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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