鐘永鐸

（四平昊華化工有限公司，吉林 四平 136001）

四平昊華化工有限公司燒堿項(xiàng)目二期工程產(chǎn)能為20萬t/a離子膜燒堿和配套20萬t/a PVC于2008年10月一次開車成功，并順利達(dá)產(chǎn)。由藍(lán)星北化機(jī)制造生產(chǎn)高電密自然循環(huán)電解槽8臺，每臺電解槽共158對單元槽片，并配套真空脫氯和氯酸鹽分解槽裝置，氯氣壓縮機(jī)采用德國3K集團(tuán)生產(chǎn)的透平壓縮機(jī)；蒸發(fā)裝置采用藍(lán)星北化機(jī)自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的產(chǎn)能為10萬t/a的三效逆流降膜蒸發(fā)裝置。自2008年10月裝置開車以來，裝置運(yùn)行平穩(wěn)。所產(chǎn)32%離子膜燒堿、液氯、次氯酸鈉、工業(yè)鹽酸、45%燒堿、PVC樹脂等產(chǎn)品優(yōu)級品率均為100%。為降低電耗，中國昊華化工集團(tuán)股份有限公司決定于2012年10月對該公司6臺電解槽進(jìn)行膜極距改造，2013年1月改造完成。膜極距改造后，最高負(fù)荷電流由12.0 kA提高到14.85 kA。膜極距改造后，要求二次鹽水中 Ca2＋、Mg2＋含量在 10×10-9以下， 陰極含鐵量在 100×10-9以下。 由于對鹽水中 Ca2＋、Mg2＋含量要求嚴(yán)格，而國產(chǎn)原鹽中Ca2+、Mg2+、SO2-4等雜質(zhì)含量較高，為了提高生產(chǎn)負(fù)荷，穩(wěn)定鹽水質(zhì)量，該公司采購印度產(chǎn)工業(yè)原鹽進(jìn)行制堿。于2013年3月11日開始用進(jìn)口工業(yè)原鹽后，鹽水系統(tǒng)處理能力得到提升，電解負(fù)荷逐步提高。

1 工業(yè)原鹽中的雜質(zhì)對電解槽和離子膜的影響

工業(yè)原鹽中存在的 Ca2+、Mg2+、SO2-4等化學(xué)雜質(zhì)和泥沙等機(jī)械雜質(zhì)；隨著化鹽過程進(jìn)入鹽水。用含有大量雜質(zhì)的鹽水進(jìn)行電解，會破壞電解設(shè)備的正常操作，對電解槽、離子膜的使用壽命、電能的消耗、產(chǎn)品質(zhì)量以及安全生產(chǎn)等各方面帶來不良影響。這些金屬離子必須通過連續(xù)不斷地加入適量的精制劑NaOH、Na2CO3、BaCl2等使之生成難溶性沉淀物，然后，經(jīng)過預(yù)處理器和凱膜過濾器濾除鹽水中機(jī)械雜質(zhì)和沉淀物，制得質(zhì)量合格的精制鹽水，連續(xù)不斷地輸送給電解工段。鹽水中的典型雜質(zhì) Mg2+、Ni2+、Fe3+、Ti2+、Al2+等蓄積在陽極側(cè)膜表面附近，使槽電壓升高；鹽水中的 Ca2+、Ba2+、Sr2+、SiO2-2等雜質(zhì)在陰極側(cè)膜內(nèi)蓄積，使電流效率下降。鹽水中的SO2-4含量較高時(shí)，會阻礙氯離子放電，SO2-4在陽極放電產(chǎn)生氧氣，消耗電能，降低電流效率，導(dǎo)致氯內(nèi)含氧升高，氯氣純度降低。

常用的除鎂方法是向粗鹽水中加入32%氫氧化鈉溶液，生成不溶性的氫氧化鎂沉淀；除鈣方法一般是向粗鹽水中加入12%碳酸鈉，生成不溶性的碳酸鈣沉淀；除硫酸根離子傳流方法是向粗鹽水中加入8%～15%BaCl2水溶液與其中的 SO2-4生成BaSO4沉淀。

圖1為鹽水中各種雜質(zhì)對電解槽、離子膜的影響分布圖。

2 國產(chǎn)工業(yè)原鹽和進(jìn)口工業(yè)原鹽的比較

2.1 國產(chǎn)原鹽和進(jìn)口原鹽各項(xiàng)指標(biāo)的對比

表1是該公司分析的國產(chǎn)原鹽和進(jìn)口原鹽各項(xiàng)指標(biāo)的平均結(jié)果。

表1 國產(chǎn)原鹽與進(jìn)口原鹽的指標(biāo) %

從表1數(shù)據(jù)可知，國產(chǎn)原鹽與進(jìn)口原鹽的雜質(zhì)含量相差懸殊的有鈣、鎂和硫酸根離子3項(xiàng)指標(biāo)，其他幾項(xiàng)指標(biāo)相差不大。而原鹽中的鈣、鎂和硫酸根離子是對電解槽及離子膜使用壽命、電能消耗、產(chǎn)品質(zhì)量以及安全生產(chǎn)等各方面，帶來不良的主要影響。

2.2 國產(chǎn)原鹽和進(jìn)口原鹽顏色的對比

國產(chǎn)工業(yè)原鹽大多是海鹽，顏色發(fā)黃，機(jī)械雜質(zhì)較多，粒度較大，而進(jìn)口工業(yè)原鹽是海水淡化鹽，顏色特別白，和食用鹽顏色一樣，機(jī)械雜質(zhì)較少，粒度適中，有利于鹽水化鹽。

3 使用進(jìn)口原鹽后，鹽水工序負(fù)荷的調(diào)整情況

使用進(jìn)口原鹽為粗鹽水的處理和精制等操作帶來很多有利因素。

（1）由于進(jìn)口原鹽中鎂含量極低，平均含量為0.03%，與之前國產(chǎn)原鹽，鎂平均含量為0.14%相比，在粗鹽水除鎂工序中，減輕了預(yù)處理器的處理負(fù)擔(dān)，預(yù)處理器的清液腔鹽水質(zhì)量達(dá)到工藝要求。

（2）由于進(jìn)口原鹽中鈣、鎂、硫酸根等及其他雜質(zhì)含量低，產(chǎn)生的鹽泥量大大減少，從而減輕了壓濾系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，也減輕了鹽泥堆放的負(fù)擔(dān)。

（3）進(jìn)口原鹽中鈣、鎂、硫酸根等含量的降低，減少了帶入鹽水系統(tǒng)中的雜質(zhì)含量，減少了精制劑氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉等的加入量，極大限度地減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度。

鹽水工序使用進(jìn)口原鹽后，鹽水工序負(fù)荷由205 m3/h提高到243 m3/h。鹽水工序主要從下幾個(gè)方面作了調(diào)整。

（1）由于國產(chǎn)原鹽的質(zhì)量一直不是很好，粗鹽水管線積有很多泥垢，分段進(jìn)行拆卸清理，逐一進(jìn)行疏通后，使鹽水負(fù)荷得到了進(jìn)一步提升。

（2）開車運(yùn)行至今，粗鹽水加壓泵經(jīng)多次拆修，更換泵的新部件，運(yùn)送鹽水能力得到提高。

由于進(jìn)口原鹽中鈣、鎂和硫酸根離子含量的降低，在粗鹽水精制處理過程中，降低了原料的消耗；進(jìn)口原鹽中鎂離子的減少，減輕了預(yù)處理器的負(fù)擔(dān)，也減少了絮凝劑的加入量，從而降低了三氯化鐵的消耗。表2是國產(chǎn)原鹽和進(jìn)口原鹽消耗精制劑的情況。

表2 國產(chǎn)原鹽和進(jìn)口原鹽的消耗精制劑情況 kg/t NaOH

4 使用進(jìn)口工業(yè)原鹽，提升電解負(fù)荷

在使用國產(chǎn)原鹽時(shí)，電解運(yùn)行負(fù)荷是7臺電解槽、平均電流為12.40 kA；使用進(jìn)口原鹽后，鹽水處理量和電解負(fù)荷同步提升，電解運(yùn)行負(fù)荷是8臺電解槽、平均電流為12.90 kA。通過在電解負(fù)荷提升過程中，調(diào)整了工藝技術(shù)指標(biāo)及原料消耗，提高了操作人員的責(zé)任心，全面分析了氯壓機(jī)的運(yùn)行指標(biāo)。二次鹽水運(yùn)行指標(biāo)及電解槽運(yùn)行狀態(tài)良好，后序相關(guān)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，工藝指標(biāo)控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

進(jìn)口工業(yè)原鹽的使用，大大減少了鹽水工序原料精制劑氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉的加入量，節(jié)約了大量資金，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，減少了鹽泥的排放量，減少了對環(huán)境的污染。同時(shí)，大大提高了電解槽的運(yùn)行負(fù)荷，提高了電解槽成品堿、氯氣和氫氣產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過摸索精制劑的加入量、電解工序的最高運(yùn)行負(fù)荷，為下一步使用進(jìn)口工業(yè)原鹽，提供了保貴的經(jīng)驗(yàn)。