電解海水制次氯酸鈉課件

電解海水制次氯酸鈉北海電廠(chǎng)循環(huán)水處理工藝輔控二值陳克林工藝簡(jiǎn)介電解海水制氯裝置通過(guò)電解含有一定氯離子濃度的海水產(chǎn)生次氯酸鈉溶液,把次氯酸鈉加入到循環(huán)水中，抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，達(dá)到保護(hù)循環(huán)水系統(tǒng)。工作原理含有氯離子的海水流經(jīng)電解槽時(shí)，給電解槽通以直流電，在電解槽內(nèi)產(chǎn)生如下反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl-→Cl2+2e陰極反應(yīng)：2H2O+2e→2OH-+H2↑兩極間的化學(xué)反應(yīng)：（1）Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O（2）ClO-+H2O=HClO+OH-（3）HClO=H++ClO-總反應(yīng)方程總反應(yīng)：NaCl+H2O→NaClO+H2↑平衡反應(yīng)（1）、（2）和（3）的運(yùn)行方向主要取決于PH值和環(huán)境溫度。除上述反應(yīng)外，由于海水中存在鈣、鎂離子,電解時(shí)這些離子會(huì)在陰極上形成鈣和鎂的沉淀物，增加電能的消耗。因此，必須通過(guò)酸洗的方法定期消除這些沉淀物。系統(tǒng)描述設(shè)計(jì)參數(shù)連續(xù)加藥濃度：1mg/L；沖擊加藥濃度：3mg/L加藥方式：連續(xù)復(fù)合每天一次的沖擊加藥裝置產(chǎn)氯量：2X45Kg/h裝置描述電解海水制氯裝置是通過(guò)整流變壓器和整流器，將AC6.3KV交流電變壓整流為直流電，施加到海水電解槽的陰、陽(yáng)極上。使海水發(fā)生電解產(chǎn)生活性有效氯，投加到機(jī)組冷卻海水中，以解決海生物及菌藻類(lèi)在冷卻水管道和凝汽器銅管上附著繁殖、減少流通面積影響輸水能力、降低凝汽器冷卻效率、迫使機(jī)組降低負(fù)荷運(yùn)行影響發(fā)電等諸多問(wèn)題。裝置包括兩組有效氯產(chǎn)量為45kg/h的電解槽，每組電解槽可以獨(dú)立運(yùn)行，可分別對(duì)應(yīng)于二臺(tái)機(jī)組。工藝流程裝置在正常運(yùn)行狀態(tài)下工作時(shí)，海水通過(guò)一用一備自動(dòng)清洗過(guò)濾器除去海水中大顆粒物質(zhì)（大于0.5mm），經(jīng)二臺(tái)耐海水腐蝕的海水升壓泵（一用一備）將海水升壓，然后通過(guò)除沙器（一用一備）除去直徑在0.04mm以上的沙粒后進(jìn)入電解槽組件。制氯單元是由兩組45kg/h電解槽組成，每組電解槽是采用Seven-TrendDeNora公司的最先進(jìn)技術(shù)制造的三片式SC型海水電解槽組成，每組電解槽在水路上通過(guò)管道串聯(lián)連接，在電路上通過(guò)導(dǎo)電母排串聯(lián)連接。兩套整流裝置將6kV交流電轉(zhuǎn)化為直流電分別供給對(duì)應(yīng)的電解槽組，將流經(jīng)電解槽的海水電解，產(chǎn)生次氯酸鈉溶液及副產(chǎn)物氫氣進(jìn)入次氯酸鈉儲(chǔ)罐。主要設(shè)備電解海水次氯酸鈉發(fā)生裝置系統(tǒng)由自動(dòng)沖洗海水過(guò)濾器、海水升壓泵、海水除沙器、次氯酸鈉發(fā)生器、次氯酸鈉貯存罐、加藥泵、酸洗設(shè)備、整流變壓器、整流柜、控制柜和動(dòng)力柜等組成。機(jī)械設(shè)備由海水泵、過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)、加藥泵、次氯酸鈉儲(chǔ)罐及酸洗設(shè)備組成。這些設(shè)備由UPVC管道連接。熱控設(shè)備由程控柜、操作員站和溫度、流量、液位、壓力、壓差等傳感器及儀表組成。整流柜主要參數(shù)型號(hào)：KGHS-6300/36額定直流輸出電壓：36VDC額定直流輸出電流：6300A額定直流輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：0～36VDC額定直流輸出電流調(diào)節(jié)范圍：0～6300ADC整流方式晶閘管六相半波整流冷卻方式：水冷調(diào)節(jié)方式：恒電流PID調(diào)節(jié)恒流控制誤差：<1%電解流程系統(tǒng)圖供配電設(shè)備供配電設(shè)備由整流變壓器、整流器、低壓配電柜組成。整流器和整流變壓器通過(guò)導(dǎo)電母排與電解槽組件連接，并為電解槽提供直流電。低壓配電柜通過(guò)電纜和機(jī)電設(shè)備連接并提供交流電。整流柜圖電解槽組件電解槽組件是裝置的核心部件。整套電解海水制氯裝置是由兩列45kg/h電解槽組組成，每組電解槽包括7個(gè)SC300/3型電解槽，該14個(gè)電解槽在水路上通過(guò)管道并聯(lián)連接，在電路上通過(guò)導(dǎo)電母排串聯(lián)連接。通過(guò)電解槽的海水被直流電電解產(chǎn)生有效氯，每列電解槽的產(chǎn)氯量為45kg/h。整個(gè)電解槽組件在出廠(chǎng)前已組裝在一個(gè)組架上。電解槽描述電解海水制氯裝置中核心部件——電解槽是選用美國(guó)Exceltec國(guó)際有限公司技術(shù)制造的SC330/3型網(wǎng)狀透明結(jié)構(gòu)海水電解槽。發(fā)生器的結(jié)構(gòu):板式數(shù)量:2套有效氯產(chǎn)率:≥45kg/h.套電極壽命:≥5年析氯電位≤1.13V（S.C.E）交流電耗≤5.5kW.h/kg直流電耗3.90kW.h/kg酸洗周期:≥720h電極材料:陽(yáng)極采用鈦涂貴金屬氧化物涂層，陰極采用哈氏合金C材料電解槽圖單個(gè)電解槽陰陽(yáng)電極陰極：陰極采用鈦合金。鈦合金在海水和次氯酸鈉介質(zhì)中具有較強(qiáng)的耐蝕性。密封：槽內(nèi)導(dǎo)電件的密封采用氟橡膠O型圈，殼體和蓋的密封用硅橡膠O型圈。這些密封形式經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行證明有極好的密封性能。金屬零件：槽內(nèi)所有緊固件和結(jié)構(gòu)件的材料均為鈦，外部的緊固件為黃銅和紫銅。導(dǎo)電：電解槽陰極或陽(yáng)極的導(dǎo)電連接件為鈦-銅復(fù)合棒，復(fù)合棒在槽內(nèi)部分為鈦，在槽外部分為銅。這樣既避免了腐蝕，又保證導(dǎo)電良好。槽間電連接采用銅板，拆卸十分簡(jiǎn)便、快捷。電解主要特點(diǎn)電解槽蓋：槽蓋采用透明的有機(jī)玻璃加工制造，操作人員在運(yùn)行過(guò)程中可以透過(guò)槽蓋直接觀(guān)察槽內(nèi)反應(yīng)情況，有利于更準(zhǔn)確掌握電解槽維修和酸洗的時(shí)機(jī)。電解槽殼體：殼體采用極耐次氯酸鈉腐蝕的聚氯乙烯材料加工而成，該結(jié)構(gòu)具備高的安全性和穩(wěn)定性，特制的O型圈密封消除了液體泄漏問(wèn)題。陽(yáng)極：陽(yáng)極采用鈦涂貴金屬氧化物涂層的尺寸穩(wěn)定陽(yáng)極（DSA）。該陽(yáng)極在0~45℃溫度范圍內(nèi)均有良好的電化學(xué)性能，具有長(zhǎng)壽命使用特性。陽(yáng)極為板網(wǎng)式形狀，陽(yáng)極和陰極用PVDF隔片保持2.5mm間距。電解槽內(nèi)陽(yáng)極為單極型。電解槽直立放置，海水由下向上一次性高速流過(guò)。電解產(chǎn)生的氫氣能順著水流順利排出，不會(huì)在槽內(nèi)積存。鈣鎂沉淀物在高流速下減緩了在陰極上的積存，延長(zhǎng)了酸洗周期。定期酸洗電解海水時(shí)，除產(chǎn)生次氯酸鈉和氫氣外，還不可避免地產(chǎn)生鈣、鎂沉淀物，并在電解槽陰極上累積，導(dǎo)致電解槽槽電壓升高，電流效率下降，電耗增大。因此須定期地對(duì)電解槽進(jìn)行酸洗，以除去陰極表面的沉淀物。電解槽酸洗周期一般為30天。酸洗時(shí)，首先將海水或自來(lái)水注入酸洗罐內(nèi)，達(dá)到一定高度，然后通過(guò)離心式塑料泵使罐內(nèi)海水高速流過(guò)配比器（噴射器）內(nèi)經(jīng)計(jì)算校核的小孔，從而將鹽酸抽至酸洗罐。再次注入海水，調(diào)整鹽酸溶液濃度為10%。而后使稀鹽酸在酸洗罐和電解槽組之間進(jìn)行循環(huán)。酸洗結(jié)束后，酸洗泵再把積存在電解槽組內(nèi)的廢酸抽回酸洗罐，最后中和排出，酸洗結(jié)束。海水升壓泵選用IH80-65-160型號(hào)的鈦泵。海水升壓泵為臥式離心泵，密封形式為單端面機(jī)械密封，采用耐腐蝕性材料制成，軸承架形成組合部件，拆裝方便。泵殼體、葉輪、軸材料等均為鈦合金，極耐次氯酸鈉腐蝕。電機(jī)功率：18.5KW,380V揚(yáng)程：30m流量：56m3/h海水升壓泵圖加藥泵連續(xù)加藥泵選用同海水升壓泵IH65-50-125型號(hào)的鈦泵。電機(jī)功率：11KW,380V揚(yáng)程：30m流量：56m3/h沖擊加藥泵選用IH100-80-160型號(hào)的鈦泵。電機(jī)功率：15KW,380V揚(yáng)程：30m流量：120m3/h加藥泵圖風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)采用中低壓離心式鼓風(fēng)機(jī)，用以稀釋次氯酸鈉儲(chǔ)罐內(nèi)的氫氣。葉輪由10個(gè)后傾的機(jī)翼型葉片、曲線(xiàn)型前盤(pán)和平板后盤(pán)組成。靜平衡高，空氣性能好，效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。風(fēng)機(jī)圖自動(dòng)清洗過(guò)濾器選用ZHG56-LA型自動(dòng)清洗過(guò)濾器。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：海水過(guò)濾器是用來(lái)濾除海水中的雜質(zhì)，防止電解槽堵塞。過(guò)濾器采用自動(dòng)反沖洗型，殼體、濾網(wǎng)、軸均采用耐海水腐蝕的不銹鋼。操作原理：該過(guò)濾器利用系統(tǒng)的壓差，不影響海水流動(dòng)情況下自動(dòng)進(jìn)行反沖洗，清洗時(shí)不需要獨(dú)立供應(yīng)清洗液。正常操作時(shí)，海水從過(guò)濾器入口進(jìn)入管型線(xiàn)濾網(wǎng)筒，所有大于0.4mm的雜質(zhì)留在網(wǎng)內(nèi)。這個(gè)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行直到雜質(zhì)在過(guò)濾器管內(nèi)積累到一定程度，導(dǎo)致壓差增加。當(dāng)壓差控制器達(dá)到預(yù)先設(shè)定值（0.035Mpa）時(shí)，自動(dòng)反沖洗開(kāi)始啟動(dòng)。通過(guò)濾網(wǎng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)網(wǎng)芯管分別連接到反沖洗出口，利用反沖洗水分別有效地沖洗過(guò)濾器的每個(gè)網(wǎng)芯管，并將了沖洗雜質(zhì)，通過(guò)排污閥排到地溝中。整個(gè)操作過(guò)程通過(guò)壓差控制自動(dòng)進(jìn)行。當(dāng)所有的過(guò)濾器管被清洗完畢，自動(dòng)反沖洗循環(huán)停止，過(guò)濾器恢復(fù)到正常方式直到壓差控制器下一次動(dòng)作，重復(fù)進(jìn)行清洗。自動(dòng)清洗過(guò)濾器圖次氯酸鈉儲(chǔ)罐次氯酸鈉儲(chǔ)罐選用容積為40m3的玻璃鋼儲(chǔ)罐。次氯酸鈉儲(chǔ)罐是用來(lái)以風(fēng)機(jī)強(qiáng)制鼓風(fēng)稀釋電解產(chǎn)生的氫氣，并排除電解過(guò)程中形成的鈣、鎂沉淀物。次氯酸鈉儲(chǔ)罐為直立式，橢圓形封頭的罐體，以利用排氫和排污。次氯酸鈉儲(chǔ)罐是由玻璃鋼材料制造，既耐腐蝕，又可滿(mǎn)足室外抗溫差及日光照射等因素老化的要求。次氯酸鈉儲(chǔ)罐裝有溢流管、排污管、人孔、就地液位顯示、液位開(kāi)關(guān)及液位控制系統(tǒng)。液位開(kāi)關(guān)設(shè)定很低、低、高、很高四點(diǎn)。次氯酸鈉儲(chǔ)罐圖系統(tǒng)的運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式根據(jù)需求，系統(tǒng)可有兩種工作模式：手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。1手動(dòng)模式手動(dòng)模式是由操作人員根據(jù)工藝流程分步控制各個(gè)設(shè)備運(yùn)行。在設(shè)備調(diào)試階段應(yīng)采用手動(dòng)模式。但必須明確的是：違反工藝要求的操作不會(huì)被執(zhí)行。例如：在風(fēng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)行的情況下，啟動(dòng)整流器的操作不會(huì)被執(zhí)行。2自動(dòng)模式自動(dòng)模式是由PLC根據(jù)編制好的程序自動(dòng)控制各個(gè)設(shè)備運(yùn)行。設(shè)備調(diào)試完成投入正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行建議采用自動(dòng)模式。酸洗設(shè)備酸洗泵選用CQF型離心式耐腐蝕塑料泵。泵體材料選用增強(qiáng)聚丙烯材料，極耐腐蝕。酸洗泵用來(lái)將稀鹽酸在酸洗罐和電解槽組之間循環(huán)。同時(shí)，當(dāng)酸洗結(jié)束后，將積存在電解槽組內(nèi)的廢酸抽空。電機(jī)功率：1.1KW,380V揚(yáng)程：20m流量：3.0m3/h酸洗罐酸罐選用FRP罐。容積為1.5m3，立式放置，設(shè)有液位指示裝置，便于配比鹽酸。熱工保護(hù)定值設(shè)備控制項(xiàng)目報(bào)警值上限值下限值電解槽入口壓力0.4MPa入口流量16.2m3/h出口溫度55℃槽壓37V1V整流器電流6300A電壓60V冷卻水壓力0.2MPa次氯酸鈉儲(chǔ)罐液位高限3.6m液位中限1.6m液位低限0.5m酸洗設(shè)備圖系統(tǒng)啟動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)將整流器的遠(yuǎn)控/就地開(kāi)關(guān)置于“遠(yuǎn)控”。將低壓配電柜上所有（控制柜除外）遠(yuǎn)控/就地開(kāi)關(guān)置于“遠(yuǎn)控”。將控制柜的自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”。根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時(shí)運(yùn)行。在控制柜上進(jìn)行如下操作：?jiǎn)?dòng)風(fēng)機(jī)。啟動(dòng)海水泵。延時(shí)約1分鐘后，啟動(dòng)整流器，調(diào)節(jié)電流輸出給定旋鈕，使電流達(dá)到6300A。儲(chǔ)罐液位到達(dá)中液位后，可以啟加藥泵進(jìn)行加藥。儲(chǔ)罐液位到達(dá)高液位后，啟動(dòng)沖擊加藥泵進(jìn)行加藥。自動(dòng)啟動(dòng)將整流器的遠(yuǎn)控/就地開(kāi)關(guān)置于“遠(yuǎn)控”。將低壓配電柜上的遠(yuǎn)控/就地開(kāi)關(guān)（控制柜除外）置于“遠(yuǎn)控”。將控制柜的手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時(shí)運(yùn)行。在控制柜上啟動(dòng)“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕。系統(tǒng)按“手動(dòng)啟動(dòng)”中的順序自動(dòng)啟動(dòng)。說(shuō)明：兩套同時(shí)運(yùn)行時(shí)，所有的海水泵，整流器，加藥泵均啟動(dòng)。單套運(yùn)行時(shí)（1組或2組），只啟動(dòng)相應(yīng)組的整流器，海水泵和加藥泵處于一用一備狀態(tài)。啟動(dòng)后注意事項(xiàng)在制氯系統(tǒng)的啟動(dòng)中，尤其是裝置在停機(jī)一段時(shí)間后的啟動(dòng)，由于水路中各個(gè)流量調(diào)節(jié)閥不一定在合適的調(diào)節(jié)位置。建議采用如下手、自動(dòng)配合啟動(dòng)的方法，達(dá)到安全運(yùn)行的目的。將控制柜的自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”。根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時(shí)運(yùn)行。同時(shí)調(diào)節(jié)好水路中各個(gè)閥門(mén)的位置，與之配合。依次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、海水泵。檢查水路流量、液位達(dá)到要求后，啟動(dòng)整流器。并調(diào)節(jié)輸出電流到需要值。將控制柜的自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。系統(tǒng)停止手動(dòng)停止將控制柜的手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”。在控制柜上進(jìn)行如下操作：將整流器輸出電流調(diào)到0，停運(yùn)整流器停運(yùn)海水泵停運(yùn)加藥泵停運(yùn)風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止將控制柜的手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。在控制柜上啟動(dòng)“自動(dòng)?！卑粹o，系統(tǒng)按編制好的程序自動(dòng)停止運(yùn)行。此時(shí)風(fēng)機(jī)回延時(shí)一段時(shí)間（進(jìn)行除氫），然后停止電解槽的酸洗酸洗前的準(zhǔn)備關(guān)閉電解槽的供電電源。在電解槽停電的情況下，繼續(xù)通水5分鐘左右，沖洗電解槽內(nèi)的殘余次氯酸鈉溶液。停止海水泵、加藥泵的運(yùn)行。準(zhǔn)備37%的工業(yè)鹽酸。稀鹽酸的配制打開(kāi)自來(lái)水進(jìn)口閥門(mén)，觀(guān)察酸洗罐液位計(jì)液位高度達(dá)到總高度的60%（約600L）時(shí)，關(guān)閉自來(lái)水進(jìn)口閥門(mén)，準(zhǔn)備200L約37%的工業(yè)鹽酸，將噴射器抽酸閥下的軟管插入到濃鹽酸容器的底部。打開(kāi)酸洗泵入口閥、噴射器抽酸閥、噴射器進(jìn)口閥、酸洗泵出口壓力表閥，啟動(dòng)酸洗泵，當(dāng)噴射器吸取鹽酸時(shí)，觀(guān)察酸洗箱液位計(jì)，液位高度達(dá)到總高度的80%（約800L）時(shí)，停止酸洗泵的運(yùn)行，此時(shí)濃度為10%的稀鹽酸溶液已配制完畢。關(guān)閉噴射器抽酸閥、噴射器進(jìn)口閥。電解槽的酸洗酸洗1#電解槽組1）打開(kāi)酸洗泵出口閥、#1電解槽組酸洗進(jìn)口閥、酸洗出口閥，啟動(dòng)酸洗泵，使稀鹽酸在電解槽和酸洗罐間循環(huán)2小時(shí)(從電解槽正面觀(guān)察應(yīng)無(wú)鈣鎂沉淀，槽內(nèi)無(wú)氣泡產(chǎn)生，否則應(yīng)繼續(xù)酸洗)，停止酸洗泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。2）在以上閥門(mén)狀態(tài)下，關(guān)閉酸洗泵出口閥、酸洗泵入口閥，打開(kāi)回酸閥、酸洗箱回酸閥，啟動(dòng)酸洗泵，觀(guān)察電解槽內(nèi)酸液抽光后，停運(yùn)酸洗