1、电厂用大型次氯酸钠发生器氯化处理具有很长的历史，一般经压缩的液化氯，采取氯气来使用，这种方法虽然有效，但存在相当大的危险性，应为即使与极少的水分相遇，氯即变成腐蚀性的化学品。而氯气又具有腐蚀性，国际上被列为“战争毒气” ，对液氯的运输、储存、保管都有严格的法规，在使用氯气时，对操作者的危险性必须给予充分的考虑。次氯酸钠为具有广谱性杀生剂，有效氯含量为 95.3，具有氯化消毒的余氯效应，现场制备，就地投加。作为发电机组循环冷却水灭菌除藻是行之有效的一种方法。电厂的冷却循环水是一般在 40以下，控制水中的 PH 值和接触时间就能保证次氯酸钠有效杀灭水中的细菌和藻类。生产 1kg 有效次氯酸钠，电耗
2、为 6-7KW。h,盐耗为 4-5Kg 这无疑对其应用电厂方面具有很强竞争力。作为冷却循环水水质的状况，用户则担心由于投加次氯酸钠而导致水中氯离子浓度的增加，使腐蚀程度加剧。采用无隔膜电解法制取次氯酸钠，其反应方程式如下：电解 NaCl+H2O NaClO+H2 由理论上的法拉第电解定律知道，在溶液中通过 2F（法拉第）电量，电解 1 摩尔的氯化钠（58.5 克） ，可以得到 1 摩尔德次氯酸钠（74.5 克） ，理化当量 1.39 克/安培小时。设定条件：有效氯浓度：6-8g/l盐水浓度：2.5-3即 30g/l电流效率：70-80氯化钠盐 有效氯浓度a 电解成次氯酸钠的盐量 次氯酸钠量 电
3、流效率58.5 7 78.5g/l74.5 0.7b 溶液中剩余盐量 307.85 22.15g/l35.5c 氯离子量 22.15 13.44g/l58.5相当于每投加 1 克有效氯浓度的次氯酸钠使溶液中氯离子含量增加 1.92 克。一般情况，冷却水的余氯量应维持在 0.41mg/l，而冷却水中氯的投加量在 5mg/l 以下， （根据水质情况而定）考虑浓缩倍数，以 2.5 计充其量氯离子浓度达到 24mg/l.从电厂要求的氯离子量来看因投加次氯酸钠而带来的氯离子增加的量是很小的。1、概述：次氯酸钠为具有广谱性的杀生剂，具有氯化消毒的余氯效应现场制备、就地投加、安全可靠，广泛用于水处理领域。随
4、着次氯酸钠发生器的广泛应用，尤其在电力、海洋石油开发、造纸等行业，需要高产率的大型次氯酸钠发生器产品。大型次氯酸钠发生器产品的设计与研制，来自于市场的需求。同时是我们 TCL 系列产品的延续和发展。2、设计依据：我们研制 TCL-5000 型次氯酸钠发生器的依据是国家标准GB12176-90,性能指标按其标准的 5.4 条款中技术经济指标及质量分等 A 级品指标考核。电流效率72直流电耗4.5KWh/Kg交流电耗6.0 KWh/ Kg盐 耗4.0 Kg/ Kg阴极寿命强化实验失效时间20h3、关键技术问题的设计思路：3.1 阳极：次氯酸钠发生器的阳极是决定发生器的技术经济指标（电流效率、电压、
5、电耗、工作寿命）的关键。天津大学电化学研究室根据现代电催化理论及长期进行金属阳极研究的工作经验，研制出适用于次氯酸钠发生器用的 HGD 系列阳极，大大提高了 DSA 电极的电催化活性，电催化选择性及工作寿命。该项成果 1998 年通过了天津市级鉴定，并成功地应用在次氯酸钠发生器的生产中，取得显著的经济效益。荣获 1989 年天津市科技进步奖。3.2 单元反应器：单元反应器是整个设计过程中的重中之重。我们现行生产的中、小型发生器其单元反应器有板式、列管式、管式等多种形式，而大型单元反应器，并非在此基础的简单线性放大。随着产率的增加，导流面积。析气效应等各项参数的选择，在工艺设计将出现困难。就导流
6、面积而言，反应器中使用几种不同电阻率的金属材料。为减少材料本身的欧姆压降，必须根据材料的 p 值确定导流面积，从设计计算结果来看，必须采用新材料、新工艺，否则反应器体积将趋于庞大。这也是降低金属材料焦耳发生量，减小单元反应器的温升，以及降低电耗的重要措施。在大型反应器中如何提高电流效率，这是衡量反应器总体设计优劣的重要指标，为提高反应器的时空产率，尽量增大反应器的比电极面积。除涉及到上述参数外，同时对电极长宽比、极距大小、电场、流场分布均匀、气液分离等方面的设计亦需综合考虑。譬如：减小电极间的极距，有利于降低溶液的欧姆压降，降低电耗，但对析气效应带来不利影响，同时发生器在长期运行中也容易产生积
7、垢。我们设计结果：阳极采用单板双对电极，排列密度大，反应器体积小，极距易优化，标准化系数高，可维性可靠性好，调研国外先进生产厂家，SANILEC、神冈亦采用此种方式。反应器壳体设计，不同于列管式、管式的不锈钢外筒，需采用PVC 塑料加工成型。那么材料抗脆裂的计算及温度系数、材料厚度、密封材料与密封型式的选择，则是壳体设计的重要技术问题。为此我们从三种密封型式进行优选，借助模拟试验，主要是温度及压力对密性的影响，确定最终方案。单元反应器成型后，我们再次对水流方向、集配水方式、析气效应进行对比试验，其目的首先确定单元反器是否达到原设计指标，同时为总体设计合部分连接确定方案。单元反应器正式样机最终测
8、试结果：各项指标均达到原设计要求，增加了技术人员的信心。3.3 冷却方式：采用上述反应器方案带来一个关键问题是电解时不能同时进行体内冷却，反应器发热是不可避免的，因此必须考虑体外冷却，我们设计了一个体外换热器，热煤工艺流体（次氯酸钠溶液）最高温度不能超过 40而冷却流体则受环境温度影响，我们以 28确定参数这个温度差是很小的，而水水换热最小平均温压t 在理论上则必须维持一定值。换热材料的选择又限于单一性，防腐蚀的钛材，钛材的导热系数 值远不如铜材，设计上除选择水流方向外，最大限度的增加换热面积。我们以热媒工艺流体，冷却体不同温度、流量两参数，计算传热系数，以钛管总表积确定换热面积，最终确定成型
9、方式及加工方案，试验结果表明设计方案满足反应器换热要求。3.4 总体设计发生器总体设计主要工作是确定各反应器连接方式，水、电、气各行其道，总电流与总槽压的确定等，设计方案中我们避轻就重地选择了低压大流。这样选择虽然给设计、工艺、加工制造都带来很大的难度，但从发生器电解理论基础、依据法拉第定律，高产率的发生器，不能仅靠反应器的电串联，无限度提高工作电压来完成。我们设计方案充分为槽压留出裕量使今后更大规格产率设备的设计简单化、规范化。设计采用新材料新工艺最大限度克服大电流所导致的发热现象。对于一个设备用户首先就关心可靠性，理论称其 MTBF 即平均失效期，这是总体设计贯彻始终的硬指标，从阴极至反应
10、器已经论述过。其它方面：（1）直流电源采用低耗节能可控硅整流，其技术已有足够保证。 （2）管路连接采用抗脆裂、防变形的柔韧接头。 （3）各控制仪表盘柜为规范化设计。 （4）总体上设计了安全保护装置，这是整机可靠性的基础。此次方案确定时我们在以往设计的薄弱环节阴极上施一重墨。根据阴极在断电时产生腐蚀电位的特点，以及材料选择的局限性，进行阴极保护设计，保证阴极在各种状态下始终处于保护状态。试验结果表明保护装置，效果显著，这一点为国内首创。发生器采用框架结构，体积小重心低组合方便，流程简单，可维能性好，框架及紧固件均采用耐腐蚀金属材料。3.5 安全性设计：整机系统设计了由于电网电压变化和变压器的故障
11、出现的过流保护；由于负载故障的过载保护；电解过程中， 出现的超温度区间、超压力区间、超液位区间的故障监控，各传感器均采用防腐设计及工艺保证，一旦发生上述故障，仪表盘显示故障区间，音响报警，执行机构闭环控制。鼓风机在储液罐稀释氢气，强制排氢，出气口增加阻火装置，安全保护系统保证设备在任何状态下安全运行。3.6 自动化设计：自动化设计的目标是达到运行时设备无人管理，就目前的现状而言，该目标已达到，基本满足电力行业提出的不设岗定员的要求。设备运行期间，工作较大的为盐水配比，目前采用干式储盐，我们设计的盐水自动配比器能满足从化盐过滤自动配比同时完成且配比精度高。设备的启动与停止只需按动按钮，工作阀门一
12、次调好后即能满足要求。仪表盘我们预留出输出接口，用户可以根据需要配备各种监测仪表，如 PH、余氯等，以实现投药的闭环控制。4、技术经济指标对比分析4.1 与国际先进水平美国 CHLOROPAC 产品对比电极材料： TCL5000 CHLOROPAC5000DSA 阳极 DSA 阳极 盐 耗： 4.1Kg/kg 海水（不计盐耗）交流电耗：6.0 KWh/kg 6.1KWh/kg电极寿命：三四年 五年4.2 与采用液氯对比我们从次氯酸钠发生器与加氯机的比较来看，次氯酸钠发生器除设备一次性投资较大外，其它技术经济指标具有较强的可比性：次氯酸钠发生器 加氯机原料来源：盐、 水、 电 液氯运 输： 方便
13、安全 具有安全运输特殊要求安全性： 安全 具有危险性运行费用：3457.6 元/吨有效氯 3000 元/吨液氯4 吨盐/吨有效氯 （不含运输费）6000 度电/吨有效氯144 吨水/吨有效氯以 400 元/吨盐（含运输费）0. 3 元/度电0. 4 元/吨水就采用原料的来源来看，液氯作为化工行业用于氯化产品深加工的范围广泛，故液氯货源的市场供应波动较大，而作为次氯酸钠发生器的主要原料盐的市场则范围极广，无论海盐、湖盐、井盐均可使用。5、结论：TCL5000 型次氯酸钠发生器设计与研制集我们长期致力于该产品生产实践而来我们欣慰的是得到杨柳青电厂的大力支持，为我们提供了一个运行的机会，在电厂长达 6 个月的运行中设备安全可靠各项技术指标稳定。得到电厂技术人员的肯定和中肯的评价，但是我们的产品并非尽善尽美长期运行中亦暴露一些薄弱环节，无论从设计和制造上，还是适应用户需求上，还有待今后的完善。我们坚信能推出用户放心的产品打入市场。张家港三奇工业设备清洗有限公司，是采用超高压水射流技术，专业清洗锅炉的焦垢，能将锅炉的水冷壁、过热器、省煤器、空预器等结焦管道，恢复如新。公司总经理屈红彬欢迎前来考察，联系电话：13218138828、QQ ： 635570797
