工業(yè)鹽質(zhì)量的影響因素及對(duì)策

胡 旭，林 楓，陳鵬飛，馮文忠

（安徽華塑股份有限公司，安徽定遠(yuǎn)233290）

安徽華塑股份有限公司（簡(jiǎn)稱華塑公司）氯堿廠制鹽車(chē)間設(shè)計(jì)產(chǎn)能60 萬(wàn)t/a，為燒堿車(chē)間提供電解所需的工業(yè)鹽，并副產(chǎn)元明粉。生產(chǎn)的工業(yè)鹽通過(guò)離心機(jī)甩干后通過(guò)皮帶直接進(jìn)入化鹽池，化鹽后的精鹽水泵至燒堿一次鹽水工序供電解使用，工業(yè)鹽中硫酸根含量的多少直接影響電解電流效率及離子膜的使用壽命。為控制工業(yè)鹽中的硫酸根含量，華塑公司氯堿廠制鹽車(chē)間通過(guò)不斷摸索，在借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，做出一系列改進(jìn)，經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行檢驗(yàn)，效果較好。

1 鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝

真空制鹽工藝的重點(diǎn)就是鹽硝分離，析硝的強(qiáng)弱直接決定真空制鹽鹽質(zhì)的好壞，其原理就是利用NaCl 和Na2SO4在30～120 ℃之間，溶解度隨溫度變化而逆反，即利用高溫下NaCl 的溶解度大，Na2SO4的溶解度小，低溫下NaCl 溶解度小，而Na2SO4的溶解度大，把蒸發(fā)罐內(nèi)的Na2SO4接近飽和的母液抽出，在低溫下閃蒸而析鹽，并使Na2SO4濃縮到飽和再把低溫析鹽后的母液預(yù)熱到高溫，在高溫下蒸發(fā)而析硝，析硝后的母液循環(huán)利用于制鹽提硝。氯化鈉-硫酸鈉溶解度曲線圖見(jiàn)圖1，其工藝路線簡(jiǎn)述如下。

圖1 氯化鈉-硫酸鈉溶解度曲線圖

礦區(qū)凈化后的精鹵與電解裝置來(lái)的淡鹽水匯入精鹵桶V201，由加料泵P200 經(jīng)預(yù)熱器HE206、板式預(yù)熱器HE207 預(yù)熱后，一部分送至鹽腳SL205、SL204、SL203、SL202、SL201 做淘洗水，另一部分送至板式預(yù)熱器HE2O8 繼續(xù)預(yù)熱。預(yù)熱后一部分送至EV204 蒸發(fā)罐下循環(huán)管加料，一部分送至預(yù)熱器HE209 預(yù)熱。預(yù)熱后的鹵水一部分送至EV203 蒸發(fā)罐下循環(huán)管加料，另一部分送至預(yù)熱器HE210 預(yù)熱。預(yù)熱后一部分送至EV202 蒸發(fā)罐下循環(huán)管加料，一部分再經(jīng)預(yù)熱器HE211、HE212 換熱后送至EV201 蒸發(fā)罐下循環(huán)管加料。蒸汽通過(guò)HE-201 加熱一效鹵水，產(chǎn)生的二次蒸汽逐效加熱下一效鹵水，末效二次蒸汽管與大氣冷凝器相連，利用二次蒸汽與水接觸發(fā)生的體積變化來(lái)造成真空，逐效形成壓力階梯。壓力的降低降低了料液的沸點(diǎn)，因此，料液在各效蒸發(fā)罐內(nèi)劇烈沸騰蒸發(fā)結(jié)晶而形成鹽漿匯集在鹽腳，其母液經(jīng)溢流盤(pán)管在壓差作用下自EV201 轉(zhuǎn)至EV202 下循環(huán)管，EV202 的母液經(jīng)溢流盤(pán)管轉(zhuǎn)至EV203 下循環(huán)管，EV203 的母液經(jīng)溢流盤(pán)管轉(zhuǎn)至EV204 下循環(huán)管，EV204 的母液溢流后經(jīng)轉(zhuǎn)料泵P207 加壓后進(jìn)入EV205 的下循環(huán)管。

EV205 蒸發(fā)罐清液通過(guò)溢流盤(pán)管經(jīng)母液循環(huán)泵P300 加壓，少量母液外排至廢水池，大部分經(jīng)預(yù)熱器HE305、HE306、HE307 三級(jí)換熱后進(jìn)入EV301蒸發(fā)罐下循環(huán)管。低壓蒸汽通過(guò)HE-301 加熱EV301 鹵水，在約100 ℃的條件下，母液急劇沸騰，硫酸鈉過(guò)飽和析出匯集在硝腳。產(chǎn)生的二次蒸汽作為預(yù)熱器的熱源，EV303 與大氣冷凝器相連提供真空。EV301 的母液經(jīng)溢流盤(pán)管在壓差作用下轉(zhuǎn)至EV302 閃發(fā)罐，EV302 料液經(jīng)溢流盤(pán)管在壓差作用下轉(zhuǎn)至EV303 閃發(fā)罐閃發(fā)降溫。EV303 的料液經(jīng)溢流盤(pán)管在壓差作用下和SL302、SL303 排料管排出的料液經(jīng)轉(zhuǎn)料泵P304 加壓轉(zhuǎn)入EV205 的上循環(huán)管，在EV205 蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)結(jié)晶，完成料液的循環(huán)。

由 鹽 腳SL201、SL202、SL203、SL204、SL205 排出的鹽漿自壓排入鹽漿桶V401，經(jīng)鹽漿泵P401 送入鹽增稠器TH401 增稠，再由排料裝置SP407 排入離心機(jī)CF401 進(jìn)行固液分離。硝漿由硝腳SL301 排入硝漿桶V501，經(jīng)硝漿泵P501 送入硝增稠器TH501 增稠，再由排料裝置SP507 排入離心機(jī)CF501 進(jìn)行固液分離。

2 控制鹽質(zhì)的關(guān)鍵因素及對(duì)策

（1）各效蒸發(fā)罐的溫度

各效蒸發(fā)罐的溫度通過(guò)不凝氣管道閥門(mén)的開(kāi)度調(diào)節(jié)各效的壓力范圍，在各效的壓力范圍內(nèi)每個(gè)壓力對(duì)應(yīng)一個(gè)料液沸騰溫度，使當(dāng)效蒸發(fā)罐中的鹵水在過(guò)熱的條件下劇烈沸騰，料液被不斷濃縮，氯化鈉始終處于飽和狀態(tài)而不斷析出。根據(jù)NaCl-Na2SO4-H2O 三元體系不同溫度飽和溶解度表，在整個(gè)過(guò)程中，硫酸鈉雖然一直被濃縮，但因溫度一直在降低，溶解度增大而不析出，至接近飽和狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)入硝系統(tǒng)，在硝系統(tǒng)析出，制鹽車(chē)間各罐操作溫度控制表見(jiàn)表1。

表1 各效蒸發(fā)罐溫度控制表

（2）各效中硫酸鈉含量的控制

在各效壓力控制在參數(shù)范圍內(nèi)后，隨著料液的不斷濃縮，蒸發(fā)罐中硫酸鈉濃度不斷增加，通過(guò)分析確定各效硫酸鈉含量，根據(jù)硫酸鈉含量適當(dāng)調(diào)整向后一效的轉(zhuǎn)料量，在后一效較低的溫度下，硫酸鈉仍然不析出；如因該效蒸發(fā)量過(guò)大，而轉(zhuǎn)料量未及時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)，出現(xiàn)硫酸鈉含量超出該效硫酸鈉含量設(shè)定范圍，如在EV205 中，因料液被濃縮了很多倍，最高能達(dá)到65 g/L 以上，根據(jù)氯化鈉和硫酸鈉在48 ℃水鹽體系相圖進(jìn)行等溫蒸發(fā)分析，硫酸鈉在63.8 g/L時(shí)已達(dá)到飽和，此時(shí)可采用臨時(shí)增加淘洗量的方法處理，同時(shí)開(kāi)大進(jìn)料量、母液循環(huán)量及母液外排量，直至硫酸鈉含量降至參數(shù)范圍內(nèi)；如硫酸鈉含量仍然降不下來(lái)，工業(yè)鹽中硫酸根含量有增加趨勢(shì)時(shí)，排放一部分料液至母液池，進(jìn)新鮮鹵置換處理；各效蒸發(fā)罐硫酸鈉控制指標(biāo)見(jiàn)表2。

（3）淘洗的作用

在HE207 預(yù)熱器后接淘洗鹵管道至各效排鹽鹽腳及排鹽管線上，給排鹽加淘洗，有4 個(gè)作用：一是使用較低硫酸鈉濃度的鹵水對(duì)含高硫酸鈉濃度的鹵水進(jìn)行置換，從而降低排鹽時(shí)的硫酸鈉含量，并回溶因硫酸鈉含量控制不佳造成的硫酸鈉析出，從而控制鹽質(zhì)；二是使用較低溫度的涼鹵水置換熱鹵水，在增加硫酸鈉溶解度的同時(shí)回收部分熱能；三是有利于融化部分較細(xì)小的鹽顆粒，浮選較大的鹽顆粒，利于鹽質(zhì)的穩(wěn)定；四是降低鹽漿的粘度，利于鹽的順利排出。

（4）適當(dāng)?shù)哪敢和馀?/p>

因鹵水中不可避免的Ca2+、Mg2+、有機(jī)物等雜質(zhì)的存在，在蒸發(fā)過(guò)程中，雜質(zhì)被不斷濃縮。為平衡系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)，防止雜質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)以硫酸鈣、硫酸鎂等形式析出影響鹽質(zhì)，或者結(jié)垢、堵塞管道，在P304泵后接一根母液外排管排放部分母液；母液外排量過(guò)大，雖然暫時(shí)保證了鹽質(zhì)，但因排放過(guò)飽和高溫母液，產(chǎn)量會(huì)受較大影響，增加了鹵水消耗及了蒸汽消耗。排小了容易造成雜質(zhì)及硫酸鈉含量持續(xù)上升，導(dǎo)致鹽質(zhì)不合格。因此在綜合考慮鹽質(zhì)、氣耗、鹵耗情況下，母液外排量主要根據(jù)EV205 蒸發(fā)罐中硫酸鈉含量調(diào)節(jié)，目前，華塑公司制鹽車(chē)間母液外排閥門(mén)開(kāi)度控制在15%，外排流量控制在8 m3/h 左右。

表2 各效蒸發(fā)罐硫酸鈉控制指標(biāo)

（5）排鹽溫度

40 ℃以上時(shí)，硫酸鈉的溶解度隨著溫度上升而降低，1 至3 效料液溫度平均在90 ℃以上，排鹽溫度過(guò)高，與來(lái)自4 效、5 效的鹽漿混合后，因4 效、5效鹽漿中硫酸鈉含量比較高，鹽漿在鹽漿桶混合溫度過(guò)高造成硫酸鈉因溶解度降低而析出，進(jìn)而造成鹽質(zhì)不合格。目前該公司控制排鹽溫度在30～60 ℃。

（6）原鹵中硫酸鈉含量

當(dāng)原鹵中硫酸鈉含量上升較多時(shí)，各效中硫酸鈉含量隨之上升，造成各效硫酸鈉含量偏離指標(biāo)，超出指標(biāo)較多時(shí)，也會(huì)造成鹽質(zhì)波動(dòng)。析硝系統(tǒng)析硝能力有限，系統(tǒng)硫酸鈉因不及時(shí)析出而在EV205富集，造成EV205 硫酸鈉含量上升而影響鹽質(zhì)，此時(shí)必須增加母液外排量以平衡硫酸鈉含量。

3 結(jié)語(yǔ)

每個(gè)企業(yè)面臨的情況不盡相同，影響鹽質(zhì)的因素也各不相同，因生產(chǎn)環(huán)境的變化，還會(huì)不斷有新的問(wèn)題產(chǎn)生。只有結(jié)合各自企業(yè)的特點(diǎn)制定措施，才是抓住了工藝控制的根本，才能從根本上穩(wěn)定生產(chǎn)，控制鹽質(zhì)，進(jìn)而保證下游工序正常使用。