海鹽冬季生產(chǎn)工藝技術(shù)分析

李樹(shù)林

(天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司，天津 300450)

目前，北方海鹽區(qū)海鹽生產(chǎn)實(shí)行“新、深、長(zhǎng)”工藝，實(shí)現(xiàn)了常年結(jié)晶生產(chǎn)，年結(jié)晶百平米單產(chǎn)逐步提高到19 t左右。海鹽生產(chǎn)按季節(jié)不同劃分為生產(chǎn)旺季和淡季。每年3月～6月為春曬階段，屬產(chǎn)鹽旺季，海鹽生產(chǎn)的黃金季節(jié)；每年7月～8月為主汛期，塑苫管理期；每年9月～10月為秋曬階段，是鹵水鋪排、收鹽期。 以上8個(gè)月是海鹽生產(chǎn)最為忙碌的時(shí)期，也是生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)階段，是決定年產(chǎn)量高低的關(guān)鍵時(shí)期。每年11月至次年2月處于冬季為生產(chǎn)淡季，蒸發(fā)量減少，日氣溫低，是海鹽生產(chǎn)的維持過(guò)渡期。

北方海鹽區(qū)對(duì)冬季生產(chǎn)管理相對(duì)薄弱一些。雖然冬季產(chǎn)鹽量較少，生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)降低，但冬季氣候變化較大，需應(yīng)對(duì)雨雪、寒流、大風(fēng)、暖冬等異變天氣，每次天氣過(guò)程生產(chǎn)工藝技術(shù)措施處理得當(dāng)與否，會(huì)直接影響到冬季結(jié)晶狀態(tài)，決定著下一年度春曬生產(chǎn)的基礎(chǔ)，所以做好冬季生產(chǎn)工藝技術(shù)分析，查找存在的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)癥施策，穩(wěn)妥地度過(guò)冬季，使海鹽生產(chǎn)達(dá)到良性循環(huán)，在北方海鹽區(qū)越來(lái)越重要。

1 冬季海鹽生產(chǎn)氣象條件分析(表1)

表1 1998年～2021年蒸發(fā)量、降水量、溫度平均值Tab.1 Average value of evaporation, precipitation and temperature from 1998 to 2021

根據(jù)表1氣象條件分析，1998年～2021年11月至次年2月累計(jì)蒸發(fā)量占全年蒸發(fā)量的12.9%，1998年～2021年11月至次年2月累計(jì)降水量占全年降水量的4.9%，冬季蒸降比8.81%高于全年的蒸降比3.39%，冬季氣象條件對(duì)海鹽生產(chǎn)比較有利。

2 冬季海鹽產(chǎn)量生產(chǎn)工藝?yán)碚撚?jì)算

按照11月至次年2月為非苫蓋期，由表1知，平均降水量為26.6 mm，如不采取片淡措施，即落入結(jié)晶池內(nèi)的降水量R為26.6 mm。

f1，大面積淡水蒸發(fā)系數(shù)取75%；f2，鹵水蒸發(fā)系數(shù)(按25.5 °Be′～29 °Be′計(jì))取值為0.433;f3，鹵水深度蒸發(fā)系數(shù)(按鹵水平均深度15 cm)取值為1.084 7。

(1)損失淡水皿蒸發(fā)量：E皿=1/2f1f3×(R+R/f2)=1/2×0.75×1.084 7×(26.6+26.6/0.433)=35.8 mm。

皿有效蒸發(fā)量E有=234.4-35.8=198.6 mm。

(2)在無(wú)降雨情況下毫米百平米單產(chǎn)。

Ps=∑Emf1f2f3×100/(2.86×1 000)

=1×0.75×0.433×1.084 7×100/(2.86×1 000)

=0.012 3 t

(3)冬季結(jié)晶百平米單產(chǎn)：E有×毫米百平米單產(chǎn)=198.6×0.012 3=2.45 t

按天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“公司”)全年結(jié)晶百平米單產(chǎn)19 t計(jì)算，冬季產(chǎn)鹽占比全年產(chǎn)鹽12.89%，按總結(jié)晶面積6.172 0×106m2計(jì)算，冬季平均產(chǎn)鹽量達(dá)到15.12萬(wàn)t。

由此可見(jiàn)，冬季產(chǎn)鹽也是海鹽生產(chǎn)很重要的一個(gè)階段，但每年冬季生產(chǎn)受天氣條件及生產(chǎn)工藝技術(shù)處理的不同，結(jié)晶池鹽碴變化情況會(huì)出現(xiàn)一些差距，產(chǎn)鹽量達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，冬季生產(chǎn)工藝技術(shù)仍有潛力可挖。

3 冬季生產(chǎn)工藝技術(shù)問(wèn)題分析

一般冬季在低溫下，由于鹵水中某些鹽類溶解度降低，以及晶體結(jié)構(gòu)的變化，飽和鹵水濃縮后析鹽的先后順序發(fā)生了變化，有關(guān)鹽類的析出順序和規(guī)律如下：

(1)在低溫-5 ℃以下，飽和鹵水濃縮析出鹽類的先后順序是：Na2SO4·10H2O→NaCl·2H2O→NaCl →MgSO4·7H2O。

(2)鹵水質(zhì)量相同，芒硝(Na2SO4·10H2O)和二水鹽(NaCl·2H2O)的析出量與溫度成反比，溫度越低，析出量越多。

(3)在相同的低溫條件下，二水鹽的析出量與鹵水質(zhì)量成正比；芒硝的析出量，在鈉鎂比值2以上的范圍內(nèi)與鹵水質(zhì)量成反比，鈉鎂比值越接近2時(shí)，芒硝析出量越少。如果低于2時(shí)，鈉鎂比值越低，芒硝析出量越多。

(4)在低溫-5 ℃以下，一般灘曬飽和鹵蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，氯化鈉不能成晶體析出。只有當(dāng)鹵溫高于二水鹽的析出溫度時(shí)，氯化鈉才能結(jié)晶析出。

根據(jù)以上飽和鹵水析出順序和規(guī)律，公司冬季生產(chǎn)遵循著 “薄、挑、甩、晾、漂”五字生產(chǎn)工藝技術(shù)措施，結(jié)合冬季結(jié)晶工藝技術(shù)進(jìn)行分析。

3.1 “薄”

即“撤薄”，在11月上旬隨著氣溫下降，安排逐步撤減結(jié)晶鹵水深度，保持在10 cm左右，以適應(yīng)當(dāng)前的蒸發(fā)量，但池板落差較大的結(jié)晶池鹵水深度已不具備塑苫苫蓋條件，隨著秋季收鹽結(jié)束時(shí)間推遲，剛收完鹽的結(jié)晶池鹽碴厚度比較薄，若有5 mm以上降雨，即使采取了片淡措施，也會(huì)造成飽和鹵水損失和鹽碴化鹽現(xiàn)象，對(duì)下步冬季管理帶來(lái)一定困難。從近10 a統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，11月份出現(xiàn)5 mm以上降雨的天氣都在2次左右，月平均降水量12 mm，月平均氣溫6.1 ℃。從11月份天氣及氣溫情況來(lái)看，控制好結(jié)晶池鹵水保持適宜的深度，是原鹽生產(chǎn)進(jìn)入冬季前的一項(xiàng)關(guān)鍵工藝技術(shù)，鹵水深度低于10 cm，降雨量超過(guò)5 mm時(shí)，不能正常進(jìn)行苫蓋塑苫，鹽鹵都會(huì)有較大損失。鹵水深度超過(guò)18 cm，不適應(yīng)低氣溫下的蒸發(fā)量，若沒(méi)有降水時(shí)，對(duì)下步躲寒流挑池會(huì)造成影響。

3.2 “挑”

即“挑池”，是一種“躲硝”工藝技術(shù)，進(jìn)入冬季后，第一次降溫寒流天氣出現(xiàn)時(shí)，氣溫會(huì)下降到-5 ℃，依據(jù)析鹽規(guī)律結(jié)晶池鹵水中會(huì)有芒硝析出，芒硝析出會(huì)對(duì)結(jié)晶池產(chǎn)質(zhì)量形成影響。為避免結(jié)晶池內(nèi)析出芒硝，應(yīng)提前采取生產(chǎn)工藝技術(shù)措施，將結(jié)晶池內(nèi)鹵水撤薄或挑干防止芒硝析出。一般冬季第一次降溫天氣會(huì)伴有降水發(fā)生，降水結(jié)束后，此時(shí)工藝技術(shù)措施采取先片淡后挑池，先通過(guò)片淡將結(jié)晶鹵水表面的淡水片出結(jié)晶池，若片淡不及時(shí)，延遲了挑池工藝措施進(jìn)度，大風(fēng)伴隨降溫到來(lái)，輕重鹵水混合，既造成鹵水損失又化鹽，還容易把芒硝析出在結(jié)晶池中，這是最不理想的結(jié)果。因此，在挑池工藝環(huán)節(jié)中，根據(jù)天氣情況，做好挑池前的準(zhǔn)備、把握好片池鹵水濃度、挑池的時(shí)間及挑池后留在結(jié)晶池中鹵水的深度，這些工藝措施是減少結(jié)晶池中芒硝析出量的關(guān)鍵所在。

3.3 “甩”

即“甩硝”，氣溫下降到-5 ℃后，將挑池后的鹵水存放在調(diào)節(jié)池中，芒硝析出后甩在調(diào)節(jié)池，第一次寒流降溫幅度不大且沒(méi)有降水，芒硝甩出量較少。第二次強(qiáng)寒流到來(lái)時(shí)，氣溫低于-10 ℃，芒硝析出量會(huì)明顯增加，若伴有降雪時(shí)，芒硝析出量會(huì)更多。在甩硝工藝中，如果挑池準(zhǔn)備措施不當(dāng)，溝壕內(nèi)和空頭調(diào)節(jié)池池底的淡水或輕度鹵水沒(méi)有處置干凈，造成挑池鹵水與其他輕鹵混合，寒流過(guò)后，挑池鹵水不能達(dá)到灌池要求，會(huì)延遲結(jié)晶池鹵水灌池時(shí)間。

3.4 “晾”

即“晾池”，挑池后，根據(jù)氣溫，結(jié)晶池要停晾一段時(shí)間，待挑池鹵水中芒硝析出后，再進(jìn)行灌池。如果晾曬時(shí)間短，在最低氣溫沒(méi)有回升時(shí)灌池，仍有結(jié)晶池中析出芒硝的風(fēng)險(xiǎn)。若停晾時(shí)間較長(zhǎng)，氣溫回升，部分芒硝會(huì)溶解還原，還會(huì)浪費(fèi)一部分蒸發(fā)量，影響冬季產(chǎn)量。

3.5 “漂”

即“漂花鹵灌池”，在冬季生產(chǎn)工藝技術(shù)中，漂花鹵即落鹽鹵，達(dá)到過(guò)飽和的鹵水，可分為挑池后灌池鹵水和新?lián)Q灌池鹵水，冬季灌池鹵水條件具備，是控制結(jié)晶池中芒硝及二水鹽析出和減少冬季化鹽的重要工藝條件，鹵水條件較差時(shí)，灌池鹵水濃度達(dá)到灌池標(biāo)準(zhǔn)但未達(dá)到漂花狀態(tài)就使用灌池，是造成化鹽析硝的現(xiàn)象的主要原因。

在冬季生產(chǎn)工藝管理中，雨雪寒流天氣的天數(shù)占比較少，大部分是晴好天氣，平均氣溫0.8 ℃，暖冬現(xiàn)象比較明顯，有效蒸發(fā)量在198.6 mm以上，因此利用好低氣溫下的蒸發(fā)量，保持冬季結(jié)晶池鹵水的質(zhì)量和深度，是取決冬季產(chǎn)鹽高低的重要工藝，結(jié)晶鹵水鈉鎂比值超過(guò)3.5以上，會(huì)造成二水鹽的析出量增加，鈉鎂比值低于2，鈉鎂比值越低，芒硝析出量越多，鹵水中含鹽量較少，會(huì)降低產(chǎn)量。

4 工藝技術(shù)改進(jìn)點(diǎn)

(1)入冬前做好越冬飽和鹵水儲(chǔ)備，利用鋪重底，重咬重，擴(kuò)大趕咸面積，延長(zhǎng)走水路線，縮小濃度差，多趕制新飽和鹵水，至少儲(chǔ)備一套應(yīng)對(duì)雨雪天氣的飽和鹵水。

(2)11月，根據(jù)天氣變化情況，決定延緩結(jié)晶池鹵水深度撤薄的時(shí)間，保持在15 cm左右，能具備塑苫苫蓋條件即可，氣溫不低于0 ℃，遇有5 mm以上降水可采取塑苫苫蓋措施，提高保鹵保鹽效果，結(jié)晶池苫蓋后若有大幅降溫還能減少一次挑池鹵水下壕降度。例如：2021-11-30，公司遭遇35 mm降雪天氣，降雪前，采取了塑苫苫蓋措施，塑苫苫蓋率達(dá)到100%，雪后氣溫下降至-7 ℃，待氣溫回升至5 ℃時(shí)，逐步將塑苫收回，沒(méi)有采取挑池躲硝措施，保鹵保鹽效果明顯，為越冬產(chǎn)鹽打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

(3)進(jìn)入冬季，遇有寒流到來(lái)，伴有降水，塑苫已不具備苫蓋條件，應(yīng)及時(shí)采取片淡工藝措施，盡可能在大幅降溫到來(lái)之前，完成片淡和挑池工藝措施。根據(jù)鹵水條件和降溫情況，確定撤池鹵水深度，若無(wú)降水，挑池后結(jié)晶池可以留1 cm～2 cm鹵水，若有降水，結(jié)晶池鹵水應(yīng)挑干，避免芒硝析出在結(jié)晶池中。

(4)在甩硝工藝過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制挑池鹵水與輕鹵混合，減少結(jié)晶鹵水稀釋因素。結(jié)晶池晾曬時(shí)間與寒流過(guò)后氣溫回升情況密切結(jié)合，氣溫穩(wěn)定回升應(yīng)及時(shí)采取灌池工藝措施，一般選擇在早晨氣溫低時(shí)進(jìn)行灌池，但灌池鹵水的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量達(dá)到漂花狀態(tài)，達(dá)不到可延遲灌池時(shí)間。

(5)應(yīng)對(duì)第二次強(qiáng)寒流時(shí)，躲硝工藝措施一定要快速堅(jiān)決，氣溫下降至-10 ℃前，應(yīng)徹底把結(jié)晶池鹵水挑干。

(6)在冬季生產(chǎn)管理中，還應(yīng)結(jié)合氣溫情況改進(jìn)鹵水質(zhì)量，突出體現(xiàn)在結(jié)晶鹵水的“新”上，將灌池結(jié)晶鹵水鈉鎂比值提高1個(gè)鈉鎂比值，保持在3.5～2之間，即可以利用好冬季蒸發(fā)量多產(chǎn)鹽，又可以有效控制冬季芒硝、二水鹽的析出。2月中旬后，根據(jù)鹵水狀況，提前采取低溫?fù)Q鹵工藝措施，為春曬生產(chǎn)換鹵加深做好準(zhǔn)備。

5 結(jié)論

海鹽冬季生產(chǎn)工藝技術(shù)的提高和改進(jìn)，與氣象、鹵水等條件密切相關(guān)，通過(guò)不斷地總結(jié)一些生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，摸索出創(chuàng)新點(diǎn)，應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去，才能達(dá)到提高冬季海鹽產(chǎn)質(zhì)量的目的。