劉 超

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司首期燒堿裝置于2005 年投產(chǎn)，截至2017 年燒堿產(chǎn)能達(dá)50 萬t。該公司全部采用離子膜法制堿工藝，隨著燒堿產(chǎn)能提升，一次鹽水工序也在原有建設(shè)基礎(chǔ)上，通過設(shè)備換代、技術(shù)革新、采用新工藝提高鹽水產(chǎn)能來滿足生產(chǎn)需求，目前形成預(yù)處理器+凱膜、陶瓷膜共同運(yùn)行的模式。較預(yù)處理器+凱膜生產(chǎn)模式，陶瓷膜鹽水精制系統(tǒng)的流程明顯縮短，設(shè)備數(shù)量、體積也大幅度減少，占地和建筑相應(yīng)投資減少且對原鹽的指標(biāo)要求低于預(yù)處理器+凱膜系統(tǒng)，通過陶瓷膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)凱膜預(yù)處理器產(chǎn)能，符合該公司當(dāng)前“吃粗糧”、降成本的發(fā)展要求。

1 無機(jī)膜過濾系統(tǒng)

1.1 工藝流程介紹

來自粗鹽水儲槽的鹽水按工藝要求加入氫氧化鈉，用加壓泵各自送入前反應(yīng)槽，并按工藝要求加入精制劑碳酸鈉后進(jìn)入后反應(yīng)桶，在反應(yīng)槽中發(fā)生精制反應(yīng)，碳酸鈉與粗鹽水中的鈣離子完全反應(yīng)生成碳酸鈣結(jié)晶沉淀，氫氧化鈉與粗鹽水中的鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂膠體沉淀。完成精制反應(yīng)的粗鹽水自流進(jìn)入中間槽再加入次氯酸鈉，然后用無機(jī)膜過濾供料泵經(jīng)粗鹽水過濾器濾除大于1.0 mm 的機(jī)械雜物后送往無機(jī)膜過濾單元。

無機(jī)膜過濾單元采用3 級串聯(lián)“錯流”過濾方式，由膜過濾進(jìn)料泵送來的粗鹽水料液進(jìn)入粗過濾器經(jīng)循環(huán)罐、膜過濾循環(huán)泵先送入無機(jī)膜過濾器一級過濾組件過濾，一級組件出來的濃縮液進(jìn)入二級過濾組件過濾；二級過濾組件出來的濃縮液進(jìn)入三級過濾組件過濾。自無機(jī)膜過濾器三級過濾組件濃縮液出口流出的濃縮鹽水按比例和濃度排出一小部分進(jìn)入鹽泥池，其余的回到循環(huán)罐與供料泵送來的粗鹽水混合，用于調(diào)整進(jìn)料液的固液比，實現(xiàn)控制濃縮液含固量和保證膜面流速的目的，然后經(jīng)過濾循環(huán)泵回到無機(jī)膜過濾器內(nèi)循環(huán)過濾。各級過濾組件過濾出的精制過濾鹽水通過無機(jī)膜過濾器各級滲透清液出口管線排出，在靜態(tài)混合器加入亞硫酸鈉消除游離氯后加鹽酸調(diào)整pH 值，合格后的精鹽水進(jìn)入原系統(tǒng)的一次鹽水。

1.2 運(yùn)行程序

運(yùn)行程序包含粗過濾器過濾和反沖、無機(jī)膜過濾器滲透和反沖、反沖罐補(bǔ)液程序。其中，達(dá)到計時器結(jié)束時，粗過濾器逐個反沖。反沖時間間隔可根據(jù)運(yùn)行情況更改。

1.3 陶瓷膜正常滲透和反沖系統(tǒng)

滲透狀態(tài)：無機(jī)膜過濾器正常運(yùn)行狀態(tài)：一級滲透液閥、二級滲透液閥、三級滲透液開啟；一級反沖閥、二級反沖閥、三級反沖閥、膜排氣閥關(guān)閉。

反沖系統(tǒng)：共三級滲透，每級滲透均由各自滲透側(cè)出液。

一級滲透反沖：一級滲透液閥關(guān)、一級反沖閥開，反沖后一級滲透液閥開、一級反沖閥關(guān)；

二級滲透反沖：二級滲透液閥關(guān)、二級反沖閥開，反沖后一級滲透液閥開、二級反沖閥關(guān)；

三級滲透反沖：三級滲透液閥關(guān)、三級反沖閥開，反沖后三級滲透液閥開、三級反沖閥關(guān)。

（注：各級反沖時間可根據(jù)實際運(yùn)行情況調(diào)整，一般控制在5～8 s）

補(bǔ)液程序：補(bǔ)液條件直接取決于反沖罐液位，即反沖罐液位的報警值設(shè)定后通過聯(lián)鎖程序來確定補(bǔ)液。補(bǔ)液前補(bǔ)壓閥門關(guān)閉，泄壓閥門打開。反沖罐補(bǔ)液程序啟動，補(bǔ)液自動閥控制。

2 陶瓷膜聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

為確保證陶瓷膜安全平穩(wěn)運(yùn)行并保護(hù)本體膜管，延長陶瓷膜運(yùn)行時間及膜管使用壽命，通過生產(chǎn)運(yùn)行總結(jié)對陶瓷膜的自動運(yùn)行設(shè)置了相應(yīng)的聯(lián)鎖裝置。鹽水陶瓷膜控制聯(lián)鎖見表1。

表1 鹽水陶瓷膜控制聯(lián)鎖

3 運(yùn)行特點

3.1 優(yōu)勢

（1）工藝流程短，節(jié)省占地及費(fèi)用，采用該技術(shù)，整個鹽水精制系統(tǒng)的流程大幅縮短，設(shè)備也大幅減少，占地和建筑面積小。該技術(shù)特別適用于改擴(kuò)建項目或擴(kuò)產(chǎn)項目，利用現(xiàn)有鹽水裝置的閑置場地及廠房、建筑，就能夠完成一次鹽水增產(chǎn)的目的。

（2）過濾鹽水質(zhì)量高，陶瓷膜過濾精度高，由于無機(jī)膜平均過濾孔徑為40 nm，且孔徑分布窄，過濾后鹽水中的Ca2++Mg2+≤1 mg/L、SS≤0.5×10-6，鹽水質(zhì)量穩(wěn)定。

3.2 缺陷或不足

（1）酸洗操作時間長、操作繁瑣，陶瓷膜酸洗操作時為保證酸洗效果，在酸進(jìn)入陶瓷膜酸循環(huán)一定時間后逐級打開滲透下排液閥，酸洗單個機(jī)腔，酸洗前后還要逐級進(jìn)行水洗操作，大大增加了操作的繁瑣與勞動量。

（2）線性雜物易堵塞膜管進(jìn)口，影響膜組正常運(yùn)行，原鹽中附帶的許多雜物，如草根、石渣、木屑、纖維網(wǎng)絲等，在進(jìn)膜之前均安裝粗過濾器進(jìn)行攔截。粗過濾器濾網(wǎng)攔截1 mm 孔徑以上雜物，但如草根、纖維網(wǎng)絲等細(xì)長線狀雜物會有部分通過濾網(wǎng)進(jìn)入膜體。而細(xì)小絲狀物在進(jìn)入通道與碳酸鈣等形成搭橋，從而堵塞膜通道逐漸堵塞膜進(jìn)口，造成陶瓷膜進(jìn)口壓力增加、循環(huán)量減小、產(chǎn)量下降。

（3）陶瓷膜裝置的潛在風(fēng)險，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、膜管老化或破損造成鹽水指標(biāo)不合格，單機(jī)檢修時間長。

4 結(jié)語

無機(jī)陶瓷膜過濾工藝流程短，生產(chǎn)合格鹽水周期短，短時間內(nèi)就可快速彌補(bǔ)鹽水供應(yīng)不足問題；預(yù)處理系統(tǒng)抗泥沙不溶物性能力強(qiáng)，在鹽中不溶物較多時短暫提高預(yù)處理器運(yùn)行量防止陶瓷膜堵塞淤積。如何發(fā)揮陶瓷膜短流程生產(chǎn)優(yōu)勢，與傳統(tǒng)處理系統(tǒng)形成產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)，降低一次鹽水運(yùn)行成本，維持生產(chǎn)的高效、可靠性是關(guān)鍵。通過運(yùn)行摸索，該生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯。