旭化成、氯工程、北化机三种电解装置的比较.doc

旭化成、氯工程、北化机三种电解装置的比较
一、工艺比较
目前,旭化成、氯工程、北化机三家最新推出电槽均为高密度、低电耗运行的复极式电槽.北化机与旭化成工艺上基本一致，比自身以前槽型有很大改进。单从工艺上讲，这二家在新进工艺中增加了稀盐水程控配制系统，以便电解槽连锁停车后，由原来的浓盐水循环改为稀盐水循环，从而保护离子膜。北化机和氯工程在每台电解槽上配一台极化整流器,主要用于电解槽开停车来使用,旭化成在极网上采用专有技术喷涂,不需配极化整流器。氯工程与北化机和旭化成工艺相比在盐水电解前后去除硫酸盐和氯酸根有自己的技术专利，就是电解之前或电解之后，将盐水输送进入一个由阳离子交换膜隔开的电解槽中阳极室然后电解盐水在氯化物离子被分离出来之后，将盐水排出该电解系统之外。与传统的方法比较,可以减少氯化钠的排出量,而且没有必要采用HCl分解氯酸盐.北化机和旭化成工艺是在进电解槽盐水中加17％HCl，以去除电解槽中产生氯酸根.
综合以上三家的工艺，它们在工艺上基本相似，局部上氯工程的盐水进电解前后去除硫酸盐和氯酸根的工艺，较北机、旭化成先进.旭化成极网喷涂技术优于北化机和氯工程。北化机、旭化成、氯工程在性能上相近。
二、设备比较
（一)旭化成离子膜装置特点
1．优点
(1)槽框结构稳定，密封性好，不泄漏；
（2)结构电压低,槽内液体和电流分布均匀使离子膜使用寿命延长;
(3）阴阳极电位低,稳定性良好；
（4）单元槽保证寿命10年；
（5）优异的阳极涂层及活性阴极；
（6）单元槽托架采用优质ABS工程塑料制造，绝缘性好；
(7）阳极密封面采用钛钯合金；
（8）由过去的强制循环改为现在的自然循环，很好的保护了离子膜在突然停车时造成的液体压差波动冲击。
2．缺点
旭化成离子膜中所谓“单元槽”是不确切的存在，因为我们所说的“单元”应该为独立存在，在旭化成离子膜装置中没有独立存在的“单元槽"，无论是双头挤压，还是单端头挤压，无论哪一种结构形式，一旦“单元槽”一个出现问题，采取的措施只有全部停车来进行处理，费用维修高，影响生产，同时又破坏了其它离子膜“单元槽”的正常运行。
(二）日本氯工程公司的电槽特点
1．优点
（1）阳极形状为网状,田料材质钛(Ti)；
(2)阴极形状为网状,田料材质镍(Ni);
（3)离子膜膜利用率大；
(4）低电耗，BiTAC是通过镍板来导电的,由于镍的导电率是钛的6倍，因而电槽结构电阻低;
(5）高电流密度，BiTAC槽率先实现高电流密度运行;
（6）阴阳极采用耐腐蚀材料（Ni/Ti）经久耐用;
（7)可变极距,阴极与膜之间的间隙可在微小与极小之间调节,以满足不同种类离子膜的不同要求；
（8）电解液和气体靠溢流方式离开单元槽，几乎不产生压力变动.采用溢流方式消除了对膜有极坏影响的膜振动，从而延长膜寿命。
（9）BiTAC槽的每个单元槽的出口处安装有透明的聚四氟乙烯管,可通过检查气液的流动和颜色来了解膜是否出现了损伤及其它异常情况；
（10)组装简单，维修方便，可一组一组进行.
2．缺点
密封效果差，因为漏点多,这样制约电槽的稳定运行。
（三）北化机的电槽特点
其结构、外形完全仿制旭化成。极网涂层技术虽有旭化成的技术，但并未应用到设备上.其产品性能、质量、运行稳定性等方面，有很大提升，但仍带有一定的中国特色。旭化成和氯工程在中国市场竞争十分激励,两家的投标报价也很相近。离子交换膜是烧碱生产中重要易耗品,目前世界上只有美国杜邦、日本旭硝子和旭化成公司有能力进行生产和研发。三家产品各具特色，但都可以充分满足使用。离子交换膜生产成本是市场售价的1/3～1/2。因此，在商业运作上,旭化成具有相对的优势.在谈判过程中,可以要求旭化成公司赠送一些交换膜。在运行中，可以要求旭化成赔偿一部分交换膜，这也是旭化成中中国市场占有率比较高的原因之一。
北化机的策略非常巧妙,其定价介于旭化成设备到岸价与含税价（关税、增值税)之间，在加入蓝星集团后,蓝星集团和中化集团所属氯碱企业均被要求采用北化机设备，北化机销售比较好。
综合比较，从产品质量,性能和运行的稳定性来说，可优先考虑旭化成和氯工程.在价格差异很小的情况下，可优先考虑旭化成.
现在国内氯碱市场离子膜大行其道，预计在2007年底，全国氯碱行业的产能将达到2000万吨，其中离子膜碱占1200万吨,隔膜碱占800万吨.    就现在国内的离子膜电解槽型号来说,北化机型大约占了1/3的份额,另外其他主要槽型包括:旭化成、旭硝子（F1、F2、B1、M3)、迪诺拉（DD350、DN350）、氯工程、伍迪、ICI,还有就是英国INEOS公司在国内新上的Bichlor型复极槽(苏化）。    北化机电槽:该电槽作为唯一的国产化电槽，价格低，维修方便.从早期的低电密强制循环槽,到现在的高电密自然循环槽（国内第一套高电密自然循环槽在江苏新东化工开车运行），可以说经过近20年的发展，该电槽已经发展到了一个相对成熟的阶段，现在北化机电槽已经开发了很多国外市场,可以说为中国的离子膜电解槽技术的发展做出了杰出的贡献。但是早期的低电密强制循环槽相对而言技术含量偏低,而且产品质量不稳定.据我所知，国内多家企业曾经发生新槽开车就泄露的现象。这可能跟北化机的生产设备、生产工艺及原材料控制等方面的因素有关.为了控制生产成本，北化机电槽的部分钛材及镍材采用国内材料，但国内的材料在质量方面并不是很稳定,从而导致了某些产品质量出现严重的问题。北化机电槽还有一个缺点，就是其机械强度不够，从而在电槽运行后期,电槽变形严重，使槽电压、电流效率等数据急速下降，而且给后期的维修也会带来很大的影响.    旭化成电槽：该电槽作为进入市场较早的日本品牌，通过跟北化机的合作,很好的打开了中国市场，并通过过硬的质量在中国占有了很大一部分市场。该电槽也是通过早期的低电密强制循环槽，到高电密自然循环槽,现在已经开发了零极距电槽(有消息称，国内第一台零极距电槽将于几年后在新疆天业投入运行），但旭化成的电槽机械强度高,使用后变形小，各项数据都很稳定,而且维修简单.缺点就是价格偏高，前期投入会比较大。    旭硝子电槽：该电槽的分类很多。现在国内市场的F1单极式电槽阳极网单面均为3片钛网拼接而成，其实当初该电槽刚从日本进入中国的时候,本来是两片网的拼接，但后来因为国内的一些因素，导致了现在的结果.就我个人而言，2片网的拼接对于网面的平整度而言效果更好.F2单极式电槽则更为简单,阳极不多解释了,其阴极原装进口的是采用的Cu电镀镍和贵金属，易拆卸。但现在此种技术为旭硝子公司的专利，所以国内现在多采用Cu电镀雷尼镍，该技术原本是日本一家公司的专利,只是后来通过一些渠道流入到中国,该技术的缺点就是雷尼镍表层缺少一层贵金属，从而使性能等各当面比起进口的来说略有下降，但价格便宜很多。M3电槽是最小的离子膜电槽,该型号在国内量很小，至于B1电槽，国内仅1万吨产量，不多做介绍了。    氯工程电槽：氯工程电槽现在在国内的量越来越大，主要是由于该电槽性能稳定,特别是在高电流密度下(60A/dm2），其优越性更明显.因其阴极特殊的弹簧片式结构,可使槽电压明显的下降，而且其内部的阴阳极底盘构造特殊，使电解液在内部循环充分，并不会出现明显的死区而导致底盘被腐蚀或击穿。现在氯工程电槽已经发展到n—BITAC，该电槽的极距更小,效果更好,而且可以跟原来的BITAC电槽共用,并不需要再投入其他配套设施。现在氯工程（上海）公司已经开始生产电槽,这样在成本方面降低了许多(无关税）,预计今后几年，氯工程电槽在国内的市场份额将越来越大。    迪诺拉电槽：该电槽在国内共有两种型号，分别为DD350和DN350,DN350在国内仅有一套装置(杭州电化厂），所以不多说明。DD350电槽应该是进入中国最早的离子膜电槽，也是国内现有的最大面积的电槽.该电槽阴阳极网均是在电流分布屏表面覆一层很薄的面网，有效的降低了两极间距,但是因为该电槽本身面积太大，所以内部电解液的的循环并不是很好，所以导致经常会有电槽发生击穿及腐蚀现象，而且当内部导电柱被腐蚀后，很难再次修理,综合一些其他因素，该电槽在国内的占有量很小,现在几乎没有哪些厂家的新上项目会采用此种电槽了.    至于其他几种型号的电槽，因为量很小，不多介绍了。    现在离子膜电槽已经发展到了零极距、氧阴极等，或许再过几年，又将会有更先进的电槽投入到生产中去.    综合这几年国内氯碱市场的发展形式,离子膜电解槽终将会替代现在的隔膜电解槽，如何更好的管理和使用，也是现在众多氯碱厂家所面临的问题,在工作中总结经验,实现经验共享,为我国的氯碱行业更好更稳定的发展,作出自己的贡献.  以上只是一些我的拙见,希望各位能各自提出自己的宝贵意见。
我公司是家专门修理电解槽的厂家，通过修理观察,针对你提到的几种电槽,我说一些优缺点：
伍迪：电槽质量很好，使用后各项数据都不错，而且拆卸方便,但有一点，维修很麻烦.因为现在伍迪的槽子在国内量并不是很大,所以象苏州迪诺拉，不是特殊情况的话，一般都不会予以修理的，因为这种电槽在修理时,必须整体做涂层，网片是无法拆卸的，所以修理成本会高很多。而且做完以后，包括槽框的平整度等都会有偏差.
氯工程：该电槽适用于高电流密度，现在氯工程的电槽已经发展到了n—BITAC，据说已经是零极距了，可以有限的降低槽电压,但价格会相对而言贵一些。
北化机：该电槽投入较小，但缺点也很多.首先,交货期会很长,据我所知，北化机的订单已经到明年的年底了，而且这种电槽在很多厂家使用时，都出现新槽刚开车就泄露现象，质量并不是很稳定,而且一般使用3—4年以后，网面变形严重，所以槽电压等各项数据都会下降。

其实就我维修企业来讲,首推的电槽是旭化成，次之为氯工程
1、我公司采用的是伍迪电解槽、北化机电解槽.
2、伍迪电解槽的设计采用的是独立单元槽结构,采用螺栓连接.每一个单元槽就是独立的阴、阳极加上离子膜组成。出现问题时拆卸方便,只需要将这个独立单元槽拆下更换即可。
伍迪电解槽的性能比较稳定，特别适合开停车很少的厂家。
价格因为涉及关税,价格上比北化机要贵。
3、北化机电解槽采用油压装置将单元槽挤压在一起。
出现问题时拆卸不方便,需要将整个电解槽松开，然后用铁链所住要拆卸的单元槽；因此，整个过程很麻烦,当然容易造成一些意外伤害。
从使用效果来看，比伍迪电解槽稍差.
4、氯工程的电解槽，由于没有实际用过，暂不评论.（书本上写的,与实际操作有一定差距）
从当前世界离子膜电解技术发展来看,采用自然循环复极式电槽、高电流密度、单元面积大型化、零（膜）极距是其方向，故本项目推荐采用自然循环高电流密度复极槽技术。
进口离子膜技术/电槽与北化机技术/电槽的技术性能比较
  离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工[wiki］机械［/wiki］厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中,旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。
A．伍德及伍德诺拉电解槽特点
●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构，易于更换电槽,维修时间短，主装好的单元最长存放时间可达2年.
●电槽单元的焊接由激光自动焊接，均匀,电流接触好,使用寿命稳定，有益于高电流密度下运行。
●电解槽材料使用好，阳极用钛材制成,阴极由镍材制成，使用寿命长。
●单元面积2.7 m2，操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。
●系统设计报警连锁多,安全性考虑周到。
B．氯工程公司BiTAC®电槽特点
●复极式电解装置,结构简单。
●电极波浪式结构，电解液分布和电流分布较均匀,较低的电压降，功率消耗低，高电流密度操作。
●操作压力低，溢流式，操作较安全
●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成,使用寿命长。
●单元面积3。276 m2，操作电流密度一般5~6KA/m2适于高电流密度下运行。
C．日本旭化成复极NCH型电解槽特点
旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术,以及离子交换膜的公司.
●电槽板框为压滤机型（由许多单元槽串联组成)，独立组成供电线路。
●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。
●电解槽材料好,阳极用钛材制成，阴极由镍材制成,使用寿命长。
●单元面积 2.7m2,适于的电流密度 4。5～5。5KA/m2。
D．北化机电解槽
从1984年开始,北京化工机械厂在国家计委批准下，先后引进了日本旭化成和旭硝子公司的离子膜电槽制造技术,采用国外进口材料配套制造离子膜电解槽，日前已发展到离子膜电解槽可全部进行国产化设计制造阶段.该厂氯碱装备设计研究所自行开发、设计的第一套MBC—2。7型复极式离子膜电槽，于1993年7月在沧州投入运行，经过多年来不断的改进和完善技术水平得以提高，特别是近2~3年通过引进日本旭化成的高电流密度自然循环复极式电解槽制造技术,生产出的电槽已接近国际先进水平，适于的电流密度为4.5KA/m2。
E．INEOS电解槽特点
●槽电压较低,电耗低:每个单元槽具有512个十字导电爪,电流分布均匀。
●电解槽材料使用好，镍材多,钛材少,其电耗及维修费用低。
●电流效率高,离子膜寿命长.电槽阴极室内部设有挡板，以增强电解液的混合，完全浸润的离子膜,能充分利用膜的有效面积。
●电解槽操作简单,停车时间少。其单元槽采用螺栓紧固，单元槽之间压紧要求不严,只要求保证通电，每个单元槽的密封都是单独的，膜更换时间短。
●单元面积2。895 m2,操作电流密度一般为5～6KA/ m2适于高电流密度下运行.
个人感觉INEOS的好些,电耗低，比其它的都低较多。而且维修方便比日本的槽子.建议用INEOS的
我仅从一个设计人员的角度谈谈自己的看法：
1、工艺技术和设计文件的完全度和先进性
首推伍迪，其次是氯工程,再次是旭化成，最差就是北化机.其在提供的PFD中居然不是全流程工艺,而且一般不采用氯酸盐分解，可推测其无法提供，而其前身旭化成是有的.看样子是还没学到手。即使在其提供的文件中，也未能按照基础设计的要求和深度提供。其设计和销售是比较符合我国国情，重销售轻技术、重效益轻质量.
伍迪工艺技术和设计文件均较佳，但销售人员对工艺和生产操作的认识和掌握不如氯工程。
2、电槽制作加工水平
首推伍迪，其次是氯工程、旭化成、北化机。
伍迪的电槽加工，如果各位能有幸到其制造车间参观一下,你就不得不服德国的自动化水平和加工车床为何自二战以来能雄踞一流，其价格为何贵于同类型厂家.
他的电槽加工完全是真正的全自动加工和连续激光自动[wiki］爆炸［/wiki]焊接，人员主要是监控和辅助操控，所以他的电槽焊缝和平整等质量是无可挑剔，同时也能保证加工进度。
3、现场检修和操作
这个在生产单位的网友比我有实践经验，我就不赘述了.
4、电流密度
虽然氯工程最近在国内推出所谓的高电流的n—BiTAC电槽，即使如此他的最高工作电流密度仍小于伍迪的5.5ka/m2。这里就要说说北化机了，无论其正常还是最大电流密度均低于伍迪和氯工程如此其直交流变电整流器电压和极化整流器电压总和均比较大，由此导致一次投资增加。
5、电槽价格
如果不计关税（10％）和增值税（17％)，其平均价格四者相差并不大,均在1000万/万吨烧碱左右,但如果将关税和增值税计入的话，那肯定是伍迪的最贵，因为氯工程可通过上海青浦分公司签订部分合同以规避部分的关税和增值税,北化机更是无此顾虑，旭化成也可通过北化机来规避,所以那伍迪的价格就要到1300万/万吨左右了.