Wanneer moet de ionenwisselingsmembraanelektrolyzer in het chloor-alkaliproces worden vervangen? Complete vervangingsoplossingen

Het ionenuitwisselingsmembraan elektrolyzer is de "hart"-uitrusting van de membraangebaseerde chloor-alkali proces. Het ontvangt gezuiverd pekelwater en produceert drie kernproducten: natriumhydroxide, chloorgas en waterstof – door middel van gelijkstroomelektrolyse. Dit bepaalt direct de productiecapaciteit, het energieverbruik, de productzuiverheid en de operationele veiligheid van de gehele chloor-alkaliproductielijn. In vergelijking met gewone chemische apparatuur werken ionenwisselingsmembraanelektrolyzers onder zwaardere omstandigheden, zijn reserveonderdelen sterk gemonopoliseerd en vereisen ze veel meer onderhoud. Naarmate chloor-alkali-installaties in de beginfase van hun levensduur de midden- tot late fase bereiken, krijgen elektrolyzers vaak te maken met problemen zoals een stijgende celspanning, degradatie van de elektrodecoating, veroudering en lekkage van ionenwisselingsmembranen, exorbitante onderhoudskosten van de fabrikant, tekorten aan onderdelen uit het buitenland en het uitfaseren van oudere modellen, wat leidt tot aanhoudend hoge operationele en onderhoudskosten van de installatie. Dit artikel beantwoordt de vraag: wanneer moet een chloor-alkali-installatie individuele elektrolysecellen of het gehele elektrolyzersysteem vervangen? Het beschrijft de specifieke problemen die optreden bij degradatie van elektrolyzers, biedt een stapsgewijze vervangingscriteria en introduceert de totaalservice van ons bedrijf, inclusief de levering van geïmporteerde elektrolyzeronderdelen van alle merken en niet-destructieve vervanging van equivalente onderdelen.

Chloor-alkali-elektrolyzers werken langdurig onder hoge temperaturen, hoge alkaliteit, hoge chloride-ionenconcentratie en hoge gelijkspanning. Het medium is zeer corrosief, de operationele parameters vereisen een hoge precisie, OEM-apparatuur is zeer exclusief, onderhoud door derden is beperkt en de complexiteit van de bediening en het onderhoud is veel groter dan bij conventionele elektrolyzers. waterzuiveringsapparatuur:

(I) Onomkeerbare degradatie van de elektrodecoating bij toenemend stroomverbruik

De anode is voorzien van een op titanium gebaseerde ruthenium-iridiumcoating, en de kathode van een op nikkel gebaseerde actieve coating. Langdurige elektrolyse met pekel, verwijdering van onzuiverheden en belastingsschommelingen tijdens start-stopcycli zorgen ervoor dat de katalytische coating loslaat en passivering optreedt. Dit leidt direct tot een continue stijging van de celspanning en een daling van het stroomrendement, met als gevolg een aanzienlijke toename van het energieverbruik per eenheid natriumhydroxideproductie. Conventionele online reiniging kan de elektrodeactiviteit niet herstellen.

(II) Ionenuitwisselingsmembranen zijn gevoelig voor beschadiging en defecten, waarbij de vervanging van verbruiksartikelen wordt bepaald door de OEM.

Als calcium-/magnesiumionen, sulfaat of zwevende deeltjes niet volledig worden verwijderd tijdens de voorbehandeling, kunnen ze de geïmporteerde speciale ionenwisselingsmembranen direct beschadigen. Daarnaast kunnen zuur-/alkalipermeatie, drukverschillen en thermische schokken leiden tot gaatjes, delaminatie en lekkage in het membraan. Geïmporteerde OEM-ionenwisselingsmembranen zijn duurder, hebben een levertijd van 40-60 dagen en zijn alleen compatibel met de celbehuizingen van de oorspronkelijke fabrikant. Membranen van verschillende merken kunnen niet onderling worden uitgewisseld, waardoor het onderhoud van verbruiksartikelen volledig afhankelijk is van het merk.

(III) Afdichtingen en leidingcomponenten corroderen, met vertraagde levering van OEM-reserveonderdelen.

Het elektrolyt en het natte chloorgas zijn zeer corrosief. De FKM-rubberpakkingen, slangen, opofferingsanodes, koperen busbarconnectoren en hydraulische klemsystemen van de unitcellen zijn zeer gevoelig voor veroudering en corrosie. Merkspecifieke, niet-standaard reserveonderdelen zijn lokaal slechts beperkt op voorraad. Grensoverschrijdende douane- en logistieke processen duren 8 tot 12 weken. Wanneer onderdelen niet op voorraad zijn, moet de fabriek stilgelegd worden en wachten op materialen, wat aanzienlijke productieverliezen tot gevolg heeft.

(IV) OEM-monopolie op kwalificaties voor grote revisies, waardoor onderhoud door derden wordt beperkt

Voor elektrolyzers van fabrikanten zoals Asahi Kasei en Uhde geldt een eigen, door de OEM gecertificeerd systeem voor grote revisies. Onbevoegde externe teams mogen de cellen niet demonteren, opnieuw monteren, onder druk testen of in bedrijf stellen. Als een fabriek zelf demontage, onderhoud of vervanging van onderdelen uitvoert, vervalt de resterende garantie op de apparatuur. De arbeidskosten en inbedrijfstellingskosten voor revisies en inbedrijfstelling door de OEM zijn extreem hoog en het revisieschema is onvoorspelbaar.

(V) Stopzetting van oudere modellen en hoge retrofitkosten voor complete eenheden

Veel elektrolyzers van de eerste generatie met nul- en conventionele spleet die vóór 2015 zijn geïnstalleerd, zijn wereldwijd niet meer leverbaar. De OEM produceert geen unitcellen, bijbehorende hydraulische componenten of besturingssystemen meer voor deze modellen. Nieuwere, verbeterde elektrolyzers hebben compleet andere afmetingen, besturingssystemen en stroomkanaalstructuren. Het aanpassen ervan om ze te laten aansluiten op de bestaande systemen voor pekelvoorbehandeling, chloorbehandeling en gelijkrichting vereist ingrijpende aanpassingen aan de leidingen en besturingssystemen van de gehele fabriek, met extreem hoge kosten tot gevolg.

Tussen 2018 en 2020 werden wereldwijd een groot aantal geïmporteerde elektrolyzers in gebruik genomen, die binnenkort de vervangingstermijn van 8 jaar ingaan. In combinatie met prijsstijgingen van OEM-onderdelen, langere levertijden en strengere regelgeving voor energieverbruik, zal naar schatting 30% van de geïmporteerde elektrolyzerprojecten wereldwijd de komende drie jaar overgaan tot vervanging van individuele cellen, vervanging van de complete unit of energiebesparende modernisering. De vraag naar niet-destructieve vervanging door derden en lokale onderhoudsdiensten zal aanzienlijk toenemen. De negen signalen dat een elektrolyzer aan vervanging toe is:

Wanneer een van de volgende situaties zich voordoet, betekent dit dat de unitcel of de complete elektrolyzer aan vervanging toe is:

(1) Bij dezelfde stroombelasting is de spanning van de cel met meer dan 0,15 V gestegen ten opzichte van de standaardwaarde voor nieuwe cellen, en het totale energieverbruik van de fabriek voor de productie van natriumhydroxide overschrijdt de limiet, waardoor de elektriciteitskosten op lange termijn de onderhoudskosten ruimschoots overstijgen.

(2) Het huidige rendement ligt onder de 92%, en de zuiverheid van chloorgas en natriumhydroxide voldoet niet aan de specificaties, wat leidt tot een aanzienlijke toename van het verbruik van hulpstoffen voor zuivering.

(3) De belasting is beperkt – de fabriek kan de productiestroom niet verhogen en de totale productiecapaciteit blijft achter bij de ontwerpcapaciteit van de fabriek.

(4) Het titanium anodesubstraat of het nikkel kathodesubstraat van de eenheidscel is gecorrodeerd en geperforeerd, waardoor elektrolyt uit de cel lekt, met risico op lekkage van bijtende stoffen en gasoverdracht.

(5) Meerdere eenheidscellen ondervinden frequent membraanbreuken en kortsluitingen tussen anode en kathode, waardoor frequente stilstand nodig is voor membraanvervanging. De jaarlijkse membraanvervangingsfrequentie ligt daarbij ver boven de industrienormen.

(6) Het hydraulische klemsysteem is verouderd en heeft druk verloren, de celbehuizing is vervormd en de drukbestendigheidstests voldoen niet aan de explosieveilige bedrijfsnormen die vereist zijn voor chloor-alkali-installaties.

(7) Verwachte levensduur: elektrodecoatings 6-8 jaar, complete eenheidscellen 8-10 jaar. Na het bereiken van de verwachte levensduur neemt de prestatie snel af en wordt vervanging van de batch aanbevolen.

(8) Het merk/model is wereldwijd uit productie genomen en de regionale distributeur heeft zich teruggetrokken. Er zijn geen originele reserveonderdelen of technische ondersteuning meer beschikbaar voor inbedrijfstelling of grote revisies.

(9) Er is sprake van grootschalige delaminatie van de elektrode en hercoating kan de elektrode niet herstellen; zelfs na hercoating is de levensduur minder dan een jaar, waardoor onderhoud economisch niet haalbaar is.

De totaaloplossingen van ons bedrijf: levering van elektrolyseonderdelen van alle merken, niet-destructieve vervanging en energiebesparende moderniseringen.

Voor alle series geïmporteerde ionenwisselingsmembraanelektrolyzers van Asahi Kasei, Uhde, Chlorine Engineers, Bayer en andere merken, bedienen wij wereldwijd productie-installaties voor natriumhydroxide, vloeibaar chloor en hoogzuivere alkali. Wij bieden totaaloplossingen, waaronder de levering van OEM-onderdelen, het opnieuw coaten van elektroden, het vervangen van unitcellen en de volledige retrofit van de unit – allemaal compatibel met bestaande productielijnsystemen zonder dat ingrijpende aanpassingen aan leidingen of gelijkrichtapparatuur nodig zijn. Onze diensten omvatten:

(1) Grensoverschrijdende levering van originele OEM-onderdelen uit het volledige assortiment

Wij hebben een ruime voorraad originele, merkspecifieke ionenwisselingsmembranen, FKM-rubberpakkingen, elektrolytslangen, opofferingsanodes, klemcilinders, geleidende koperen stroomrails en speciale isolatiecomponenten. We verzorgen ook maatwerkproductie en douaneafhandeling voor verouderde of uitgefaseerde, niet-standaard onderdelen. Daarbij leveren we volledige documentatie voor douaneconformiteit, verkorten we de levertijden voor grensoverschrijdende leveringen en lossen we productiestops op die worden veroorzaakt door onderdelentekorten.

(2) Vervanging van een eenheidscel van gelijke grootte zonder destructie en een equivalent van een complete eenheid

Wij kunnen vervangende unitcellen en complete elektrolysesystemen leveren met parameters die overeenkomen met die van de originele geïmporteerde modellen. De buitenafmetingen, interface-stroomkanalen, elektrische parameters en hydraulische parameters zijn volledig compatibel met de originele apparatuur, waardoor een directe plug-and-play-aansluiting op het bestaande pekelsysteem, de gelijkrichterbesturingskast en de rookgasleidingen mogelijk is – zonder dat er bouwwerkzaamheden, leidingaanpassingen of wijzigingen aan het besturingssysteem nodig zijn. Klanten kunnen kiezen tussen een originele, geïmporteerde complete unit als vervanging en een hoogwaardige, compatibele complete unit als vervanging, afhankelijk van het budget van het project.

(3) Energiebesparende aanpassingen voor oudere geïmporteerde elektrolyzers

Voor oudere, energieverslindende, geïmporteerde elektrolyzers met een hoge spleetbreedte bieden wij energiebesparende retrofits met een spleetbreedte van nul, optimalisatie van de stroomkanalen in de celbehuizing en aanpassingen aan de gelijkrichterbelasting. Na de retrofit wordt de celspanning verlaagd en het stroomrendement verbeterd, met meetbare energiebesparingen per ton natriumhydroxide – geschikt voor energiebesparende en kostenverlagende retrofits in oudere installaties die voldoen aan de geldende regelgeving.

(4) Langdurige technische opleidingsdiensten

Wij bieden online gestandaardiseerde trainingen aan voor operationeel en onderhoudspersoneel van installaties over opstart- en afsluitprocedures van elektrolyzers, drukverschilregeling, noodprocedures en routineonderhoud. Dit wordt ondersteund door wereldwijde, 24/7 technische ondersteuning op afstand.

Veelgestelde vragen:

Wie zijn wij?
Wij zijn gevestigd in Anhui, China, en bestaan ​​sinds 2011. We verkopen aan Zuidoost-Azië, Noord-Amerika, Oost-Europa en Zuid-Azië.

Kun je het nominale vermogen of de spanning aanpassen?
Ja, het aanpassen van producten is toegestaan.

Kan uw bedrijf een compleet systeem leveren (brandstofcel, waterstofproductie, waterstofopslag, waterstofleveringssysteem)?
Ja, we kunnen de benodigde accessoires leveren.

Waarom zou u bij ons kopen en niet bij andere leveranciers?
We beschikken over een ervaren en professioneel team voor technisch onderzoek en ontwikkeling. We hebben expertise in het afstemmen van besturingssystemen, onderzoek en ontwikkeling, en kwaliteitscontrole. Dankzij onze mogelijkheden voor supply chain-integratie bieden we een prijsvoordeel.