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- 一.离子交换膜法制烧碱
目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究，80年代开始工业化生产。
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：
二、 对控制设备的要求
1.在离子膜制碱工艺中有较多的联锁控制，如在整流、压力、液位、温度、流量、PH、REDOX、泵、风机、调节阀、ON/OFF阀之间有许多复杂的安全联锁。这里举例介绍紧急停整流联锁和氢气切断阀紧急开关联锁。1． 紧急停整流和整流停的联锁 紧急停整流和整流停的联锁在离子膜制碱生产中很重要，它同时与多种工艺状况相关联。且工艺有时需根据实际工况切除某些自动联锁或修改某些联锁参数，为了操作方便直观，在CRT上设置了联锁图。
2． 系统要有较强的PLC的程控功能 二套装置中有盐水一次精制、二次精制，电槽电压监控等5个较大规模的控制程序及较复杂的安全连锁程序。为了统一监控和操作，同时为了降低系统成本，故要求全部功能在一套DCS中实现。
3． 抗强磁场干扰能力 由于现场条件的限制，控制室环境比较恶劣，有二个近距离的1.25万和1.58万安的大直流电，还有一个离开约5m的5.7万安大直流电流（隔膜槽）的强磁场干扰，故对控制系统的抗强磁场干扰能力、安全稳定性、可靠性、实时控制精度等要求高。
4． 抗强共模电压干扰 电槽单元电压对于保护昂贵的离子膜是一个很关键的参数，需采集每个单元电压并参加报警、连锁。本项目共有6台电解槽，每台电解槽均由115个单元槽组成，正常时每个单元电压约为3.25V，这样电槽单元电压测量信号的共模输入电压最高可达450V以上。按照惯例，每个电压信号要配置一个隔离器以隔离共模干扰信号，若信号直接接入DCS，信号极易受到干扰，而且对DCS板卡是一个极大的考验。本方案采用三点一检测的方式，即达到了监测的目的，又大大地节约了成本。
二、M-SYSTEM产品在烧碱行业的应用
1. M2VS-0A-M在电解槽电压监测方面的应用
日本M-SYSTEM的M2VS-0A-M隔离器在烧碱项目的电解槽槽电压监测方面有广泛的应用。因为氯碱行业电解槽槽电压监测的行业特殊性，对隔离器的要求相对也比较高。例如：隔离器的零漂应尽可能的小；稳定性要好；重复性要好。这样才能直观的反映出每个电解槽的运行状态和可用性状态。若隔离器的指标达不到预期要求将会直接影响到生产过程，造成不必要的停车。以下是M2VS直流电压信号隔离器在现场应用的照片。
2. M2VS-0A-M的功能与特长
超小型插入式构造的变换器
将直流信号转换成标准过程信号
隔离强度: 输入－输出－电源－地面间 AC 2000 V 1分钟
标准精度: ±0.1 %
温度系数: ±0.015 %／℃
响应时间: 25 ms以下
绝缘电阻: 输入－输出－电源间 100 M以上／DC 500 V
可进行高密度安装
CE标准
UL认证
3. 结构图和系统配置
1）.系统配置
本项目采用三点一检测的方式。现场的每个槽电压信号（115 * 6）进熔断柜，通过熔断柜内接线端子可以方便的测量任意两点间电压。待测槽电压信号230点经过熔断器后，进入隔离柜内M2VS转换为4-20MA标准信号，直接送到DCS.
2）、系统结构图
上海芮晨机电设备有限公司
宋剑萍
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