Quando é necessário substituir o eletrolisador de membrana de troca iônica no processo cloro-álcali? Soluções completas para substituição.

A membrana de troca iônica eletrolisador é o equipamento "coração" do sistema baseado em membrana. cloro-álcali processo. Recebe salmoura purificada e produz três produtos principais – soda cáustica, gás cloro e hidrogênio – por meio de eletrólise de corrente contínua. Ela determina diretamente a capacidade de produção, o consumo de energia, a pureza do produto e a segurança operacional de toda a linha de produção de cloro-álcali. Comparados com equipamentos químicos comuns, os eletrolisadores de membrana de troca iônica operam em condições mais severas, possuem peças de reposição altamente monopolizadas e exigem níveis de manutenção muito mais elevados. À medida que as plantas de cloro-álcali em estágio inicial entram em sua fase final de vida útil, os eletrolisadores geralmente enfrentam problemas como aumento da tensão da célula, degradação do revestimento do eletrodo, envelhecimento e vazamento das membranas de troca iônica, custos exorbitantes de manutenção do fabricante original, escassez de peças importadas e descontinuação de modelos mais antigos, levando a custos persistentemente altos de operação e manutenção da planta. Este artigo se concentra em responder à seguinte pergunta: quando uma planta de cloro-álcali deve substituir células unitárias individuais ou todo o sistema de eletrolisador? Ele detalha os principais problemas de degradação do eletrolisador, fornece critérios graduais de substituição e apresenta os serviços completos da nossa empresa, que abrangem o fornecimento de peças importadas de marcas renomadas para eletrolisadores e a substituição equivalente sem danos.

Os eletrolisadores cloro-álcali operam a longo prazo sob alta temperatura, alta alcalinidade, alta concentração de íons cloreto e alta tensão CC. O meio é altamente corrosivo, os parâmetros de operação exigem alta precisão, os equipamentos OEM são altamente exclusivos, a manutenção por terceiros é restrita e a dificuldade de operação e manutenção é muito maior do que a dos eletrolisadores convencionais. equipamentos de tratamento de água:

(I) Degradação irreversível do revestimento do eletrodo com aumento do consumo de energia

O ânodo utiliza um revestimento de rutênio-irídio à base de titânio, e o cátodo utiliza um revestimento ativo à base de níquel. A eletrólise prolongada da salmoura, a abrasão por íons de impurezas e as flutuações de carga durante os ciclos de partida e parada causam o desprendimento e a passivação do revestimento catalítico. Isso leva diretamente a um aumento contínuo na tensão da célula unitária e a uma queda na eficiência da corrente, resultando em um aumento substancial no consumo de energia da planta por unidade de soda cáustica produzida. A limpeza convencional em linha não consegue restaurar a atividade do eletrodo.

(II) As membranas de troca iônica são propensas a danos e falhas, sendo os consumíveis de reposição controlados pelo fabricante original.

Se os íons de cálcio/magnésio, sulfato ou sólidos em suspensão não forem completamente removidos durante o pré-tratamento, podem riscar diretamente as membranas de troca iônica especiais importadas. Além disso, a permeação de ácidos/álcalis, o desequilíbrio de pressão diferencial e o choque térmico podem causar microfuros, delaminação e vazamentos na membrana. As membranas de troca iônica OEM importadas têm preços elevados, com prazos de entrega de 40 a 60 dias, e são compatíveis apenas com os corpos celulares do fabricante original. Membranas de marcas diferentes não podem ser usadas de forma intercambiável, o que faz com que a manutenção dos consumíveis fique totalmente monopolizada pela marca.

(III) As vedações e os componentes da tubulação corroem, com atraso no fornecimento de peças de reposição do fabricante original.

O eletrólito e o gás cloro úmido são altamente corrosivos. As juntas de borracha FKM, mangueiras, ânodos de sacrifício, conectores de barramento de cobre e conjuntos de fixação hidráulica das células unitárias são altamente suscetíveis ao envelhecimento e à corrosão. Peças de reposição não padronizadas específicas da marca têm estoque local muito limitado. Os ciclos alfandegários e logísticos transfronteiriços levam de 8 a 12 semanas. Quando as peças estão em falta, a fábrica precisa parar e aguardar a chegada dos materiais, resultando em perdas substanciais de produção.

(IV) Monopólio do fabricante original sobre as qualificações para revisões gerais, restringindo a manutenção por terceiros.

Para eletrolisadores de fabricantes como Asahi Kasei e Uhde, é aplicado um sistema proprietário de revisão geral certificado pelo fabricante original (OEM). Equipes terceirizadas não autorizadas não têm permissão para desmontar, remontar, testar a pressão ou colocar as células em funcionamento. Se uma fábrica realizar sua própria desmontagem, manutenção ou substituição de peças, a garantia restante do equipamento será automaticamente anulada. As taxas de mão de obra e de comissionamento para revisão geral no local, cobradas pelo fabricante original, são extremamente altas, e o cronograma de revisão é incontrolável.

(V) Descontinuação de modelos antigos e altos custos de modernização para unidades completas

Muitos eletrolisadores de primeira geração, com folga zero e folga convencional, instalados antes de 2015, foram descontinuados globalmente. O fabricante original (OEM) não produz mais células unitárias, componentes hidráulicos compatíveis ou sistemas de controle para esses modelos. Os eletrolisadores mais recentes e atualizados possuem dimensões, sistemas de controle e estruturas de canais de fluxo completamente diferentes. A adaptação desses eletrolisadores para que interajam com os sistemas existentes de pré-tratamento de salmoura, tratamento com cloro e retificação exige extensas modificações em toda a tubulação e no sistema de controle da planta, com custos extremamente elevados.

De 2018 a 2020, um grande número de eletrolisadores importados foram instalados globalmente e em breve entrarão em seu período de substituição de 8 anos. Combinado com o aumento dos preços das peças originais, prazos de entrega mais longos e regulamentações de conformidade com o consumo de energia cada vez mais rigorosas, aproximadamente 30% dos projetos de eletrolisadores importados em todo o mundo iniciarão a substituição de células unitárias, a substituição de unidades completas equivalentes ou adaptações para economia de energia nos próximos três anos. A demanda por serviços de substituição não destrutiva e manutenção local por terceiros aumentará significativamente. Os nove sinais de que um eletrolisador precisa ser substituído:

Quando qualquer uma das seguintes condições ocorrer, isso indica que a célula unitária ou o eletrolisador completo entrou no período de substituição:

(1) Sob a mesma carga atual, a tensão da célula unitária aumentou mais de 0,15 V acima do valor padrão para células novas, e o consumo total de energia de soda cáustica da fábrica excede o limite, com custos de eletricidade a longo prazo muito superiores aos custos de manutenção.

(2) A eficiência atual está abaixo de 92%, e a pureza do gás cloro e dos produtos de soda cáustica não atende às especificações, o que leva a um aumento significativo no consumo de materiais auxiliares de purificação.

(3) A carga está restrita – a fábrica não consegue aumentar a corrente de produção e a capacidade de produção total fica aquém da capacidade projetada da fábrica.

(4) O substrato do ânodo de titânio ou o substrato do cátodo de níquel da célula unitária corroeu e perfurou, causando vazamento de eletrólito do corpo da célula, com riscos de vazamento cáustico e passagem de gás.

(5) Múltiplas células unitárias sofrem rupturas frequentes da membrana e curtos-circuitos entre o ânodo e o cátodo, exigindo paradas frequentes para substituição da membrana, com uma frequência anual de substituição que excede em muito os padrões da indústria.

(6) O sistema de fixação hidráulica está envelhecido e perdeu pressão, o corpo da célula está deformado e os testes de sustentação de pressão não atendem aos padrões operacionais à prova de explosão exigidos para instalações de cloro-álcali.

(7) Vida útil projetada: revestimentos de eletrodos de 6 a 8 anos, células unitárias completas de 8 a 10 anos. Após atingir a vida útil projetada, o desempenho cai drasticamente e recomenda-se a substituição do lote.

(8) A marca/modelo foi descontinuada globalmente e o distribuidor regional deixou de estar presente, não havendo peças sobressalentes originais nem suporte técnico para colocação em funcionamento ou grandes revisões disponíveis.

(9) Ocorreu delaminação de eletrodos em grande área, e o revestimento não consegue restaurar o eletrodo; mesmo se revestido, a vida útil é inferior a um ano, tornando a manutenção economicamente inviável.

Soluções completas da nossa empresa: Fornecimento de peças para eletrolisadores de todas as marcas, substituição não destrutiva e modernizações para economia de energia.

Para todas as séries de eletrolisadores de membrana de troca iônica importados da Asahi Kasei, Uhde, Chlorine Engineers, Bayer e outras marcas, atendemos plantas de produção de soda cáustica, cloro líquido e álcalis de alta pureza em todo o mundo. Oferecemos serviços completos, incluindo fornecimento de peças OEM, revestimento de eletrodos, substituição de células unitárias e modernização completa de unidades equivalentes – tudo compatível com os sistemas de linha de produção existentes, sem a necessidade de grandes modificações nas tubulações ou nos equipamentos de retificação. Nossos serviços incluem:

(1) Fornecimento transfronteiriço de peças originais OEM de gama completa

Mantemos em estoque membranas de troca iônica originais de marcas específicas, juntas de borracha FKM, mangueiras de eletrólito, ânodos de sacrifício, cilindros de fixação, barramentos de cobre condutores e componentes de isolamento especiais. Também aceitamos encomendas de fabricação personalizada e desembaraço aduaneiro para peças não padronizadas obsoletas ou descontinuadas, fornecendo toda a documentação de conformidade aduaneira, reduzindo os prazos de entrega de suprimentos internacionais e resolvendo paralisações de fábrica causadas pela falta de peças.

(2) Célula unitária não destrutiva de mesmo tamanho e substituição equivalente de unidade completa

Podemos fornecer células unitárias de substituição e sistemas de eletrolisadores completos com parâmetros idênticos aos dos modelos originais importados. As dimensões externas, os canais de fluxo da interface, os parâmetros elétricos e hidráulicos são totalmente compatíveis com o equipamento original, permitindo a conexão direta e sem complicações ao sistema de salmoura existente, ao painel de controle do retificador e à tubulação de gases residuais – sem a necessidade de obras civis, modificações na tubulação ou alterações no sistema de controle. Os clientes podem escolher entre a substituição da unidade completa original importada e a substituição da unidade completa compatível de alto desempenho, dependendo dos requisitos orçamentários do projeto.

(3) Modernizações para economia de energia em eletrolisadores importados mais antigos

Para eletrolisadores importados de alto consumo energético e com entreferro antigo, oferecemos modernizações de economia de energia com entreferro zero, otimização do canal de fluxo do corpo da célula e modificações de correspondência de carga do retificador. Após a modernização, a tensão da célula é reduzida e a eficiência da corrente é melhorada, com economia de energia mensurável por tonelada de soda cáustica – ideal para modernizações de economia de energia e redução de custos em instalações mais antigas, visando a conformidade com as normas.

(4) Serviços de formação técnica de longa duração

Oferecemos treinamento online padronizado para pessoal de operação e manutenção de plantas sobre procedimentos de inicialização/desligamento de eletrolisadores, controle de pressão diferencial, tratamento de falhas de emergência e manutenção de rotina. Isso é respaldado por suporte técnico remoto global 24 horas por dia, 7 dias por semana.

PERGUNTAS FREQUENTES:

Quem somos nós?
Estamos sediados em Anhui, China, e, desde 2011, vendemos para o Sudeste Asiático, América do Norte, Europa Oriental e Sul da Ásia.

É possível personalizar a potência ou a voltagem nominal?
Sim, a personalização de produtos é aceitável.

Sua empresa pode fornecer o sistema completo (célula de combustível, produção de hidrogênio, armazenamento de hidrogênio, sistema de fornecimento de hidrogênio)?
Sim, podemos fornecer os acessórios necessários.

Por que você deveria comprar de nós e não de outros fornecedores?
Possuímos uma equipe experiente de pesquisa e desenvolvimento técnico. Temos capacidade de adaptação de sistemas de controle, pesquisa e desenvolvimento e controle de qualidade. A vantagem de preço é proporcionada pela integração da cadeia de suprimentos.