一次盐水工艺优化运行总结

刘　姗，苏发东

（甘肃稀土新材料股份有限公司，甘肃 白银 730922）

一次盐水工艺优化运行总结

刘姗，苏发东

（甘肃稀土新材料股份有限公司，甘肃 白银 730922）

介绍了陶瓷膜过滤工艺制备一次盐水使用情况，通过对上盐改造、盐水过滤系统粗过滤器及回收配水系统工艺优化改造等措施，降低精制剂消耗，提高盐水质量，确保一次盐水系统平稳运行。

一次盐水；粗过滤器；工艺优化

甘肃稀土新材料股份有限公司烧碱厂 （以下简称“甘肃稀土”）建于1989年，主要生产液碱、盐酸及液氯3种产品。2011年将金属阳极膈膜电解槽改造升级为复极式高密度离子膜电解槽，离子膜烧碱生产能力2万t/a，配套一次盐水系统生产能力4万t/a。一次盐水系统核心设备采用陶瓷膜过滤器，该套装置工艺流程短，占地面积小，对原盐中杂质含量及钙镁比例无要求。但由于上盐方式粗放，造成盐水浓度不稳定，粗过滤器易堵塞，亚硫酸钠重复加入，硫酸根累积过快等问题。通过对上盐系统、粗过滤器、管线材质、工艺操作等优化，解决了粗过滤器堵塞问题，盐水浓度稳定、双碱消耗下降，提高了盐水质量，确保了盐水系统的稳定运行。

1　工艺流程总述

系统回收淡盐水通过汽水混合器加热至65～75℃进入化盐池化盐。原盐经铲车进入化盐池，溶解形成饱和粗盐水，自流进入折流槽。在折流槽粗盐水中依次加入次氯酸钠、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠溶液后进入1#、2#反应池充分反应后，自流进入中间池形成混合粗盐水，混合粗盐水经泵进入粗过滤器过滤大于1 mm机械杂质后，通过循环泵输送至陶瓷膜过滤器过滤，从过滤器出来的合格盐水加入亚硫酸钠调节ORP，确保盐水游离氯为零后送入电解工段。经陶瓷膜过滤出来的粗盐水，一部分与混合粗盐水循环进入粗过滤器过滤，一部分进入压滤系统压滤，改造前后工艺流程示意图分别见图1和图2。

2　一次盐水工艺存在的问题

（1）上盐方式粗放、盐水质量波动较大

原工艺装置采用铲车直接上盐，铲车将盐铲入化盐池瞬间，盐水流量瞬间变化很大，低浓度盐水从化盐池大量溢出，上盐完毕后高浓度盐水自流而出，整个上盐过程造成盐水浓度波动较大，甚至出现瞬间盐水浓度低于或高于指标要求，盐水浓度过高易造成盐结晶堵塞管道及设备。且在上盐瞬间，由于盐水流量波动大，精制剂加入量难控制，故造成盐水质量整体不稳定。

图1　改造前工艺流程图

图2　改造后工艺流程图

（2）过滤系统粗过滤器易堵塞

在运行过程中，粗过滤器堵塞有以下2种原因，其一原盐中机械杂质如煤粉、麦秸及铁矿粉等细渣易堵塞粗过滤器滤网面造成膜进口压力下降；其二混合粗盐水进入粗过滤器的过程中，较高浓度的盐水随着热量损失易析出结晶盐，堵在粗过滤器网面或网面内部堵塞粗过滤器滤网。粗过滤器堵塞，陶瓷膜过滤器进口压力降至0.20 MPa以下达不到工艺要求（工艺要求在0.30～0.35 MPa），且反冲压力由0.40 MPa降至低于0.30 MPa，长期运行会造成膜的通量和一次盐水产量下降，必须及时对除粗过滤器清洗维护。

（3）系统重复加入亚硫酸钠

原电解系统淡盐水脱除游离氯采用真空脱氯+化学脱氯法。化学脱氯法使用氢氧化钠调节盐水pH值之后，加入亚硫酸钠进一步将淡盐水游离氯脱除为零。在化盐工艺中，使用精制剂次氯酸钠降解原盐及化盐水氨氮及菌藻类生物，粗盐水中游离氯必须过量20～40 mg/L，粗盐水经陶瓷膜过滤器后将一次盐水中游离氯降为零，须再次加入亚硫酸钠。重复加入亚硫酸钠，导致盐水系统硫酸根累积加快，盐水中含有大量硫酸根对电解系统造成不良影响。

3　存在问题优化改造

3.1对上盐系统改造，稳定盐水质量

为解决盐水浓度波动问题，化盐系统上盐方式进行改造，将铲车上盐改为盐仓给料+皮带运输上盐方式。在化盐池旁安装一台12 m3盐仓，盐仓外壁安装振动电机1台，内部安装破碎装置破碎结块原盐，下部设置皮带运输装置，通过变频控制皮带速率。原盐经铲车进入盐仓，通过振动电机，原盐从下料口进入皮带运输机，有皮带运输机均匀运输原盐至化盐池。原盐进入化盐池速度均匀，不会出现瞬间大流量波动，解决粗盐水瞬间流量波动，盐水浓度波动大，精制剂控制不稳定问题。通过运行，盐水浓度、精制剂加入量控制均较为稳定，运行效果良好。

3.2粗过滤工艺管线优化

在工艺运行中，为解决粗机械杂质堵塞粗过滤器问题，操作中采用人工反冲洗排粗盐水的方式冲洗附着在粗过滤器上部分机械杂质，但对于结晶附着在粗过滤器网膜上的结晶盐颗粒，必须使用热水冲洗才能解决。为此，在粗过滤器反冲洗系统加装纯水+蒸汽汽水混合装置，使用高温纯水定时反洗粗过滤器。使用纯水而不使用自来水，由于自来水与蒸汽混合，自来水硬度过高，在温度在40～60℃，水中钙镁杂质极易形成水垢堵在粗过滤器滤网上，长期易导致粗过滤器堵塞。如果单独使用自来水或纯水，降低盐水系统温度，易造成结晶盐堵塞，其次造成陶瓷膜过滤器温度降低，影响膜通量。通过改造，粗过滤器运行良好。

3.3化盐及脱氯系统工艺操作优化

将化盐系统配水罐由原旧碳钢材质储罐更新为CPVC缠绕玻璃钢储槽后，脱氯淡盐水管道采用的CPVC材质，杜绝游离氯对碳钢腐蚀而影响盐水质量。故对淡盐水脱氯系统进行优化，在保证脱氯塔真空度的条件下，从脱氯塔出来的淡盐水游离氯≤30 mg/L。从脱氯塔出来的淡盐水，取消加入Na2SO3操作，直接加入氢氧化钠调节pH值，利用淡盐水中残留的≤30 mg/L游离氯作为一次盐水精制过程中有效氯，降解化盐水及原盐中氨氮及菌藻类杂质。通过对盐水系统设备材质优化及脱氯系统工艺操作优化，降低盐水系统硫酸根累积，减少精制剂氯化钡的加入量，提高了盐水质量，效果明显。

4　优化后效果

指标优化方面，从原盐供应管理上，加大对原盐供应商筛选，要求供应不含煤块、麦秸及铁粉的原盐等解决原盐中大的机械杂质等；其次将上盐方式由铲车直接上盐改为料斗加皮带运输均匀上盐，解决铲车上盐瞬间盐水浓度大幅度波动问题。与未改造前相比较，改造后，盐水中精制剂NaOH平均指标下降0.06 g/L，Na2CO3指标平均下降0.07 g/L，盐水浓度能够稳定控制在300～310 g/L，避免因盐水浓度过饱和而造成结晶盐堵塞管线设备问题，有效降低原辅材料消耗，确保盐水浓度的稳定性。通过对化盐配水设备管线改造及脱氯淡盐水系统工艺操作优化，降低硫酸根在盐水系统中的累积，降低氯化钡及亚硫酸钠的单耗消耗，分别见表1、表2和表3。

改造之后成本节约方面，根据电流18 kA运行的负荷，过滤盐水产量为26m3/h，故年可节约NaOH为26×0.06×8 000=12.48（t），年可节约Na2CO3为14.56 t；根据工艺设计，返化盐脱氯淡盐水最大流量20 m3/h，含游离氯最大量30 mg/L，根据理论计算全部将游离氯还原需要亚硫酸钠1.468 kg/h，则年需多消耗亚硫酸钠11.74 t；将该部分亚硫酸钠全部转换为硫酸钡，需消耗氯化钡211.89 t，年可节约原辅材料11.16万元。

表1　改造前后过滤盐水盐浓度对比表

表2　改造前后过滤盐水氢氧化钠含量对比

表3　改造前后过滤盐水碳酸钠含量对比

改造后冬季生产，粗过滤器增加纯水+蒸汽反冲洗装置，解决粗过滤器因盐结晶或自来水水垢大量形成，而导致网膜堵塞问题，在一定程度上，降低粗过滤器维修频次和减少盐水系统停车次数，保证陶瓷膜过滤器平稳运行。

5　结语

通过对一次盐水工艺及操作的优化与摸索，降低了精制剂消耗量，降低盐水系统硫酸根累积量，降低一次盐水系统人工维修费用。经过一年多运行，生产系统平稳，一次盐水各项指标均能满足二次盐水要求，且节能降耗效果明显。

［1］孙占瑞，王强，刘玉成，等．浅谈陶瓷膜在一次盐水精制中的应用．2010年全国烧碱行业技术年会论文集．

［2］程殿斌．离子膜法制碱生产技术．北京；化学工业出版社，2008．

［3］邢家悟．离子膜法制烧碱操作问答．北京；化学工业出版社，2009．

Summary of process optimization on primary brine

LIU Shan，SU Fa-dong
（Gansu Rare Earth New Material Co.，Ltd.，Chloralkali Plant，Baiyin 730922，China）

The process of primary brine device was introduced.Though change the form of delivering salt、optimize the process of primary filter and the operation of melting water，the amount of refine agent was reduced，to improve the quality of primary brine，make sure that the system of the primary brine operational stability.

primary brine；primary filter；process optimization

TQ114.26+1

B

1009-1785（2016）09-0005-03

2016-07-23