劉　姍，蘇發(fā)東

（甘肅稀土新材料股份有限公司，甘肅 白銀 730922）

一次鹽水工藝優(yōu)化運行總結(jié)

劉姍，蘇發(fā)東

（甘肅稀土新材料股份有限公司，甘肅 白銀 730922）

介紹了陶瓷膜過濾工藝制備一次鹽水使用情況，通過對上鹽改造、鹽水過濾系統(tǒng)粗過濾器及回收配水系統(tǒng)工藝優(yōu)化改造等措施，降低精制劑消耗，提高鹽水質(zhì)量，確保一次鹽水系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

一次鹽水；粗過濾器；工藝優(yōu)化

甘肅稀土新材料股份有限公司燒堿廠 （以下簡稱“甘肅稀土”）建于1989年，主要生產(chǎn)液堿、鹽酸及液氯3種產(chǎn)品。2011年將金屬陽極膈膜電解槽改造升級為復(fù)極式高密度離子膜電解槽，離子膜燒堿生產(chǎn)能力2萬t/a，配套一次鹽水系統(tǒng)生產(chǎn)能力4萬t/a。一次鹽水系統(tǒng)核心設(shè)備采用陶瓷膜過濾器，該套裝置工藝流程短，占地面積小，對原鹽中雜質(zhì)含量及鈣鎂比例無要求。但由于上鹽方式粗放，造成鹽水濃度不穩(wěn)定，粗過濾器易堵塞，亞硫酸鈉重復(fù)加入，硫酸根累積過快等問題。通過對上鹽系統(tǒng)、粗過濾器、管線材質(zhì)、工藝操作等優(yōu)化，解決了粗過濾器堵塞問題，鹽水濃度穩(wěn)定、雙堿消耗下降，提高了鹽水質(zhì)量，確保了鹽水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1　工藝流程總述

系統(tǒng)回收淡鹽水通過汽水混合器加熱至65～75℃進入化鹽池化鹽。原鹽經(jīng)鏟車進入化鹽池，溶解形成飽和粗鹽水，自流進入折流槽。在折流槽粗鹽水中依次加入次氯酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉溶液后進入1#、2#反應(yīng)池充分反應(yīng)后，自流進入中間池形成混合粗鹽水，混合粗鹽水經(jīng)泵進入粗過濾器過濾大于1 mm機械雜質(zhì)后，通過循環(huán)泵輸送至陶瓷膜過濾器過濾，從過濾器出來的合格鹽水加入亞硫酸鈉調(diào)節(jié)ORP，確保鹽水游離氯為零后送入電解工段。經(jīng)陶瓷膜過濾出來的粗鹽水，一部分與混合粗鹽水循環(huán)進入粗過濾器過濾，一部分進入壓濾系統(tǒng)壓濾，改造前后工藝流程示意圖分別見圖1和圖2。

2　一次鹽水工藝存在的問題

（1）上鹽方式粗放、鹽水質(zhì)量波動較大

原工藝裝置采用鏟車直接上鹽，鏟車將鹽鏟入化鹽池瞬間，鹽水流量瞬間變化很大，低濃度鹽水從化鹽池大量溢出，上鹽完畢后高濃度鹽水自流而出，整個上鹽過程造成鹽水濃度波動較大，甚至出現(xiàn)瞬間鹽水濃度低于或高于指標要求，鹽水濃度過高易造成鹽結(jié)晶堵塞管道及設(shè)備。且在上鹽瞬間，由于鹽水流量波動大，精制劑加入量難控制，故造成鹽水質(zhì)量整體不穩(wěn)定。

圖1　改造前工藝流程圖

圖2　改造后工藝流程圖

（2）過濾系統(tǒng)粗過濾器易堵塞

在運行過程中，粗過濾器堵塞有以下2種原因，其一原鹽中機械雜質(zhì)如煤粉、麥秸及鐵礦粉等細渣易堵塞粗過濾器濾網(wǎng)面造成膜進口壓力下降；其二混合粗鹽水進入粗過濾器的過程中，較高濃度的鹽水隨著熱量損失易析出結(jié)晶鹽，堵在粗過濾器網(wǎng)面或網(wǎng)面內(nèi)部堵塞粗過濾器濾網(wǎng)。粗過濾器堵塞，陶瓷膜過濾器進口壓力降至0.20 MPa以下達不到工藝要求（工藝要求在0.30～0.35 MPa），且反沖壓力由0.40 MPa降至低于0.30 MPa，長期運行會造成膜的通量和一次鹽水產(chǎn)量下降，必須及時對除粗過濾器清洗維護。

（3）系統(tǒng)重復(fù)加入亞硫酸鈉

原電解系統(tǒng)淡鹽水脫除游離氯采用真空脫氯+化學(xué)脫氯法?；瘜W(xué)脫氯法使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)鹽水pH值之后，加入亞硫酸鈉進一步將淡鹽水游離氯脫除為零。在化鹽工藝中，使用精制劑次氯酸鈉降解原鹽及化鹽水氨氮及菌藻類生物，粗鹽水中游離氯必須過量20～40 mg/L，粗鹽水經(jīng)陶瓷膜過濾器后將一次鹽水中游離氯降為零，須再次加入亞硫酸鈉。重復(fù)加入亞硫酸鈉，導(dǎo)致鹽水系統(tǒng)硫酸根累積加快，鹽水中含有大量硫酸根對電解系統(tǒng)造成不良影響。

3　存在問題優(yōu)化改造

3.1對上鹽系統(tǒng)改造，穩(wěn)定鹽水質(zhì)量

為解決鹽水濃度波動問題，化鹽系統(tǒng)上鹽方式進行改造，將鏟車上鹽改為鹽倉給料+皮帶運輸上鹽方式。在化鹽池旁安裝一臺12 m3鹽倉，鹽倉外壁安裝振動電機1臺，內(nèi)部安裝破碎裝置破碎結(jié)塊原鹽，下部設(shè)置皮帶運輸裝置，通過變頻控制皮帶速率。原鹽經(jīng)鏟車進入鹽倉，通過振動電機，原鹽從下料口進入皮帶運輸機，有皮帶運輸機均勻運輸原鹽至化鹽池。原鹽進入化鹽池速度均勻，不會出現(xiàn)瞬間大流量波動，解決粗鹽水瞬間流量波動，鹽水濃度波動大，精制劑控制不穩(wěn)定問題。通過運行，鹽水濃度、精制劑加入量控制均較為穩(wěn)定，運行效果良好。

3.2粗過濾工藝管線優(yōu)化

在工藝運行中，為解決粗機械雜質(zhì)堵塞粗過濾器問題，操作中采用人工反沖洗排粗鹽水的方式?jīng)_洗附著在粗過濾器上部分機械雜質(zhì)，但對于結(jié)晶附著在粗過濾器網(wǎng)膜上的結(jié)晶鹽顆粒，必須使用熱水沖洗才能解決。為此，在粗過濾器反沖洗系統(tǒng)加裝純水+蒸汽汽水混合裝置，使用高溫純水定時反洗粗過濾器。使用純水而不使用自來水，由于自來水與蒸汽混合，自來水硬度過高，在溫度在40～60℃，水中鈣鎂雜質(zhì)極易形成水垢堵在粗過濾器濾網(wǎng)上，長期易導(dǎo)致粗過濾器堵塞。如果單獨使用自來水或純水，降低鹽水系統(tǒng)溫度，易造成結(jié)晶鹽堵塞，其次造成陶瓷膜過濾器溫度降低，影響膜通量。通過改造，粗過濾器運行良好。

3.3化鹽及脫氯系統(tǒng)工藝操作優(yōu)化

將化鹽系統(tǒng)配水罐由原舊碳鋼材質(zhì)儲罐更新為CPVC纏繞玻璃鋼儲槽后，脫氯淡鹽水管道采用的CPVC材質(zhì)，杜絕游離氯對碳鋼腐蝕而影響鹽水質(zhì)量。故對淡鹽水脫氯系統(tǒng)進行優(yōu)化，在保證脫氯塔真空度的條件下，從脫氯塔出來的淡鹽水游離氯≤30 mg/L。從脫氯塔出來的淡鹽水，取消加入Na2SO3操作，直接加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，利用淡鹽水中殘留的≤30 mg/L游離氯作為一次鹽水精制過程中有效氯，降解化鹽水及原鹽中氨氮及菌藻類雜質(zhì)。通過對鹽水系統(tǒng)設(shè)備材質(zhì)優(yōu)化及脫氯系統(tǒng)工藝操作優(yōu)化，降低鹽水系統(tǒng)硫酸根累積，減少精制劑氯化鋇的加入量，提高了鹽水質(zhì)量，效果明顯。

4　優(yōu)化后效果

指標優(yōu)化方面，從原鹽供應(yīng)管理上，加大對原鹽供應(yīng)商篩選，要求供應(yīng)不含煤塊、麥秸及鐵粉的原鹽等解決原鹽中大的機械雜質(zhì)等；其次將上鹽方式由鏟車直接上鹽改為料斗加皮帶運輸均勻上鹽，解決鏟車上鹽瞬間鹽水濃度大幅度波動問題。與未改造前相比較，改造后，鹽水中精制劑NaOH平均指標下降0.06 g/L，Na2CO3指標平均下降0.07 g/L，鹽水濃度能夠穩(wěn)定控制在300～310 g/L，避免因鹽水濃度過飽和而造成結(jié)晶鹽堵塞管線設(shè)備問題，有效降低原輔材料消耗，確保鹽水濃度的穩(wěn)定性。通過對化鹽配水設(shè)備管線改造及脫氯淡鹽水系統(tǒng)工藝操作優(yōu)化，降低硫酸根在鹽水系統(tǒng)中的累積，降低氯化鋇及亞硫酸鈉的單耗消耗，分別見表1、表2和表3。

改造之后成本節(jié)約方面，根據(jù)電流18 kA運行的負荷，過濾鹽水產(chǎn)量為26m3/h，故年可節(jié)約NaOH為26×0.06×8 000=12.48（t），年可節(jié)約Na2CO3為14.56 t；根據(jù)工藝設(shè)計，返化鹽脫氯淡鹽水最大流量20 m3/h，含游離氯最大量30 mg/L，根據(jù)理論計算全部將游離氯還原需要亞硫酸鈉1.468 kg/h，則年需多消耗亞硫酸鈉11.74 t；將該部分亞硫酸鈉全部轉(zhuǎn)換為硫酸鋇，需消耗氯化鋇211.89 t，年可節(jié)約原輔材料11.16萬元。

表1　改造前后過濾鹽水鹽濃度對比表

表2　改造前后過濾鹽水氫氧化鈉含量對比

表3　改造前后過濾鹽水碳酸鈉含量對比

改造后冬季生產(chǎn)，粗過濾器增加純水+蒸汽反沖洗裝置，解決粗過濾器因鹽結(jié)晶或自來水水垢大量形成，而導(dǎo)致網(wǎng)膜堵塞問題，在一定程度上，降低粗過濾器維修頻次和減少鹽水系統(tǒng)停車次數(shù)，保證陶瓷膜過濾器平穩(wěn)運行。

5　結(jié)語

通過對一次鹽水工藝及操作的優(yōu)化與摸索，降低了精制劑消耗量，降低鹽水系統(tǒng)硫酸根累積量，降低一次鹽水系統(tǒng)人工維修費用。經(jīng)過一年多運行，生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)，一次鹽水各項指標均能滿足二次鹽水要求，且節(jié)能降耗效果明顯。

［1］孫占瑞，王強，劉玉成，等．淺談陶瓷膜在一次鹽水精制中的應(yīng)用．2010年全國燒堿行業(yè)技術(shù)年會論文集．

［2］程殿斌．離子膜法制堿生產(chǎn)技術(shù)．北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2008．

［3］邢家悟．離子膜法制燒堿操作問答．北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2009．

Summary of process optimization on primary brine

LIU Shan，SU Fa-dong
（Gansu Rare Earth New Material Co.，Ltd.，Chloralkali Plant，Baiyin 730922，China）

The process of primary brine device was introduced.Though change the form of delivering salt、optimize the process of primary filter and the operation of melting water，the amount of refine agent was reduced，to improve the quality of primary brine，make sure that the system of the primary brine operational stability.

primary brine；primary filter；process optimization

TQ114.26+1

B

1009-1785（2016）09-0005-03

2016-07-23