一次鹽水生產優(yōu)化運行總結

劉 超，劉賀東

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山063305）

唐山三友氯堿有限責任公司離子膜燒堿裝置自2005年投產以來，產能逐年提升，目前燒堿產能達53.5萬t/a。隨著燒堿產能提升，一次鹽水工藝在產能提升工程中也對原有工藝進行改造和優(yōu)化，形成凱膜、陶瓷膜共同運行的模式。在鹽水產能提升過程中，不但從設備選型上朝著大型化、工藝操作自動化方向發(fā)展，而且在原有工藝基礎上通過采取在線監(jiān)控、在線分析、工藝小改等手段保障裝置高效運行。

1 HVM膜撓性閥改為鈦切斷閥，解決撓性閥故障率高的問題

HVM膜過濾器為鹽水工序去除鈣離子的核心設備，過濾程序由PLC控制，各撓性閥按功能自動切換，為保持膜的過濾效率，鹽水精制過程中HVM膜過濾器需通過反沖排渣將附著在HVM膜表面的碳酸鈣雜質沖掉，HVM膜反沖時間為30 min/次。HVM膜所用程控閥為撓性閥，主體材質為橡膠，頻繁開關造成撓性閥變形或破損，撓性閥內膽變形造成HVM膜進液不暢、反沖排渣效果差，降低凱膜利用率，并且由于撓性閥結構特殊容易造成閥門漏氣現(xiàn)象，造成儀表氣浪費，影響鹽水過濾器的正常運行，嚴重時鹽水產量將會受限，從而增加企業(yè)的運行成本，降低生產效益。為降低生產成本和保證鹽水產量，該公司經過綜合評估決定將HVM膜過濾器程控的撓性閥更換為鈦材切斷閥。切斷閥使用原有撓性閥的氣源及控制電纜，控制程序不變。

HVM膜所屬的程控撓性閥更換為鈦切斷閥后，經過近一年的運行未出現(xiàn)過檢修及更換情況，使用狀況良好。

2 通過關聯(lián)參數(shù)設置自動化調節(jié)，優(yōu)化控制提高自動化

陶瓷膜出液鹽水流量與鹽酸加入量串級調節(jié)，做到精制劑加入實時調控、優(yōu)化指標控制。

無機陶瓷膜過濾器在長時間的運行后，碳酸鈣、氫氧化鎂及藻類附著在膜表面導致通量變化、過濾能力下降。為使膜的過濾通量得到恢復、生產能力達到起始狀態(tài)，需對陶瓷膜進行膜再生處理。再生處理的方式有物理反沖和化學清洗兩種。物理反沖是采用過濾后的精制鹽水經過反沖罐由壓縮空氣加壓后對膜表面進行瞬間反向沖洗，將膜面附著的碳酸鈣、氫氧化鎂等附著物清除，使陶瓷膜通量增大，過濾能力得以恢復。陶瓷膜一二三級逐級反沖時，滲透液出液閥會逐級關閉，精制后的鹽水流量會降低，調節(jié)pH值的鹽酸加入閥門需要人為干預，以保證鹽酸pH值的穩(wěn)定。

由于反沖頻繁且時間短，人為干預較為困難，為避免因陶瓷膜反沖時造成陶瓷膜出液pH值波動大或不合格，通過將陶瓷膜加酸調節(jié)閥與陶瓷膜一二三級的出液總流量設置關聯(lián)控制，即：鹽酸加入量/陶瓷膜一二三級過濾鹽水出液總量=K系數(shù)，為提高精確度K系數(shù)小數(shù)點后保留4位數(shù)。日常生產時DCS根據(jù)陶瓷膜出液pH值可調整K系數(shù)調節(jié)加酸量，若陶瓷膜出現(xiàn)生產波動或開停車，DCS負責解除關聯(lián)控制關系，手動控制加酸量；待生產平穩(wěn)后再設置關聯(lián)控制。

3 在線監(jiān)控儀表使用，做到實時監(jiān)測

一次鹽水精制過程中，粗鹽水除Ga2+工藝是依靠在粗鹽水中加入一定濃度的Na2CO3溶液，使其與粗鹽水中的Ga2+反應生成GaCO3沉淀，再經過HVM膜過濾器或陶瓷膜過濾器過濾除去。粗鹽水精制除Mg2+工藝是依靠在粗鹽水中加入精制劑NaOH，使其與Mg2+離子反應生成Mg（OH）2，再經過預處理器上排泥去除。鹽水中過堿量（過量氫氧化鈉、過量碳酸鈉）直接影響Na2CO3與Ga2+、NaOH與Mg2+是否充分反應，Ga2+、Mg2+是否有效的被除去。一次鹽水的質量直接決定螯合樹脂塔的運行周期，更嚴重的可能會使螯合樹脂失去吸附能力，使Ga2+、Mg2+離子直接進入電解槽，對離子膜造成不可逆損傷。一次鹽水生產過程中控制關鍵的指標：（1）過堿量（過量氫氧化鈉、過量碳酸鈉）；（2）一次鹽水鈣、鎂含量；傳統(tǒng)的檢測方法還是依賴人工滴定進行檢測，無法實時監(jiān)測，存在滯后性及客觀差異性等諸多問題。

在線過堿分析儀的使用可以更加準確、有效地監(jiān)控過堿量變化，并以在線鈣鎂分析儀分析結果為參考，將分析數(shù)值遠傳至DCS畫面，DCS通過對在線分析儀數(shù)據(jù)的變化進行分析，及時發(fā)現(xiàn)并糾正偏離控制的軌跡，優(yōu)化一次鹽水生產過程指標控制、節(jié)約精制劑的使用，降低生產成本的同時有效保障鹽水Ga2+、Mg2+指標合格穩(wěn)定，最大限度減輕螯合樹脂塔的處理壓力。

4 結語

一次鹽水生產較為粗放，通過在生產中不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題，逐步提升鹽水生產設備的性能及控制水平，降低一次鹽水運行成本，保持生產的高效、可持續(xù)性。