[發明專利]一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法

在審

• 申請號: 202010743079.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111926343A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 郭文盛;余卓明
• 申請（專利權）人: 上海浦辰信息科技有限公司
• 主分類號: C25B1/46
• 分類號: C25B1/46;C25B15/02
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳;張瑜

1.一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法，其具體步驟如下：

S1,計算得到離子膜初期運行時的噸堿電耗；

S2,計算得到離子膜運行N年時的噸堿電耗；

S3,計算得到離子膜運行第N年時的噸堿電耗費的增加額或第N年時的綜合成本；

S4,當噸堿電耗費的增加額或綜合成本等于換膜費用時，此時的離子膜運行年限即為最佳運行周期。

2.根據權利要求1所述的一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法，其特征在于：噸堿電耗的計算過程如下：

噸堿電耗是電解產出每一噸燒堿所用的直流電量：

即：A＝i·V·n·t/Ws

理論產堿量W＝1.492·i·n·t·0.001

因為存在電流效率，實際產堿量Ws＝W·η

所以計算噸堿電耗A＝i V nt/Ws

也即：A＝i·n·t·V/Wη

即：A＝V/(1.492η·0.001)

其中：

i：運行電流，單位為kA；

n：電解槽離子膜單元數量；

t：運行時間，單位為h；

V：單元槽平均電壓，單位為V；

η：電流效率。

3.根據權利要求2所述的一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法，其特征在于：離子膜的電流效率η的計算過程如下：

η＝Ws/W

η為離子膜電解槽運行初期時電流效率；

W為單位時間內生產100％NaOH t/h的理論產量；

Ws為單位時間內生產100％NaOH t/h的實際產量；

其中：

Ws＝Q·C·ρ

Q：單位時間內Naoh的流量m³/h；

C：NaOH的濃度Wt％；

ρ：NaOH在該流量、濃度、溫度下的密度t/m³。

4.根據權利要求2所述的一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法，其特征在于：離子膜的單元槽平均電壓V，

V＝V_總/N

其中V_總為離子膜電解槽總電壓；N為回路電解槽中離子膜的數量。

5.根據權利要求1所述的一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法，其特征在于：最佳運行周期的計算過程如下：

假設換膜成本為M萬元，離子膜費用＝投入離子膜總費用÷預計使用年限；依據初始運行電壓V_初、電流效率η_初及運行第N年時的平均電壓V_N、電流效率η_N計算初始噸堿電耗A_初和運行第N年時的噸堿電耗A_N；

按照各地工廠用電資費r元/kWh，N年后折合噸堿生產的電費成本將增加A_N*r元左右；

如果離子膜電解槽正常運行，那么設定每年噸堿電耗費上升的速度相等，取dx，那么噸堿電電耗相對前一年為：dx＝A_N*r-A_N-1*r

最佳運行周期取dy，則：

第dy年噸堿電耗費用相對前一年dy-1年上升，為：dx萬元/t；

第dy年換膜成本費用相對前一年dy-1年下降，為：M/(dy-1)-M/dy；

當增加的噸堿電耗費用等于換膜費用，那么第dy年換膜成本就是：M/(dy-1)-M/dy＝dx，即可得到最佳運行周期dy。

6.根據權利要求1所述的一種離子膜電解槽最佳運行周期的確定方法，其特征在于：最佳運行周期的計算過程如下：

假設換膜成本為M萬元，離子膜費用＝投入離子膜總費用÷年產量；

(1)計算每年離子膜成本Rx，Rx＝M/t萬元，t為年產量；

(2)計算膜電成本；

(3)計算綜合成本。

其中每年的膜電成本Dx為膜成本Rx和每年噸堿電耗費Ax的總成本，Dx＝Rx+Ax，x為離子膜的使用年限；

每年的綜合成本Nx是每年產生的總的膜電成本減去離子膜運行初期的膜電成本，Nx＝Rx+Ax-R0-A0，R0為初始換膜成本，A0為初始噸堿電耗費；

(3)當綜合成本與離子膜成本相等時，即當Rx+Ax-R0-A0＝Rx時的x即為最佳運行周期。