楊翠云，張國(guó)杰，戚瑞松

(新疆中泰化學(xué)(集團(tuán))阜康能源有限公司，新疆 烏魯木齊 831500)

新疆中泰化學(xué)(集團(tuán))阜康能源有限公司(以下簡(jiǎn)稱“阜康能源”)一次鹽水工序自2012年8月開車以來已經(jīng)運(yùn)行近5年時(shí)間，期間不斷進(jìn)行裝置的優(yōu)化、改造，目的就是挖掘裝置的最大潛能，使裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)，生產(chǎn)質(zhì)量更好的一次精制鹽水。筆者對(duì)一次鹽水精制過程中實(shí)施的在線檢測(cè)改造情況進(jìn)行了總結(jié)。

1 化鹽水增加在線ORP檢測(cè)和除氯裝置[1]

1.1 化鹽水簡(jiǎn)介

阜康能源電解車間一次鹽水使用的化鹽水主要來自生產(chǎn)水(在化鹽水量不足時(shí)增加化鹽量)、離子膜淡鹽水、膜法除硝低硝鹽水、離子膜廢水(離子膜樹脂塔再生使用)、一次鹽水裝置自身回收的廢水、公用工程車間化水工序再生廢水(主要包括各種再生床產(chǎn)生的廢水)。各部分水進(jìn)入化鹽水罐之后，進(jìn)行混合后換熱升溫，將化鹽水溫度控制在55～65 ℃進(jìn)行化鹽(如圖1所示)。然而，在運(yùn)行過程中，離子膜廢水、離子膜淡鹽水、化水再生廢水在裝置異常情況下不同程度地產(chǎn)生游離氯。含有游離氯的化鹽水進(jìn)入一次鹽水系統(tǒng)。如果檢測(cè)不及時(shí)，或者人為檢測(cè)缺失，就會(huì)造成精鹽水中含有游離氯，導(dǎo)致精鹽水質(zhì)量不合格，從而影響裝置的正常運(yùn)行。

1.2 化鹽水含氯分析及后續(xù)鹽水含氯介紹

由于地域、人員配制、時(shí)間等原因，無法及時(shí)有效地檢測(cè)分析化鹽水中是否含有游離氯，只有等化鹽水運(yùn)行至化鹽工序時(shí)，一次鹽水工序的配水人員才可以檢測(cè)粗鹽水中是否含有游離氯。如果崗位分析人員檢測(cè)不及時(shí)，或者崗位操作人員責(zé)任心缺失，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)粗鹽水中含有游離氯，含氯鹽水就會(huì)進(jìn)入精制鹽水系統(tǒng)。

1.3 化鹽水含氯檢測(cè)及解決辦法

綜合考慮諸多因素，最后在化鹽水泵出口增加在線檢測(cè)ORP計(jì)，在化鹽水泵進(jìn)口導(dǎo)淋處安裝Na2SO3加入管線(如圖1所示)。

圖1化鹽水系統(tǒng)增加在線檢測(cè)裝置示意圖

Fig.1Diagramofonlinedetectioninstrumentaddedtosaltdissolvingsystem

通過測(cè)定，化鹽水ORP計(jì)顯示在120 mV左右。設(shè)定高報(bào)警值150 mV，高高報(bào)警值180 mV，微機(jī)崗位操作人員每隔15 min調(diào)取1次數(shù)據(jù)曲線，查看變化趨勢(shì)。一旦數(shù)據(jù)曲線發(fā)生變化，立即通知相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)際測(cè)定；發(fā)現(xiàn)化鹽水含氯，立即打開Na2SO3的加入閥門開始除氯。

事實(shí)證明：通過安裝在線ORP計(jì)檢測(cè)和Na2SO3加入裝置，有效地解決了化鹽水含氯帶來的被動(dòng)局面，避免了化鹽水中含氯的問題。

2 粗鹽水和精鹽水工藝增加在線分析儀

2.1 鹽水過堿量

NaOH過堿量和Na2CO3過堿量(以下統(tǒng)稱“過堿量”，指質(zhì)量濃度)。一次鹽水工序的粗鹽水除Mg2+工藝是依靠在鹽水中加入精制劑NaOH，使其與鹽水中的Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2，再經(jīng)過浮上桶過濾去除[1]。

一次鹽水精制過程中除Ca2+工藝是依靠在鹽水中加入精制劑Na2CO3，使其與鹽水中的Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀，再經(jīng)過凱膜過濾器過濾作用對(duì)CaCO3沉淀加以去除實(shí)現(xiàn)的。鹽水中過堿量(以質(zhì)量濃度計(jì))的穩(wěn)定性直接影響到NaOH與Mg2+和Na2CO3與Ca2+反應(yīng)生成Mg(OH)2和CaCO3沉淀的效果。若在一次鹽水過程中Mg2+、Ca2+無法充分反應(yīng)，一次精鹽水中Mg2+、Ca2+含量就會(huì)升高，這將會(huì)增大二次鹽水精制過程中樹脂塔的處理負(fù)荷，縮短樹脂塔的再生周期。如果情況更嚴(yán)重一些，NaOH和Na2CO3的加入量低于與Mg2+、Ca2+的理論反應(yīng)量，那么一次精鹽水中的Mg2+、Ca2+就有可能使二次鹽水的樹脂塔完全失去吸附作用，鹽水中的Mg2+、Ca2+會(huì)直接進(jìn)入電解槽，對(duì)電解槽離子膜造成嚴(yán)重的不可逆損傷。所以，過堿量檢測(cè)是否準(zhǔn)確、控制是否穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)電解裝置的平穩(wěn)運(yùn)行都起著存在至關(guān)重要的作用。

2.2 過堿量的檢測(cè)

目前檢測(cè)過堿量的方法還是依賴于人為測(cè)定，用稀硫酸進(jìn)行滴定測(cè)定，并計(jì)算過堿量。人為測(cè)定存在一定的弊端，無法做到對(duì)鹽水過堿量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，且人為測(cè)定有其本身無法避免的滯后性，人為誤差也會(huì)對(duì)過堿量的檢測(cè)及控制產(chǎn)生干擾。此外，每0.5 h取樣測(cè)定一次鹽水過堿量的工作也占用了操作人員大部分的工作時(shí)間。

2.3 增加在線過堿量分析儀

綜合考慮，分別在1#和2#裝置粗鹽水管線出口和后反應(yīng)緩沖罐出口各新增1臺(tái)在線過堿量分析儀(分別如圖2、圖3所示)。

圖2 在1#裝置新增在線過堿量分析儀示意圖

事實(shí)證明：在線過堿量分析儀的使用，能更加準(zhǔn)確、有效地監(jiān)控過堿量的變化，及時(shí)調(diào)整NaOH和Na2CO3的加入量，使生產(chǎn)裝置更加平穩(wěn)、高效，節(jié)約了NaOH和Na2CO3的消耗。目前，Na2CO3過堿量控制在0.75 g/L左右,根據(jù)分析數(shù)據(jù)可得，每班過堿量平均超過0.75 g/L的分析數(shù)據(jù)在10次(約占班組分析次數(shù)的50%)，平均超出0.05 g/L。

圖3 在2#裝置新增在線過堿量分析儀示意圖

Na2CO3的相對(duì)分子質(zhì)量按106計(jì)，使用分析儀后，根據(jù)當(dāng)前鹽水流量760 m3/h計(jì)算，每班12 h可節(jié)約Na2CO3：(760×0.05×12×10×106)÷2=

241 680(g)=0.24 t。

Na2CO3成本按1 500元/t計(jì)，每天兩個(gè)班組，1年按365個(gè)工作日計(jì)，使用分析儀后可節(jié)約Na2CO3消耗費(fèi)用：0.24×1 500×2×365=26 300(元/a)=

26.3萬元/a。

NaOH過堿量控制在0.35 g/L, 根據(jù)分析數(shù)據(jù)可知：每班過堿量超過0.35 g/L數(shù)據(jù)同樣在10次(約占班組分析次數(shù)的50%)，平均超出0.05 g/L左右。NaOH的相對(duì)分子質(zhì)量按40計(jì)，使用分析儀后，可使每班組節(jié)約NaOH：(760×0.05×12×10×

40)÷2=91 200(g)=0.09 t；

NaOH成本按1 150元/t計(jì)，使用分析儀后可節(jié)約消耗NaOH的費(fèi)用：0.09×1 150×2×365=

75 555(元/a)=7.6萬元/a。

同時(shí)，節(jié)約了操作時(shí)間，為班組優(yōu)化崗位(減少1名)創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)語(yǔ)

以上兩項(xiàng)技術(shù)改造是阜康能源對(duì)一次鹽水工序在生產(chǎn)運(yùn)行中結(jié)合自身特點(diǎn)的分析總結(jié)，這兩項(xiàng)改造推進(jìn)了一次鹽水的節(jié)能降耗工作，促進(jìn)了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

[1] 宋偉，王世剛，黃小虎，等.離子膜鹽水裝置的精細(xì)化控制[J].氯堿工業(yè)，2017,53(1)：4-7.