一次电解槽着火事故分析

靳杰

【摘 要】基于中国平煤神马集团开封东大化工有限公司离子膜分厂电解槽着火事故案例,分析电解槽着火的原因,提出安全防范措施,为其他企业提供参考,以免给企业带来一定的经济损失和负面影响. 【期刊名称】《河南科技》 【年(卷),期】2016(000)015 【总页数】2页(P112-113)

【关键词】电解槽;离子膜;着火;事故原因;防范措施 【作 者】靳杰

【作者单位】中国平煤神马集团开封东大化工有限公司,河南开封475003 【正文语种】中 文 【中图分类】X928.7

中国平煤神马集团开封东大化工有限公司（简称开封东大）离子膜烧碱生产装置是在1996年2万t离子膜强制循环法制烧碱的基础上，通过工艺改造和扩建达到目前近20万t烧碱生产规模。开封东大离子膜分厂老电解工段的A和B 2台电解槽是由最初强制循环电解槽装置经工艺改造，成为自然循环高电流密度电解槽，于2009年8月底开车运行。改造后，产能仍为2万t/a，电解槽用的是已运行4a的C、D电解槽升级改造后退下来的普通高电流密度电解槽，采用的F-4403D旭化成离子膜新膜。

2014年3月19日14：52，开封东大离子膜分厂老电解B槽在开车过程中发生单元槽着火事故，熔断电解槽前区6根单元槽阴极液出口挠性软管，事后对事故单元槽拉开检查后发现2张离子膜不同程度受损。

3月19日5：30，离子膜法烧碱分厂老电解工序当班人员发现B槽垫片泄漏，按正常停车步骤将B槽停车处理完毕，上午分厂早会安排B槽检修，作出解体单元槽检查泄漏电解槽密封垫的决定。

会后，维修人员对B槽解体检修，对发生泄漏的10#、11#和12#电解槽重新粘贴新密封垫片，检修时发现12#槽垫片有老化现象，但是不严重，另外两槽垫片正常。

13：00 检修结束，经试漏检查确认离子膜无渗漏后，报告公司调度中心准备开车。电解液升温循环无异常现象后，正常开车。14：36电解槽直流电流升至3kA时，按照操作规程，当班人员逐个测量B槽单元槽电压。听见槽上有流水声，围着电解槽检查，发现是B槽前端有单元槽垫片泄漏，电解液夹带气体从B槽的6#、7#单元槽内喷出。当班人员立即报告班长和分厂领导。14：45 B槽南侧有刺激性气味且阳极侧出口挠性软管着火，分厂人员立即用纯水灭火，有的用干粉灭火器灭火，火势越来越大，火势一时控制不住，有人拨打火警电话。当时电解槽A槽正在运行，接到调度指令降电流，14：50左右A、B槽电流降平（联锁跳闸），此时槽上氯气味较重。槽上火点被扑灭，两槽保持循环10min，由于B槽阳极出口软管有几根被火烧断，B槽很快停止循环，进行泄料操作。

事后，公司第一时间召开事故分析会，经过对现场有关人员询问和查阅现场和DCS上原始记录，事故原因基本查清。

首先，本次事故是由于电槽垫片泄漏造成短路，电火花引燃氢气引起着火。离子膜电解槽中，阴极室内为NaOH溶液和氢气，而阳极室内为NaCl溶液和氯气，如因粘贴不当出现发生垫片突出现象，将直接因垫片的位移进而还可能造成离子膜的

拉伸撕裂。若电解槽运行中因垫片突出造成的泄漏，有可能造成电解室内局部出现“干烧”，如果垫片撕裂泄漏量较大，离子膜将被击穿，电极板出现熔化，甚至会造成燃烧和爆炸。由于泄漏造成电槽短路，电火花引燃了从垫片泄漏出的氢气，进而点燃了电解槽阳极出口挠性软管，火势开始蔓延。

其次，除电解槽垫片粘贴不当外，挤压机故障或操作不当，也能造成垫片泄漏和挤压力过大而造成橡胶垫片和膜的损坏。在电槽着火事故发生前一天，B槽运行过程中曾发生过垫片泄漏的现象。由于A、B槽垫片存在老化现象。

再者，由于安装和操作原因可能造成离子膜机械拉伤或击穿，使氢气与氯气混合，发生闪爆。对B槽解体检查时发现，有2台电解单元槽阴极侧网发生向内凹陷，离子膜也发生撕裂报废。这些验证了离子膜因垫片位移撕裂或在垫片泄漏处着火后槽框变形，引起离子膜撕裂或击穿。氢气在正压作用下迅速向阳极扩散，氯气和氢气混合达到5.0%～87.5%（体积百分数）的爆炸极限发生闪爆，使北部垫片泄漏着火，并造成11#电解单元极网严重凹陷变形。

此外，因当时指导书没有电解槽着火紧急情况下的操作规程，造成电解槽着火时人员手忙脚乱，害怕氢气爆炸，且没有正确处置措施。据现场情况，电解槽上的火源是在A、B槽连锁跳闸后用纯水很快扑灭的。所以，及时切断氢气源是及时扑灭火灾的关键。保证电解槽内氢气不和氧气、氯气混合发生爆炸，保持系统正压和充入氮气保护是前提。

最后，电解岗位消防设施没有经过实战检验，消防力量薄弱，消防水压不足也给灭火工作造成延误。

3.1 全面开展作业安全风险分析与安全培训教育活动

一是对氯碱电解工序的设备，尤其是涉及氢气的设备事故隐患进行排查；二是加大员工安全知识培训，提高操作技能；三是严格按照作业指导书操作，防止因挤压机油压不当，电解槽升温过快，氯气和氢气升压过快且起伏较大造成的电槽垫片渗漏

［1］。

3.2 规范检修人员操作，特别是换膜、粘贴垫片的操作

在电解槽的安装过程中，单元槽密封垫片是电解槽最关键部位的密封原件，在电解槽的组装过程中，单元槽密封垫片的粘贴是一项要求较为严格的工作。

第一，粘垫片前首先区分阴极侧用和阳极侧用垫片，再区分膜侧和槽框侧，阳极垫片要分清上下，阳极垫片上边较窄，其他三边宽度一样。

第二，垫片粘贴时，严格稀释剂的配比约为1.0∶1.5。均匀地涂刷完成后风干5～10min，手感不粘手时才可进行粘贴。如果在未风干时就急于粘贴，粘接剂就会像润滑剂一样，不仅粘贴不牢，还可能在电解槽运行时使垫片滑移错位。所以，注意粘贴后应检查垫片四角不要发生收缩位移，一旦位置有误，应取下重新粘贴。 第三，控制粘贴垫片时的刷胶量，掌握宁少勿多的原则。刷胶前先将槽框表面彻底清理干净并用干布擦拭干燥，不得沾水。刷薄薄一层胶风干后，在刷一遍。待不粘手时，把准备好的垫片粘贴上去并用辊子反复压平。

第四，电解槽换垫时不能新老垫片混用，尽量用同批次备用垫片，防止垫片弹性伸缩量不同造成垫片滑动变形。

第五，对挤压机应校正，防止挤压电解槽时发生偏心造成槽框四边受力不均引起槽框变形，进而造成垫片受力不均，使垫片有部分突出现象。这种情况可能直接导致垫片密封不好，增大垫片泄漏的风险。

3.3 完善现场作业指导书，增加电解槽着火应急处理程序和处置方法

第一，因电槽垫片发生泄漏，造成短路或离子膜拉伤或击穿，氢气和氯气混合，发生闪爆后引起着火。应急处理程序为：①断电，主控人员立即通知降平电流（或启动该槽紧急停车按钮），同时向调度中心报告；②确认断电后，在保证阴阳极压差下，迅速同时关闭起火电解槽氢气和氯气出口阀门，脱网后保持电解液继续循环；③充氮，打开废氢、废氯阀，向废氢管、阴极液分离器充氮，同时开尾阀向阴极总

管充氮，电解液无法维持循环时停止循环；④迅速用纯水冷却着火部位，用CO2灭火器灭火，直至明火熄灭。第二，因电槽垫片粘贴不当发生垫片滑出，电解液渗漏结晶短路出现电火花时。应急处理程序为：①现场人员立即用CO2灭火器及纯水灭火；②向调度中心报告后对该槽按正常停车步骤停车，检查处理。第三，修订设备管理规章制度，加强设备的检维修管理，和设备制造厂家加强联系，聘请专家讲授维护保养知识。第四，加强专业技术人员的学习交流，汲取同行业的先进经验和事故教训，抓好落实，将专业理论知识运用到生产实践中。第五，加强应急安全设施建设，按照规范配备应急抢险和消防器材，建立一支关键时刻能拉出来用得上的应急抢险队伍。

本次事故虽然未造成人员伤亡，但是给企业带来了一定的经济损失和负面影响。事后按照“四不放过”原则作出调查处理，及时修订应急处置方案并对相关岗位和人员进行专项培训，停用了存在安全隐患的电解槽，本次事故对人们提出警醒，也对我们的工作进行鞭策。

【相关文献】

［1］程殿彬.离子膜制碱生产技术［M］.北京：化工出版社，2010.