تدابير لمعالجة أعطال الجهد غير الطبيعية في أجهزة التحليل الكهربائي للكلور والقلويات

يُعد جهاز التحليل الكهربائي المعدات الأساسية والحيوية في إنتاج المواد الكيميائية الكلورية القلويةتستخدم هذه التقنية التحليل الكهربائي باستخدام غشاء التبادل الأيوني لتحليل المحلول الملحي، مما ينتج عنه منتجات أساسية مثل الصودا الكاوية وغاز الكلور وغاز الهيدروجين. ويؤثر استقرارها التشغيلي وسلامتها بشكل مباشر على الطاقة الإنتاجية واستهلاك الطاقة وجودة المنتج لخط الإنتاج بأكمله. في ظل ظروف الإنتاج المستمر طويل الأمد، والمتأثرة بعوامل متعددة مثل تآكل الوسط، وشوائب المواد، وتقلبات معايير التشغيل، وتقادم المعدات، والصيانة غير السليمة، فإن الجهد الكهربائي غير الطبيعي للمحلل الكهربائي لا يؤثر فقط على التشغيل الطبيعي وعمر المعدات، بل قد يؤدي أيضًا إلى مخاطر تتعلق بالسلامة مثل تسرب الغازات وعدم توازن الضغط.

1. الأسباب الرئيسية لجهد المحلل الكهربائي غير الطبيعي

1.1 جودة مياه تنقية المحلول الملحي دون المستوى المطلوب

عندما لا تفي جودة عملية تنقية المحلول الملحي بالمعايير المطلوبة، قد يتجاوز محتوى أيونات المغنيسيوم والمواد الصلبة العالقة الحدود المسموح بها. تدخل هذه الشوائب إلى المحلل الكهربائي مع المحلول الملحي المنقى، مُشكّلةً رواسب على سطح غشاء التبادل الأيوني، مما يؤدي إلى انسداد مسام الغشاء، وبالتالي انخفاض كفاءة التبادل الأيوني. وتؤدي زيادة مقاومة الغشاء مباشرةً إلى ارتفاع جهد الخلية.

1.2 التحكم في معلمات عملية الإنتاج غير المتوازنة

إذا تم ضبط تركيز الصودا الكاوية في محلول الكاثود في المحلل الكهربائي أعلى بكثير من القيمة القياسية للعملية، فإن الضغط الأسموزي الزائد للمحلول الكاوي سيزيد من مقاومة غشاء التبادل الأيوني. وإذا تم ضبط درجة حرارة تشغيل المحلل الكهربائي منخفضة جدًا، فإن معدل هجرة الأيونات في الإلكتروليت سينخفض، مما يؤدي إلى زيادة انخفاض الجهد الأومي داخل المحلل الكهربائي. وإذا لم يتم التحكم بشكل مناسب في فرق الضغط بين حجرتي الأنود والكاثود، مما ينتج عنه فروق ضغط عكسية أو سعة تذبذب مفرطة، فإن إحكام التلامس بين الغشاء والإلكترود سينخفض، مما يزيد من مقاومة الغشاء. وإذا تم ضبط حموضة محلول الأنود على مستوى عالٍ جدًا، فإن عملية تآكل الأنود ستتسارع، مما يؤدي أيضًا بشكل غير مباشر إلى ارتفاع جهد الخلية.

1.3 التقادم الطبيعي لغشاء التبادل الأيوني

أثناء التشغيل طويل الأمد، يتعرض غشاء التبادل الأيوني باستمرار لتأثيرات متعددة تشمل تآكل الوسط الكيميائي، وتآكل الإلكتروليت، وامتصاص الشوائب وانسدادها، مما يؤدي إلى ظاهرة التقادم الطبيعي. تتناقص سعة التبادل الأيوني واستقرار النفاذية تدريجيًا، وتزداد مقاومة الغشاء باطراد مع مرور الوقت، مما يتسبب في النهاية في ارتفاع بطيء ومستمر في جهد الخلية. يُعد هذا مؤشرًا نموذجيًا لعطل طبيعي في المعدات التي تعمل لفترات طويلة.

1.4 تعديلات حمولة المعدات غير القياسية

يؤدي اتساع نطاق التعديل المفرط والتغيرات السريعة للغاية في تيار تشغيل المحلل الكهربائي إلى توزيع غير متجانس للإلكتروليت داخله، مما يُسبب عدم توافق بين معدل هجرة الأيونات وشدة التيار، وبالتالي ارتفاع غير طبيعي في جهد الخلية. إضافةً إلى ذلك، بعد زيادة حمل تشغيل المحلل الكهربائي، إذا لم يتم تحسين معايير العملية، مثل تركيز الصودا الكاوية، وحجم دوران المحلول الأنودي والكاثودي، ودرجة حرارة المحلل الكهربائي، وتعديلها على الفور، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى ارتفاع جهد الخلية.

2. التدابير العلاجية

2.1 فحص شامل لظروف تشغيل المعدات

قم بإجراء فحص شامل لحالة تشغيل المحلل الكهربائي، مع التركيز على التأكد مما إذا كانت وصلات قضبان التوصيل للأقطاب الكهربائية تُظهر ارتفاعًا في درجة الحرارة أو مقاومة تلامس مفرطة، وما إذا كانت مؤشرات الأجهزة ذات الصلة طبيعية وخالية من الانحرافات، وقم بتضييق نطاق التحقيق في الأعطال تدريجيًا.

2.2 الرقابة الصارمة على جودة المياه المالحة

أعد أخذ عينة من المحلول الملحي المُنقّى الثانوي وحلل جودته، مع التركيز على اختبار ما إذا كانت المؤشرات الرئيسية، مثل محتوى أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، ومحتوى المواد الصلبة العالقة، وقيمة الرقم الهيدروجيني، تفي بمتطلبات معايير العملية. في حال وجود أي تجاوزات، اضبط جرعة عوامل التنقية، واستخدم برج راتنج التخليب الاحتياطي، وإذا لزم الأمر، قلل الحمل التشغيلي لعملية التحليل الكهربائي لتقليل حمل الشوائب على غشاء التبادل الأيوني والحد من ارتفاع جهد الخلية.

2.3 تنظيم معايير العملية

خفض تيار تشغيل المحلل الكهربائي بشكل مناسب لتقليل شدة التفاعل الكهروكيميائي؛ ورفع درجة حرارة تشغيل المحلل الكهربائي بشكل معتدل لتحسين أداء هجرة الأيونات في الإلكتروليت؛ وضبط تركيز الصودا الكاوية في الكاثوليت بدقة للتحكم فيه ضمن النطاق القياسي للعملية؛ وإعادة ضبط فرق الضغط بين حجرتي الأنود والكاثود في المحلل الكهربائي للامتثال لمتطلبات المعايير الفنية؛ وتعليق إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى حجرة الأنود لتقليل الحمل الحمضي للأنوليت وتقليل مقاومة الغشاء.

يُعدّ الجهد الكهربائي غير الطبيعي في المحلل الكهربائي مؤشرًا شاملًا على مشكلات متعددة الأبعاد تشمل إدارة جودة المياه، ومعايير العملية، وحالة المعدات، ومعايير التشغيل. في الإنتاج اليومي، ينبغي أن يكون منع المصدر والتحكم فيه هو الأساس، إلى جانب الصيانة الدقيقة، والعمليات الموحدة، وعمليات التفتيش في الوقت الفعلي، وذلك لبناء نظام شامل للوقاية والتحكم، يعمل على معالجة مختلف المخاطر المُسببة بشكل استباقي، والحد من حدوث الجهد الكهربائي غير الطبيعي. عيوب.