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電解槽改造為零極距 節電改善 - fpg.com.t · 省電性最佳。2....
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電解槽改造為零極距
節電改善台塑公司塑膠部麥寮鹼廠
一、前言
麥寮鹼廠以純鹽水 (原料為海鹽 )、純水為電解槽入料,通入直流電電解,生產液鹼 (NaOH)、氯氣 (CL2)及氫氣 (H2)等主要產品,反應式如下:
電解過程需要消耗大量的電力,以本廠設計年產能 133萬噸鹼為例,在滿載下,若生產 1噸鹼可降低 1度用電,則每年節電量即達 133萬度,效益龐大。
本文即在介紹麥寮鹼廠將原先有極距的舊型電解槽,改
造為省電型零極距電解槽後,達到每年節省 1億 9千 3百餘萬度電的成果。
二、電解槽改造為零極距改善內容
1.電解槽的極距與省電性關係一座電解槽由一百餘片單元槽組合而成,每片單元
槽有陰極及陽極的結構,兩片單元槽間安裝有離子交換
膜 (ion exchange membrane),陰極至離子交換膜片表面的距離稱為極距,如下圖:
NaCL+H2O→ NaOH+1/2CL2+1/2H2
電解槽電解
愛惜地球
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極距對電解用電量影響相當大,極距越小電阻越小,電
解時越省電。當極距為 0mm時,稱為零極距電解槽,省電性最佳。
2.電解槽改造為零極距改善本廠採用日本旭化成電解槽,產能由民國 88年開車
的 1,500噸 -鹼 /日,在 95年完成第四期擴建後,達到目前的 4,000噸 -鹼 /日。使用的電解槽,由第一期建廠時的 2.5mm極距,演進至第四期,已採用零極距電解槽。原廠開發零極距電解槽,乃與我方合作,透過本廠
自主優化的製程及管理操作能力,掌握關鍵參數而運轉
成功。故本廠四
期擴建的第四、
五迴路電解槽,
方能掌握先機,
成為全世界第一
座整迴路導入零
極距電解槽的工
廠,如下照片,
達到優異的節電
成果。
▲圖一:電解槽的構造簡圖及極距說明
▲麥寮鹼廠第四、五迴路省電型零極距電解槽
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為進一步達到節電效果,本廠自 94年 6月開始至103年 11月為止,分二階段施工,將本廠全部舊型電解槽,逐步改造為零極距,說明如下:
(1)電解槽改造為零極距的方法改造的基本原理,是在原來的陰極上,安裝鎳絲
編織而成的導電彈性體後,再於彈性體上安裝新型
的陰極細網,以取代舊陰極。因原來的極距空間被
置入彈性體,使新陰極至離子交換膜片的距離降為
0mm,成為零極距電解槽,如下圖:
(2)改善前後之電解槽節能表現:本廠待改造的有極距舊型電解槽為第一 ~三迴
路,共計 5,830片單元槽。依專案規畫時程,於 96年 11月完成第三迴路電解槽改造,實測該迴路生產一噸鹼的用電量降低 257度。102年 12月及 103年11月,分別再完成第一、二迴路電解槽改造,生產一噸鹼的用電量降低 275度。改善歷程及效果整理如下表:
▲圖二:電解槽修改為零極距的方法
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▼表一:麥寮鹼廠各迴路電解槽現況
迴路項目
第一迴路 第二迴路 第三迴路 第四迴路 第五迴路
量產時間(年 /月 ) 88/4 88/5 89/12 94/12 95/1
設計產能(噸鹼 /日 ) 750 750 1,000 750 750
電解槽極距(mm) 2.5→ 0 0.5→ 0 0
改善完成(年 /月 ) 102/12 103/11 96/11 -- --
改善後節電(度 /噸鹼 ) 275 275 257 -- --
由於改善效益斐然,該專案計畫,成為麥寮鹼廠
獲得經濟部 97年度、及 102年度“節約能源績優優等獎”的重要因素之一。
▲台塑公司程資深副總,接受時任經濟部長張家祝先生,頒發 102 年度節約能源績優優等獎
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三 . 改善效益
1.節省電解用電量:193,485,500度電 /年[(275度電 /噸鹼 X 1,275噸 /天 )+(257度電 /噸鹼 X 850噸 /天 )]X 340天 /年 =193,485,500度電 /年
2.節電效益:NT395,678仟元 /年193,485,500度電 /年 X NT 2.045/度電 =NT395,678仟元/年
3.CO2減排量:123,443噸 CO2/年193,485,500 度 電 / 年 X 0.638 公 斤 CO2/ 度 電 X 1 噸/1000公斤 =123,443噸 CO2/年
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