搬遷項(xiàng)目一次鹽水運(yùn)行總結(jié)

閆進(jìn)福，萬(wàn)江濤

(濱化集團(tuán)股份有限公司，山東 濱州 256619)

搬遷項(xiàng)目一次鹽水運(yùn)行總結(jié)

閆進(jìn)福*，萬(wàn)江濤

(濱化集團(tuán)股份有限公司，山東 濱州 256619)

化鹽；鹽水精制；異常處理；過(guò)濾器；膜法脫硝

介紹了濱化集團(tuán)股份有限公司一次鹽水搬遷后鹽水處理工藝發(fā)生的變化及其采用的預(yù)處理+鹽水過(guò)濾和鹽水直接過(guò)濾兩種生產(chǎn)工藝，分析了膜脫硝生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并根據(jù)實(shí)際問(wèn)題提出了具體解決方案，提高了裝置的運(yùn)行質(zhì)量。

濱化集團(tuán)位于山東省北部渤海之濱的濱州市，南鄰淄博，東鄰東營(yíng)，西與濟(jì)南接壤，處于山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)與省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈經(jīng)濟(jì)區(qū)結(jié)合部。目前濱化集團(tuán)化工分公司燒堿裝置生產(chǎn)能力44萬(wàn)t/a，化工分公司氯堿生產(chǎn)工藝分別為伍迪膜極距電解槽、氯工程膜極距電解槽、伍迪氧陰極電解槽，3套離子膜裝置共用一套一次鹽水處理工序。鹽水處理工序采用皮帶機(jī)上鹽、地下池化鹽的方式，預(yù)處理器+膜過(guò)濾工藝和無(wú)預(yù)處理+膜過(guò)濾工藝同時(shí)運(yùn)行，鹽水精制采用戈?duì)柲み^(guò)濾器。化工分公司搬遷項(xiàng)目一次鹽水裝置于2013年10月投產(chǎn)。目前，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，一次鹽水質(zhì)量?jī)?yōu)良。

1 原鹽情況

由于濱化集團(tuán)處于渤海之濱，原鹽資源豐富，沾化、濰坊、東營(yíng)等地的原鹽運(yùn)到濱化集團(tuán)不過(guò)100 km的路程，另外，濱化集團(tuán)下屬鹽場(chǎng)在在濱州市沾化區(qū)境內(nèi)，產(chǎn)原鹽50多萬(wàn)t/a。

濱化集團(tuán)共設(shè)有4臺(tái)化鹽池，開(kāi)3備1，便于日常清理鹽池內(nèi)鹽泥。

2 一次鹽水工藝基本流程[1]

2.1鹽水預(yù)處理+過(guò)濾工藝

2.2鹽水直接過(guò)濾工藝

還有一套無(wú)預(yù)處理器+過(guò)濾器鹽水精制工藝。就是從化鹽池流出的飽和氯化鈉溶液一部分直接進(jìn)入另一個(gè)粗鹽水池，在粗鹽水池中用泵輸送到前反應(yīng)罐加入碳酸鈉溶液，經(jīng)充分反應(yīng)后到后反應(yīng)罐再加入氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后的鹽水用泵直接送至鹽水過(guò)濾器，除去鈣鎂和其他大部分雜質(zhì)并調(diào)節(jié)pH值后，進(jìn)入一次鹽水儲(chǔ)罐，和預(yù)處理器+過(guò)濾器工藝處理后的鹽水一起輸送到鹽水二次精制工序，再經(jīng)二次精制，進(jìn)一步降低鹽水中鈣、鎂等雜質(zhì)含量后，合格的一次鹽水進(jìn)入超精鹽水儲(chǔ)罐，供離子膜裝置使用。

2.3鹽水過(guò)濾器

鹽水采用戈?duì)柲み^(guò)濾器過(guò)濾，具體過(guò)程為：粗鹽水通過(guò)進(jìn)液閥進(jìn)入過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)濾袋進(jìn)行過(guò)濾，清液經(jīng)上腔排出；過(guò)濾一段時(shí)間后，當(dāng)濾餅達(dá)到一定厚度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入反沖洗狀態(tài)，進(jìn)液閥、反沖閥、放氣閥按各自功能自動(dòng)切換，使濾餅脫離濾袋并沉降到過(guò)濾器的錐型底部，系統(tǒng)重新進(jìn)入過(guò)濾狀態(tài)；當(dāng)?shù)撞繛V渣達(dá)到一定高度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)排渣閥，將濾餅迅速排出。

兩套鹽水過(guò)濾系統(tǒng)分別采用ZF膜和戈?duì)朣ST膜，兩種膜采用聚四氟乙烯原料，經(jīng)特殊一次成型工藝制作而成，耐腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，過(guò)濾壓力低，過(guò)濾精度高，過(guò)濾面積大，過(guò)濾通量高。每臺(tái)過(guò)濾器過(guò)濾流量最高可達(dá)到80 m3/h，ρ(SS)保證值小于5×10-7，一般都在3×10-7左右。膜使用壽命長(zhǎng)，一般3年以上，戈?duì)朣ST膜可以更長(zhǎng)，預(yù)計(jì)5年，維修更換方便。

兩種工藝系統(tǒng)下產(chǎn)出的一次鹽水指標(biāo)無(wú)明顯差別，自2013年開(kāi)車(chē)至今，平均出膜鹽水指標(biāo)如下：w(Ca2+)，7.241×10-7；w(Mg2+)，8.6×10-9；w(Fe2+)+w(Fe3+)，1.84×10-8；w(Ni2+)，8.7×10-9；w(SiO2)，1. 049 5×10-6；w(Mn2+)，8.9×10-9；w(Ba2+)，1.654×10-8；w(Sr2+)，1.124 2×10-6；w(Al3+)，3.24×10-8。

3 一次鹽水運(yùn)行中遇到的問(wèn)題及解決措施

一次鹽水裝置自2013年10月開(kāi)車(chē)至今已運(yùn)行3.5年，隨著生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，生產(chǎn)、工藝、設(shè)備上一些問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。濱化集團(tuán)針對(duì)鹽水工序各步驟的生產(chǎn)狀況進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，總結(jié)出以下6點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

3.1預(yù)處理器浮上桶清液上升管結(jié)晶堵塞

預(yù)處理直徑達(dá)22 m，屬于現(xiàn)場(chǎng)制作設(shè)備，由于在制作過(guò)程中趕工期、制作水平、加工精度、地基下沉等因素，使得預(yù)處理器清液上升管出口不在同一個(gè)水平面上，造成清液出口管各路流量不均勻，開(kāi)車(chē)初期負(fù)荷相對(duì)較低，鹽水量較低，再加上浮上桶清液區(qū)內(nèi)的上升管露在鹽水外面，尤其是在氣溫較低的魯北地區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)有大量的鹽結(jié)晶形成，影響出料鹽水流量。時(shí)間久了造成鹽水偏流。利用電流調(diào)整降低運(yùn)行負(fù)荷的機(jī)會(huì)，測(cè)量鹽水出口中最低的出口管線高度。并以此為基準(zhǔn)，統(tǒng)一調(diào)整其他鹽水出口管高度。調(diào)整后，鹽水不再偏流。

3.2過(guò)濾器壓力偏高

過(guò)濾器正常操作壓力在0.08 MPa以下，當(dāng)過(guò)濾器壓力升高到0.065 MPa以上時(shí)，將影響過(guò)濾器鹽水流量，也會(huì)降低過(guò)濾器酸洗周期，縮短膜的使用壽命。目前，濱化集團(tuán)過(guò)濾器膜過(guò)濾壓力均在0.065 MPa以下，酸洗周期一般控制在一個(gè)月以上。

分析影響膜過(guò)濾壓力的因素得知：造成膜過(guò)濾壓力升高的原因主要是膜孔堵塞。造成膜孔堵塞的元素是鹽中含有鈣、鎂、鐵、鋁、硅等離子和水不溶物等雜質(zhì)，以及原鹽中的鈣鎂比例偏低。鈣鎂比例偏低，影響CaCO3結(jié)晶在膜表面形成架橋助濾層，導(dǎo)致小顆粒的Mg(OH)2結(jié)晶體直接進(jìn)入膜內(nèi)部，堵塞微孔，影響過(guò)濾。

(1)嚴(yán)格控制原鹽中的鈣鎂比例。

(2)嚴(yán)格控制碳酸鈉和氫氧化鈉的過(guò)堿量。

(3)嚴(yán)格控制鹽水溫度在50 ℃左右。

3.3精制劑及分析偏差

搬遷裝置剛剛開(kāi)車(chē)不久，化驗(yàn)分析一次鹽水中鈣鎂離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，達(dá)到1.2×10-6。提高過(guò)堿量后，經(jīng)化驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)：鹽水中的鈣鎂離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍超過(guò)1.0×10-6，且無(wú)明顯降低。而且取樣化驗(yàn)分析顯示過(guò)堿量分析值并不低。檢查過(guò)濾器，無(wú)破膜；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)亞硫酸鈉含量高。目前，濱化集團(tuán)所用的淡鹽水脫氯方式為真空脫氯，真空脫氯后的淡鹽水中仍殘余有少量游離氯，加入適量的亞硫酸鈉去除其中的殘余游離氯后，送往一次鹽水工序作為化鹽水使用。離子膜開(kāi)車(chē)初期，離子膜淡鹽水在脫氯過(guò)程中加入的亞硫酸鈉過(guò)多，導(dǎo)致化鹽水中的亞硫酸鈉含量過(guò)多。在采用滴定法檢查鹽水中過(guò)碳酸鈉及過(guò)氫氧化鈉含量時(shí)，反應(yīng)掉一部分鹽酸，影響了過(guò)堿量的分析；但是，實(shí)際粗鹽水中過(guò)碳酸鈉遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于分析值，導(dǎo)致粗鹽水中的鈣鎂反應(yīng)不完全。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,濱化集團(tuán)立即嚴(yán)格控制脫氯淡鹽水中亞硫酸的加入量，并且在化驗(yàn)分析過(guò)堿量時(shí)，首先在取樣中加入適量的藥品，除掉鹽水中的亞硫酸鈉，從而使化驗(yàn)分析得出的結(jié)果趨于真實(shí)值。

3.4精制劑精確控制

保證一次鹽水質(zhì)量，保持鹽水中一定的過(guò)堿量是降低精鹽水中鈣鎂離子含量所需。長(zhǎng)期以來(lái)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況控制精鹽水中的NaOH(質(zhì)量濃度為0.2～0.4 g/L)和NaCO3(其質(zhì)量濃度為0.6～0.7 g/L)在過(guò)量狀態(tài)。為保證精鹽水中過(guò)堿量達(dá)標(biāo)，粗鹽水折流槽出口NaOH的質(zhì)量濃度控制在0.2～0.4 g/L，過(guò)濾器出口鹽水中Mg2+的質(zhì)量濃度控制在0.01 mg/L以下。次氯酸鈉加入量對(duì)鹽水也產(chǎn)生一定的影響，次氯酸鈉加入量為100 m3的鹽水加入次氯酸鈉20 L左右，要求出預(yù)處理器的鹽水中的游離氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3×10-6。

3.5撓性閥易損、噪聲大

每臺(tái)戈?duì)柲み^(guò)濾器有進(jìn)液閥、反沖閥、排渣閥、進(jìn)氣閥4臺(tái)撓性閥。由于撓性閥內(nèi)膽屬于橡膠制品，有一定的可塑性，經(jīng)長(zhǎng)期使用，內(nèi)膽在儀表空氣壓力下長(zhǎng)期保持一個(gè)形狀，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)膽變形；另外，撓性閥在安裝時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，在長(zhǎng)期作用下，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)膽在薄弱處撕裂。在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，撓性閥內(nèi)膽平均壽命約在8個(gè)月左右，到期或者損壞后必須更換，否則影響正常生產(chǎn)，或者出現(xiàn)物料泄漏。而且，在安裝過(guò)程中，如果未能完全消除應(yīng)力，壽命會(huì)進(jìn)一步縮短，無(wú)形中為企業(yè)增加了生產(chǎn)成本。并且，在日常生產(chǎn)過(guò)程中，撓性閥的開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲。

濱化集團(tuán)在保證原工藝不變的前提下，將進(jìn)液閥改為襯氟蝶閥。自2013年11月改為襯氟蝶閥至今，已使用3年，效果良好，沒(méi)有出現(xiàn)任何損壞。隨著其他撓性閥的不斷損壞，濱化集團(tuán)逐漸把撓性閥全部更換為襯氟蝶閥，節(jié)約了大量更換撓性閥內(nèi)膽的成本費(fèi)用以及施工費(fèi)用。

3.6淡鹽水脫硝膜工作壓力升高

濱化集團(tuán)對(duì)膜處理系統(tǒng)進(jìn)行分段取樣檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行一段時(shí)間后，一些雜質(zhì)離子富集。經(jīng)討論研究，濱化集團(tuán)分別用酸性水和用堿性鹽水沖洗膜，膜性能得到很好恢復(fù)。目前，膜已經(jīng)運(yùn)行了3年零5個(gè)月，各項(xiàng)指標(biāo)均處在合格范圍以內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

[1] 程殿彬，陳伯森，施孝奎.離子膜法制堿生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998:412-432.

[2] 宋紹勇，宋作強(qiáng).膜法除硝系統(tǒng)介紹[J].氯堿工業(yè)，2012,48(8)：10-12.

[編輯：費(fèi)紅麗]

Summaryofprimarybrineoperationinarelocationproject

YANJinfu，WANJiangtao

(Befar Group Co., Ltd., Binzhou 256619, China)

salt dissolving; brine refining; troubleshooting; filter; membrane-process sulfate removal

After Befar Group Co., Ltd. relocated primary brine facility, the process for brine refinement changed, and two kinds of production process, i.e. pretreatment followed by filtration, and direct filtration, were taken. The changes and the two kinds of production process were introduced. The problems occurred in sulfate removal by membrane process were analyzed. Solutions were proposed, thus improving the running quality of the facility.

TQ114.261

B

1008-133X(2017)08-0006-03

閆進(jìn)福 (1971—)，男，工程師，現(xiàn)任濱化集團(tuán)股份有限公司化工分公司氯堿車(chē)間主任，曾發(fā)表論文數(shù)篇。

2017-05-12