MVR制硝裝置運行總結

張忠瑞

(安徽華塑股份有限公司，安徽 定遠 233200)

2019年10月安徽華塑股份有限公司二期燒堿裝置建成投產，因真空制鹽裝置工業(yè)鹽產能不足，補充了部分鹵水，采用摻鹵工藝，而鹵水中硫酸根含量偏高，因此，配套建設了膜法脫硝和元明粉制備裝置，其中元明粉裝置采用了MVR制備工藝。

MVR制硝工藝是目前國內較先進的工藝之一，主要原理是將蒸發(fā)罐產出的低壓二次蒸汽利用蒸汽壓縮機提高壓力后返回加熱室供蒸發(fā)罐重復利用。MVR制硝工藝相比真空蒸發(fā)工藝，占地面積小、蒸汽消耗低、節(jié)省循環(huán)水，符合國家能源和環(huán)保政策要求，也是相關行業(yè)今后發(fā)展的方向之一。

1 制硝工藝及開車

1.1 MVR制硝工藝

MVR制硝工藝流程如圖1所示。

圖1 MVR制硝工藝流程簡圖Fig.1 Process flow of MVR for producing sodium sulfate

1.2 開車

1.2.1 開車前準備

向洗滌塔 U 形虹吸管、冷凝水罐、蒸汽洗滌塔加脫鹽水至工作液位，啟動冷凝水循環(huán)泵、洗滌塔循環(huán)泵。開啟溶硝桶進液閥門，開啟溶硝桶溢流管至硝液桶進液閥門，待溶硝桶冷凝液進至工作液位(溢流口)，啟動攪拌器；待硝液桶液位達到70%后，向強制循環(huán)蒸發(fā)器進料；待液位上升至55%時，啟動蒸發(fā)器循環(huán)泵。

1.2.2 MVR系統(tǒng)開車

手動調節(jié)生蒸汽進口閥門開度，生蒸汽進入強制循環(huán)加熱室，逐步提升蒸發(fā)器料液的溫度至沸騰，并穩(wěn)定生成二次蒸汽供蒸汽壓縮機運行使用。蒸發(fā)器運行穩(wěn)定后，確認蒸汽冷凝水系統(tǒng)和蒸汽洗滌塔系統(tǒng)均運行正常，再啟動蒸汽壓縮機。根據壓縮機進口壓力逐步調整電動機變頻器頻率，提高壓縮機的轉速，使壓縮機的吸入壓力始終保持為大氣壓。根據壓縮機運行參數(shù)逐漸減少生蒸汽流量，工況穩(wěn)定后將生蒸汽調節(jié)閥投入自動，與蒸發(fā)器壓力進行聯(lián)鎖，只需補充少量生蒸汽維持壓縮機穩(wěn)定運行。

1.2.3 投料運行

MVR系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，向溶硝桶進芒硝，利用MVR系統(tǒng)外排蒸汽冷凝水和桶內攪拌器溶解芒硝，溶解形成的飽和硫酸鈉溶液溢流進入硝液桶，硝液桶液位至60%后啟動硝液泵將硝液經過換熱器與冷凝水換熱后進入蒸發(fā)器。硫酸鈉溶液在蒸發(fā)器內循環(huán)加熱，料液持續(xù)蒸發(fā)、濃縮、結晶。

1.2.4 離心干燥

當檢測到蒸發(fā)器料液有固液比時，提前啟動干燥系統(tǒng)進行預熱。當固液比≥7%時，開啟離心機，從鹽腿向離心機進硝漿，在離心機的作用下，硫酸鈉結晶和溶液進行分離。分離后的溶液進入離心母液槽緩沖，通過離心母液泵返回蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)； 經過離心機分離后的含水3%硫酸鈉晶體送入干燥系統(tǒng)干燥后得成品。

2 改造

2019年MVR制硝裝置試運行過程中出現(xiàn)了一些影響生產穩(wěn)定運行的問題，部分問題經過改造完善后得到解決。

2.1 管道布局改造

硫酸鈉溶液易結晶，在運行過程中頻繁出現(xiàn)硫酸鈉結晶堵管問題。

(1)將硫酸鈉溶液管線直角彎頭改為鈍角彎頭，水平鋪設管線改為傾斜鋪設，提高介質在管道中的流動性和減少管道內介質殘留。

(2)停車時要保證料液管線管道沖刷干凈或排空，防止料液結晶堵塞管道。并在加料管線下循環(huán)管處加裝低壓蒸汽旁通，用于停車和緊急停車反吹加料。

(3)在硝漿泵的進出口設沖洗水管線，并時實監(jiān)控硝漿泵出口溫度。溫度低于38 ℃時，加大進口沖洗水流量或加大溶硝冷凝水補水量。

2.2 母液外排改造

原設計離心母液通過離心母液泵返回下循環(huán)管重新進入蒸發(fā)系統(tǒng)，因富硝液含氯化鈉(210±10)g/L，蒸發(fā)濃縮后氯化鈉不斷富集，同時由于離心母液未經處理回收至系統(tǒng)，加快了氯化鈉的富集，不僅導致鹽硝共析造成元明粉質量不合格，更大的危害是造成制硝系統(tǒng)蒸發(fā)量低，二次蒸汽量產出不足，給MVR蒸汽壓縮機安全穩(wěn)定運行帶來嚴重風險。調試運行過程中，每天都要對蒸發(fā)器進行洗罐處理以稀釋料液內氯離子含量，生產效率極低。因此，改造管線，將離心母液送入公司真空制鹽裝置，不再回收至蒸發(fā)裝置，減少氯化鈉在系統(tǒng)內富集。

2.3 溶硝系統(tǒng)改造

原設計MVR裝置蒸汽冷凝液送入溶硝桶用于溶解芒硝，但芒硝是經過冷凍脫硝生產出來的，溫度低于10 ℃，蒸汽洗滌塔輸送來的冷凝水的水量不足，不能充分溶解溶硝桶內芒硝，造成溶解不充分，硝液輸送過程中堵塞管道。為解決此問題，從一期真空制鹽裝置引入蒸汽冷凝水，保障溶硝桶溶硝用水的水量和溫度，滿足低溫芒硝溶解的需要。

溶硝桶設計容積僅為6 m3，緩沖能力不足，上游工序不能穩(wěn)定連續(xù)地向溶硝桶輸送芒硝，造成溶硝桶料液濃度忽高忽低，影響MVR裝置穩(wěn)定運行；另外，上游工序短時間大量排放芒硝時，為穩(wěn)定溶硝溫度，須加大冷凝水用量，就會使得溶硝桶內硝液溢流，既提高了水處理壓力又浪費資源。為解決以上問題，將設計用于MVR裝置停車時臨時存放芒硝的收集池改造成20 m3溶硝池，提高了溶硝系統(tǒng)緩沖能力，保障了MVR裝置連續(xù)穩(wěn)定生產。

3 結語

安徽華塑股份有限公司元明粉制備裝置經過不斷調試、優(yōu)化后工藝更加合理，運行更加穩(wěn)定。元明粉產能1 700 kg/h，改造后實際產能達到1 740 kg/h,元明粉質量指標優(yōu)于設計值，滿足Ⅰ類一等品要求。