямое подключение по принципу «подключи и работай» к существующей системе подачи рассола, шкафу управления выпрямителем и трубопроводам отходящих газов — без необходимости проведения строительных работ, модификации трубопроводов или изменения системы управления. В зависимости от бюджетных требований проекта заказчики могут выбрать между заменой оригинального импортного комплектного агрегата и заменой высокопроизводительного совместимого комплектного агрегата.
Для энергоемких импортных электролизеров с большим зазором мы предлагаем модернизацию с целью снижения энергопотребления, оптимизацию каналов потока в ячейках и модификацию согласования нагрузки выпрямителя. После модернизации снижается напряжение ячеек и повышается эффективность по току, что приводит к измеримой экономии электроэнергии на тонну каустической соды – это подходит для модернизации старых электролизеров с целью снижения энергопотребления и затрат в соответствии с требованиями законодательства.
Мы предоставляем стандартизированное онлайн-обучение для персонала, занимающегося эксплуатацией и техническим обслуживанием электролизеров, по процедурам запуска/остановки электролизеров, контролю перепада давления, устранению аварийных ситуаций и плановому техническому обслуживанию. Обучение также включает круглосуточную удаленную техническую поддержку по всему миру.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:
Кто мы?
Наша компания находится в провинции Аньхой, Китай, основана в 2011 году и осуществляет продажи в Юго-Восточную Азию, Северную Америку, Восточную Европу и Южную Азию.
Можно ли настроить номинальную мощность или напряжение?
Да, индивидуальная настройка продукции допустима.
Может ли ваша компания предоставить полный комплекс услуг (топливный элемент, производство водорода, хранение водорода, система подачи водорода)?
Да, мы можем предоставить необходимые аксессуары.
Почему вам следует покупать у нас, а не у других поставщиков?
У нас есть опытная профессиональная команда, занимающаяся техническими исследованиями и разработками. Возможности по подбору систем управления, исследованиям и разработкам, а также контролю качества. Ценовое преимущество обеспечивается возможностями интеграции цепочки поставок.