離子膜電解槽負(fù)荷優(yōu)化方法，屬于電解槽技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

離子膜電解裝置一般由多臺電解槽組成，在運(yùn)行過程中，受所安裝離子膜的種類、電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電解槽運(yùn)行時(shí)間、電解槽聯(lián)鎖停車的次數(shù)等多重因素的影響，每臺電解槽的運(yùn)行狀況都不相同，造成電解槽的運(yùn)行參數(shù)有差異，使得電解槽的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差很大。一臺電解槽的直流電耗與其槽電壓成正比例關(guān)系而槽電壓與運(yùn)行電流不是簡單的直線關(guān)系，運(yùn)行電流越高電解槽電壓越高，因此運(yùn)行電流越高造成直流電耗越高，電解槽耗能越多。一臺電解槽的運(yùn)行時(shí)間越長，離子膜的性能下降越多，離子膜的性能下降使得電解槽的電流效率越低，而電解槽的直流電耗與電流效率成反比關(guān)系，因此電解槽運(yùn)行時(shí)間越長，直流電耗越高。電解槽聯(lián)鎖停車的次數(shù)越多，造成離子膜的性能越差，性能差使得直流電耗升高，而且離子膜的性能下降，電解槽的加酸量升高，使得電解槽的酸耗增多。離子膜的種類不同，離子膜的膜電阻也不同，會(huì)造成使用不同離子膜的電解槽的槽電壓相差很大，使得直流電耗差別很大。電解槽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，槽電壓就有差別，直流電耗、酸耗等指標(biāo)也有很大的差別?？傊颗_電解槽的運(yùn)行狀況各不相同，槽電壓和運(yùn)行參數(shù)在不同的負(fù)荷下相差很大，因此在傳統(tǒng)的每臺電解槽都以平均負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)造成直流電耗上漲，從而導(dǎo)致整個(gè)裝置綜合能耗居高不下，產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、能源消耗高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能耗低、電負(fù)荷分配合理的離子膜電解槽負(fù)荷優(yōu)化方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該離子膜電解槽負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于，調(diào)節(jié)步驟為：

1）在每臺電解槽都以平均負(fù)荷運(yùn)行的情況下記錄分電流I和每一臺電解槽的槽電壓Ui，計(jì)算各電解槽槽電壓Ui的平均值U₀；并計(jì)錄各電解槽槽電壓Ui與平均值U₀的差Ui- U₀；

2）根據(jù)步驟1）記錄的電解槽槽電壓的實(shí)際情況分為高、中高、中、中低、低五個(gè)檔次；

其中，高檔電解槽的劃分條件為：Ui- U₀＞1.5V、離子膜使用時(shí)間＞2年且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間＞4年；

中高檔電解槽的劃分條件為：Ui- U₀＞1.5V 、離子膜使用時(shí)間≤2年或/且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間≤4年；或者，0.2V＜Ui- U₀≤1.5V、離子膜使用時(shí)間＞1年且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間＞3年；

中檔電解槽的劃分條件為：0.2V＜Ui- U₀≤1.5V、離子膜使用時(shí)間≤1年或/且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間≤3年；或者，-0.2V≤Ui- U₀≤0.2V、離子膜使用時(shí)間＞6個(gè)月且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間＞2年；

中低檔電解槽的劃分條件為：-0.2V≤Ui- U₀≤0.2V、離子膜使用時(shí)間≤6個(gè)月或/且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間≤2年；或者，-1.5V≤Ui- U₀＜-0.2V、離子膜使用時(shí)間＞2個(gè)月且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間＞1年；

低檔電解槽的劃分條件為：-1.5V≤Ui- U₀＜-0.2V、離子膜使用時(shí)間≤2個(gè)月或/且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間≤1年；或者，Ui- U₀＜-1.5V；當(dāng)Ui- U₀＜-1.5V時(shí)無需考慮離子膜使用時(shí)間和電解槽的總運(yùn)行時(shí)間，電解槽一律為低檔；

3）在保證總電流不變的前提下，根據(jù)步驟2）將電解槽分成的檔次，對各電解槽的分電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，高檔電解槽的分電流降低10%~30%，中高檔電解槽的分電流降低5%~10%，中檔電解槽的分電流不變，中低檔電解槽的分電流提高5%~10%，低檔電解槽的分電流提高10%~20%。

本離子膜電解槽負(fù)荷優(yōu)化方法主要適用于運(yùn)行時(shí)間較長，出現(xiàn)各種老化問題后，在設(shè)備整體更換前使用。可以在這段時(shí)間內(nèi)降低電耗和酸耗，提高產(chǎn)能。新建設(shè)備和新整體更換，槽況大都在最佳運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，無需用本發(fā)明方法調(diào)節(jié)。上述電解槽的分電流調(diào)節(jié)幅度為優(yōu)選調(diào)節(jié)范圍，因電解槽的具體分電流控制受諸多因素影響，在具體調(diào)節(jié)時(shí)，由上述運(yùn)算的分電流值，在可控制范圍內(nèi)調(diào)節(jié)即可，無需做到完全對應(yīng)。上述調(diào)整方案消除電解槽中離子膜或其他設(shè)備因電解槽的其它運(yùn)行原因?qū)е碌牟垭妷浩邌栴}，盡可能小的減少不確定因素導(dǎo)致的電解槽負(fù)荷不符問題。提高本方法對不同槽況的適應(yīng)性。電解槽的槽電壓Ui較大，但離子膜使用時(shí)間或電解槽的總運(yùn)行時(shí)間較短時(shí)，可是適當(dāng)多分配電流，來加以充分利用。但如果槽電壓Ui較小，而離子膜使用時(shí)間或電解槽的總運(yùn)行時(shí)間實(shí)際較長時(shí)，則無需減小分電流。

步驟3）中各電解槽的分電流調(diào)節(jié)，可以通過在電解電路中設(shè)置的電流調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)。

步驟3）中電解槽的分電流調(diào)節(jié)幅度與步驟1）記錄的電解槽槽電壓U_i和各電解槽槽電壓的平均值U₀的差的絕對值︱Ui- U₀︱成正比，電解槽分電流的調(diào)節(jié)幅度與電解槽的離子膜使用時(shí)間、電解槽的總運(yùn)行時(shí)間成正比。

本發(fā)明根據(jù)每一臺電解槽的運(yùn)行時(shí)間、工藝運(yùn)行指標(biāo)、槽電壓的數(shù)值，在保證總電流不變的前提下，合理的調(diào)整每一臺電解槽的電流負(fù)荷，也就是說運(yùn)行指標(biāo)好的、槽電壓稍低的、運(yùn)行時(shí)間短的電解槽電流負(fù)荷適當(dāng)提高，運(yùn)行狀況稍差的電解槽的電流負(fù)荷適當(dāng)降低，保持總電流滿足產(chǎn)量計(jì)劃的需要，這樣能盡最大可能的降低槽電壓。并且這種調(diào)整不是定式，如某一臺電解槽突然發(fā)生了聯(lián)鎖停車，或者某一臺電解槽的運(yùn)行狀況突然惡化，電流負(fù)荷的調(diào)整要及時(shí)改變。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的離子膜電解槽負(fù)荷優(yōu)化方法所具有的有益效果是：本發(fā)明提出的電解槽負(fù)荷優(yōu)化方法判斷條件簡單、易行。對不同電解槽的槽況適應(yīng)能力強(qiáng)。通過本發(fā)明的方法優(yōu)化電解槽負(fù)荷，使電解裝置得到較低的直流電耗和較低的酸耗，并且能夠延長離子膜的運(yùn)行壽命。本發(fā)明在總電流負(fù)荷滿足生產(chǎn)計(jì)劃需要時(shí)，根據(jù)每臺電解槽的狀況，合理的調(diào)整每臺電解槽的電流負(fù)荷通過電解槽電流差別化運(yùn)行，在保持負(fù)荷不變的情況下，有效的降低直流電耗，從而降低整套裝置的綜合能耗，減少生產(chǎn)成本。本發(fā)明降低了電解裝置的直流電耗，從而達(dá)到降低裝置綜合能耗的目的，并且可以使電解槽的運(yùn)行狀況達(dá)到最佳化。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施里對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，其中實(shí)施例1為最佳實(shí)施例。

實(shí)施例1

1）十個(gè)電解槽的總運(yùn)行時(shí)間為5年且離子膜均超過2年，但槽況較好的電解槽以平均負(fù)荷運(yùn)行的情況下記錄每一臺電解槽的槽電壓；一號電解槽U₁為4.0V，二號電解槽U₂為4.1V，三號電解槽U₃為4.2V，四號電解槽U₄為4.2V，五號電解槽U₅為4.2V，六號電解槽U₆為5.9V，七號電解槽U₇為4.3V，八號電解槽U₈為4.1V，九號電解槽U₉為4.0V，十號電解槽U₁₀為4.0V。計(jì)算平均槽電壓U₀為4.3。并進(jìn)一步計(jì)算并記錄U₁- U₀~ U₁₀- U₀的值。

2）本例電解槽的總運(yùn)行和離子膜使用時(shí)間對分檔不影響，根據(jù)U₁- U₀~ U₁₀- U₀的值判斷：一號電解槽、九號電解槽、十號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差小于-0.2V而且大于等于-1.5V的為中低檔，二號電解槽、三號電解槽、四號電解槽、五號電解槽、七號電解槽、八號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差的絕對值小于等于0.2V為中檔，六號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差大于1.5V為高檔。

3）根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷，十個(gè)電解槽總電流保持85kA運(yùn)行，一號電解槽、九號電解槽、十號電解槽以9.2kA運(yùn)行，二號電解槽、三號電解槽、四號電解槽、五號電解槽、七號電解槽、八號電解槽以8.5kA運(yùn)行，六號電解槽以6.4kA運(yùn)行。

優(yōu)化后的電解槽負(fù)荷，使電解裝置與平均負(fù)荷運(yùn)行相較直流電耗降低15%，酸耗降低10%。

實(shí)施例2

1）九個(gè)運(yùn)行時(shí)間均達(dá)十年、槽況較差的電解槽和一個(gè)一年內(nèi)新增的十號電解槽，其中一號電解槽的離子膜更換后使用時(shí)間僅為三個(gè)月。各電解槽以平均負(fù)荷運(yùn)行的情況下記錄每一臺電解槽的槽電壓；一號電解槽U₁為5.0V，二號電解槽U₂為5.6V，三號電解槽U₃為5.2V，四號電解槽U₄為5.2V，五號電解槽U₅為5.2V，六號電解槽U₆為5.9V，七號電解槽U₇為5.3V，八號電解槽U₈為5.1V，九號電解槽U₉為5.0V，十號電解槽U₁₀為4.0V。計(jì)算平均槽電壓U₀為5.15。并進(jìn)一步計(jì)算并記錄U₁- U₀~ U₁₀- U₀的值。

2）本例除十號電解槽外各電解槽的總運(yùn)行和離子膜使用時(shí)間對分檔不影響，根據(jù)U₁- U₀~ U₁₀- U₀的值判斷：一號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差的絕對值小于0.2V，且離子膜使用時(shí)間小于6個(gè)月為中低檔，二號電解槽、六號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差大于0.2V而且小于等于1.5V的為中高檔；三號電解槽、四號電解槽、五號電解槽、七號電解槽、八號電解槽、九號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差的絕對值小于等于0.2V為中檔。十號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差小于-0.2V而且大于等于-1.5V，且電解槽的總運(yùn)行時(shí)間小于1年為低檔。

3）根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷，十個(gè)電解槽總電流保持85kA運(yùn)行，一號電解槽以9.0kA運(yùn)行，二號電解槽以7.8kA運(yùn)行，六號電解槽以7.7kA運(yùn)行，七號電解槽、三號電解槽、四號電解槽、五號電解槽、八號電解槽、九號電解槽以8.5kA運(yùn)行，十號電解槽以9.5kA運(yùn)行。

優(yōu)化后的電解槽負(fù)荷，使電解裝置與平均負(fù)荷運(yùn)行相較直流電耗降低18%，酸耗降低11%。

實(shí)施例3

1）十個(gè)運(yùn)行時(shí)間均達(dá)十年、槽況較差的電解槽，電解槽的離子膜使用時(shí)間也均在2年以上，只有二號電解槽的離子膜使用時(shí)間僅為5個(gè)月年。各電解槽以平均負(fù)荷運(yùn)行的情況下記錄每一臺電解槽的槽電壓；一號電解槽U₁為5.4V，二號電解槽U₂為5.6V，三號電解槽U₃為5.2V，四號電解槽U₄為5.7V，五號電解槽U₅為5.2V，六號電解槽U₆為5.9V，七號電解槽U₇為5.3V，八號電解槽U₈為5.1V，九號電解槽U₉為5.0V，十號電解槽U₁₀為4.9V。計(jì)算平均槽電壓U₀為5.33。并進(jìn)一步計(jì)算并記錄U₁- U₀~ U₁₀- U₀的值。

2）本例除二號電解槽外各電解槽的總運(yùn)行和離子膜使用時(shí)間對分檔不影響，根據(jù)U₁- U₀~ U₁₀- U₀的值判斷：一號電解槽、三號電解槽、五號電解槽、七號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差的絕對值小于0.2V為中檔，四號電解槽、六號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差大于0.2V而且小于等于1.5V的為中高檔；八號電解槽、九號電解槽、十號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差小于-0.2V而且大于等于-1.5V為中低檔。二號電解槽與各電解槽槽電壓均值的差大于0.2V而且小于等于1.5V，且離子膜使用時(shí)間≤1年為中檔。

3）根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷，十個(gè)電解槽總電流保持85kA運(yùn)行，一號電解槽、二號電解槽、三號電解槽、五號電解槽和七號電解槽的分電流不變，以8.5kA運(yùn)行，四號電解槽以7.8kA運(yùn)行，六號電解槽以7.7kA運(yùn)行，八號電解槽以8.8kA運(yùn)行、九號電解槽以9.0kA運(yùn)行，十號電解槽以9.2kA運(yùn)行。

優(yōu)化后的電解槽負(fù)荷，使電解裝置與平均負(fù)荷運(yùn)行相較直流電耗降低14%，酸耗降低12%。

實(shí)施例1~3僅為列舉最普通的三種情況，若實(shí)際操作中出現(xiàn)多個(gè)需要電解槽的總運(yùn)行和離子膜使用時(shí)間的電解槽，同樣可以參照上述實(shí)施例做出相應(yīng)判斷和調(diào)整，在此無需一一列舉。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。