염소-알칼리 공정에서 이온 교환막 전해조는 언제 교체해야 할까요? 원스톱 교체 솔루션을 제공합니다.

이온 교환막 전해조 멤브레인 기반 시스템의 "핵심" 장비입니다. 염소알칼리 이 공정은 정제된 염수를 투입하여 가성소다, 염소 가스, 그리고 기타 세 가지 핵심 제품을 생산합니다. 수소 직류 전기분해를 통해 염소알칼리 생산 라인 전체의 생산 능력, 에너지 소비량, 제품 순도 및 운영 안전성을 직접적으로 좌우하는 것이 바로 이온 교환막 전기분해입니다. 일반 화학 설비와 비교했을 때, 이온 교환막 전기분해기는 더욱 가혹한 조건에서 작동하며, 부품 수급이 매우 까다롭고 유지보수 비용이 훨씬 높습니다. 초기 단계의 염소알칼리 플랜트가 중후반기에 접어들면서 전기분해기는 셀 전압 상승, 전극 코팅 열화, 이온 교환막 노화 및 누출, 과도한 OEM 유지보수 비용, 해외 부품 수급 부진, 구형 모델 단종 등의 문제에 직면하게 되며, 이는 플랜트 운영 및 유지보수 비용의 지속적인 상승으로 이어집니다. 본 글에서는 염소알칼리 플랜트에서 개별 전해조 또는 전체 전기분해 시스템을 언제 교체해야 하는지에 대한 해답을 제시합니다. 전기분해기 열화의 구체적인 문제점을 분석하고, 단계별 교체 기준을 제시하며, 당사의 원스톱 서비스인 전 브랜드 수입 전기분해기 부품 공급 및 비파괴 동등 교체 서비스를 소개합니다.

염소-알칼리 전해조는 고온, 고알칼리도, 고염화이온 농도 및 고전압의 조건에서 장기간 작동합니다. 전해액은 부식성이 매우 강하고, 작동 매개변수는 높은 정밀도를 요구하며, OEM 장비는 고도의 기술력이 필요하고, 제3자 유지보수가 제한적이며, 작동 및 유지보수 난이도가 기존 전해조보다 훨씬 높습니다. 수처리 장비:

(I) 전력 소비 증가에 따른 전극 코팅의 비가역적 열화

양극에는 티타늄 기반 루테늄-이리듐 코팅이, 음극에는 니켈 기반 활성 코팅이 사용됩니다. 장기간의 염수 전기분해, 불순물 이온 제거, 그리고 시동-정지 주기 동안의 부하 변동으로 인해 촉매 코팅이 벗겨지고 비활성화됩니다. 이는 단위 셀 전압의 지속적인 상승과 전류 효율 저하로 이어져, 가성소다 생산량 단위당 발전소 전력 소비량이 크게 증가합니다. 기존의 온라인 세척 방식으로는 전극 활성을 복원할 수 없습니다.

(II) 이온 교환막은 손상 및 고장 발생 가능성이 높으며, 교체용 소모품은 OEM 업체에서 관리합니다.

전처리 과정에서 칼슘/마그네슘 이온, 황산염 또는 부유 고형물이 완전히 제거되지 않으면 수입 특수 이온 교환막에 직접적인 손상을 줄 수 있습니다. 또한 산/알칼리 투과, 차압 불균형 및 열 충격은 막에 미세 구멍, 박리 및 누출을 유발할 수 있습니다. 수입 OEM 이온 교환막은 가격이 높고 납기가 40~60일이며, 원래 제조업체의 셀 본체와만 호환됩니다. 다른 브랜드의 막은 서로 호환하여 사용할 수 없으므로 소모품 유지 보수는 해당 브랜드에 전적으로 의존하게 됩니다.

(III) 씰 및 배관 부품의 부식, OEM 예비 부품 공급 지연

전해액과 습식 염소 가스는 부식성이 매우 강합니다. FKM 고무 개스킷, 호스, 희생 양극, 구리 버스바 커넥터 및 단위 전지의 유압 클램핑 어셈블리는 노화 및 부식에 매우 취약합니다. 브랜드별 비표준 예비 부품은 현지 재고가 매우 제한적입니다. 국경을 넘는 통관 및 물류 과정은 8~12주가 소요됩니다. 부품 재고가 부족할 경우 공장을 가동 중단하고 자재를 기다려야 하므로 상당한 생산 손실이 발생합니다.

(IV) OEM의 주요 정비 자격 독점으로 인해 제3자 정비가 제한됨

아사히 카세이(Asahi Kasei)나 우데(Uhde)와 같은 제조업체의 전해조는 OEM 인증을 받은 자체적인 주요 정비 시스템이 적용됩니다. 승인되지 않은 제3자 업체는 전해조를 분해, 재조립, 압력 테스트 또는 시운전할 수 없습니다. 공장에서 자체적으로 분해, 유지보수 또는 부품 교체를 수행할 경우, 남은 장비 보증이 즉시 무효화됩니다. OEM의 현장 정비 및 시운전 비용은 매우 높으며, 정비 일정은 통제할 수 없습니다.

(V) 구형 모델의 단종 및 전체 설비에 대한 높은 개조 비용

2015년 이전에 설치된 1세대 무간극 및 기존 간극 전해조는 전 세계적으로 생산이 중단되었습니다. 제조사는 더 이상 이러한 모델에 맞는 전해조, 유압 부품 또는 제어 시스템을 생산하지 않습니다. 최신 업그레이드된 전해조는 크기, 제어 시스템 및 유로 구조가 완전히 다릅니다. 기존의 염수 전처리, 염소 처리 및 정류 시스템과 연동하도록 개조하려면 플랜트 전체의 배관 및 제어 시스템을 대대적으로 수정해야 하며, 이로 인해 막대한 비용이 발생합니다.

2018년부터 2020년까지 전 세계적으로 많은 수입 전해조가 가동되었으며, 곧 8년 교체 주기에 접어들 것입니다. OEM 부품 가격 상승, 공급 리드 타임 연장, 에너지 소비 규제 강화 등을 고려할 때, 전 세계 수입 전해조 프로젝트의 약 30%가 향후 3년 내에 유닛 셀 교체, 전체 설비 교체 또는 에너지 절약형 개조를 진행할 것으로 예상됩니다. 이에 따라 제3자 비파괴 교체 및 현지 유지보수 서비스에 대한 수요가 크게 증가할 것입니다. 전해조 교체가 필요한 9가지 징후는 다음과 같습니다.

다음 조건 중 하나라도 발생하면 해당 전해조 또는 전체 전해조를 교체해야 할 시기가 된 것입니다.

(1) 동일한 전류 부하 조건에서 단위 셀 전압이 새 셀의 표준값보다 0.15V 이상 상승했으며, 공장의 총 가성소다 전력 소비량이 허용 한도를 초과하여 장기적인 전기 비용이 유지 보수 비용을 훨씬 초과하고 있습니다.

(2) 현재 효율이 92% 미만으로 떨어지고 염소 가스와 가성소다 제품의 순도가 규격에 미달되어 보조 정제 재료 소비량이 크게 증가하고 있습니다.

(3) 부하가 제한되어 발전소는 생산 전류를 늘릴 수 없으며, 전체 생산 능력은 발전소 설계 용량에 미치지 못합니다.

(4) 단위 전지의 티타늄 양극 기판 또는 니켈 음극 기판이 부식되어 천공이 발생하고, 이로 인해 전지 본체에서 전해액이 누출되어 가성소다 누출 및 가스 교차 누출의 위험이 있습니다.

(5) 다수의 단위 전해조에서 막 파열과 양극과 음극 사이의 단락이 빈번하게 발생하여 막 교체를 위해 자주 가동을 중단해야 하며, 연간 막 교체 빈도는 업계 표준을 훨씬 초과합니다.

(6) 유압 클램핑 시스템이 노후화되어 압력이 감소했고, 셀 본체가 변형되었으며, 압력 유지 테스트에서 염소-알칼리 설비에 요구되는 방폭 운전 기준을 충족하지 못했습니다.

(7) 설계 수명: 전극 코팅 6~8년, 완제품 셀 8~10년. 설계 수명에 도달하면 성능이 급격히 저하되므로 배치 교체를 권장합니다.

(8) 해당 브랜드/모델은 전 세계적으로 생산이 중단되었으며, 지역 유통업체도 철수하여 OEM 예비 부품이나 시운전 또는 주요 정비에 대한 기술 지원을 더 이상 받을 수 없습니다.

(9) 전극 박리가 광범위하게 발생하여 재코팅으로는 전극을 복구할 수 없으며, 재코팅을 하더라도 수명이 1년 미만이므로 유지 보수가 경제적으로 타당하지 않습니다.

당사의 원스톱 솔루션: 전 브랜드 전해조 부품 공급, 비파괴 교체 및 에너지 절약형 개조

아사히 카세이, 우데, 클로린 엔지니어스, 바이엘 등 다양한 브랜드의 수입 이온 교환막 전해조 전 시리즈에 대해, 당사는 전 세계 가성소다, 액체 염소 및 고순도 알칼리 생산 공장에 서비스를 제공합니다. OEM 부품 공급, 전극 재코팅, 유닛 셀 교체, 전체 설비 동등 개조를 포함한 원스톱 서비스를 제공하며, 배관이나 정류기 장비를 대대적으로 변경할 필요 없이 기존 생산 라인 시스템과 호환됩니다. 당사의 서비스는 다음과 같습니다.

(1) 정품 OEM 전품목의 국경 간 공급

당사는 정품 브랜드별 이온 교환막, FKM 고무 개스킷, 전해액 호스, 희생 양극, 클램핑 실린더, 전도성 구리 버스바 및 특수 절연 부품을 재고로 보유하고 있습니다. 또한 단종되었거나 생산이 중단된 비표준 부품에 대한 맞춤 제작 및 통관 서비스를 제공하여 모든 통관 관련 서류를 완비하고, 국경 간 공급 소요 시간을 단축하며, 부품 부족으로 인한 공장 가동 중단 문제를 해결합니다.

(2) 동일 크기의 비파괴 단위 셀 및 완전 단위 등가 교체

당사는 기존 수입 모델과 동일한 사양을 갖춘 교체용 전해조 유닛 셀 및 완벽한 전해조 시스템을 공급할 수 있습니다. 외부 치수, 인터페이스 유로, 전기적 매개변수 및 유압적 매개변수는 기존 장비와 완벽하게 호환되므로 토목 공사, 배관 변경 또는 제어 시스템 변경 없이 기존 염수 시스템, 정류기 제어 캐비닛 및 배기가스 배관에 직접 연결하여 사용할 수 있습니다. 고객은 프로젝트 예산에 따라 기존 수입 제품의 완벽한 교체품 또는 고성능 호환형 완벽한 교체품 중에서 선택할 수 있습니다.

(3) 기존 수입 전해조의 에너지 절약형 개조

에너지 소비량이 높은 구형 수입 전해조에 대해 당사는 무갭 에너지 절약 개조, 전해조 셀 본체 유로 최적화 및 정류기 부하 매칭 수정을 제공합니다. 개조 후 셀 전압이 낮아지고 전류 효율이 향상되어 가성소다 톤당 측정 가능한 전력 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 이는 규제 준수를 위한 에너지 절감 및 비용 절감을 목표로 하는 노후 설비 개조에 적합합니다.

(4) 장기 기술 교육 서비스

당사는 전해조 시동/정지 절차, 차압 제어, 비상 고장 처리 및 정기 유지보수에 대한 표준화된 온라인 교육을 플랜트 운영 및 유지보수 담당자에게 제공합니다. 또한 24시간 연중무휴 글로벌 원격 공정 기술 지원을 제공합니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

우리는 누구인가?
저희 회사는 중국 안후이성에 본사를 두고 있으며, 2011년부터 동남아시아, 북미, 동유럽, 남아시아에 제품을 판매하고 있습니다.

정격 전력이나 전압을 사용자 지정할 수 있습니까?
네, 제품 맞춤 제작은 가능합니다.

귀사는 연료 전지, 수소 생산, 수소 저장, 수소 공급 시스템을 포함한 전체 시스템을 제공할 수 있습니까?
네, 필요한 부속품을 그에 맞춰 제공해 드릴 수 있습니다.

다른 공급업체가 아닌 저희에게서 구매해야 하는 이유는 무엇일까요?
당사는 경험이 풍부한 전문 기술 연구 개발팀을 보유하고 있습니다. 제어 시스템 매칭 능력, 연구 개발 및 품질 관리 능력 또한 뛰어납니다. 공급망 통합을 통해 가격 경쟁력을 확보하고 있습니다.