完善鹽水的預(yù)處理工藝提高戈爾過濾器的過濾能力
                            李寬  卜楊英  劉軍飛  哀強
                  （內(nèi)蒙古海吉氛堿化工股份有限公司  內(nèi)蒙古烏海016040）
    關(guān)鍵詞:鹽水預(yù)處理;戈爾過濾器;減壓閥;絮凝劑;鈣鎂比;共結(jié)晶
    摘要:介紹了內(nèi)蒙古海吉氯堿化工股份有限公司一次鹽水預(yù)處理工藝在設(shè)計選型、安裝、操作、控制等方面存在的問題，并采取相應(yīng)的對策完善鹽水預(yù)處理工藝，戈爾過濾器的過濾速度從運行初期的0.6一0.7 m /h提高到現(xiàn)行的0.8一0.9 rn /h，滿足了6萬“a離子膜燒堿對一次鹽水的要求。
    中圖分類號TQ114.261 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B [文章編號]1008一133X（2006）11 一（0015-03
    前言
    內(nèi)蒙 古 海 吉氯堿化工股份有限公司（簡稱“內(nèi)蒙古海吉氯堿公司”）6萬t/a離子膜燒堿一次鹽水采用戈爾鹽水預(yù)處理工藝，選用兩個過濾面積為50m2的戈爾過濾器，并于2004年5月10日進(jìn)行聯(lián)動試車，2004年6月15日正式投人運行。運行初期過濾鹽水的質(zhì)量:p（ Na Cl）為（310土5）歲L,w （ Ca，十+Mgt+ ）< 1x 10-S,w（SS）< 1x 10-6，達(dá)到了工藝指標(biāo)的要求。但過濾鹽水流量達(dá)不到鹽水流量為85m3/h、過濾速度為0.85 m /h的設(shè)計要求，實際鹽水流量為60一70 m3/h，實際過濾速度為0.6一0.7 m/h，不能滿足6萬t/a離子膜燒堿對一次鹽水的要求。
　　針對 現(xiàn) 狀 ，內(nèi)蒙古海吉氯堿公司在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，對該公司戈爾鹽水預(yù)處理工藝進(jìn)行了剖析和研究，在設(shè)計、選型、安裝、操作、控制等方面
均發(fā)現(xiàn)了問題。
1 戈爾鹽水預(yù)處理工藝現(xiàn)狀剖析和研究
1.1 減壓閥口徑的選擇和減壓閥的安裝位置均存
　　在不當(dāng)之處減壓 閥 口 徑為DN250，減壓閥的安裝位置在加壓溶氣槽底部出口垂直向下的管線上，且垂直安裝，減壓閥向下lm左右處即為900的直角彎頭，減壓閥至文丘里管間的管線長度為7一8 mo
　?。?） 減 壓 閥的口徑?jīng)Q定減壓后鹽水流速能否使氣泡析出時獲得盡可能大的初速度，從而得到足夠的氣泡量和滿足氣浮要求的氣泡直徑。D,250口徑的減壓閥在實際生產(chǎn)過程中只能獲得0.4 m /s的初速度，如此低的初速度勢必會影響氣泡量和氣泡直徑，zui終影響絮狀懸浮物的氣浮。在生產(chǎn)過程中只好微開減壓閥，滿足氣泡析出時所需的初速度，即使由此造成機(jī)械雜物和結(jié)晶鹽堵塞減壓閥。
　?。?） 減 壓 后的粗鹽水在管線內(nèi)的停留時間直接影響從粗鹽水中釋放出來的氣泡量和氣泡直徑。而影響粗鹽水在管線內(nèi)停留時間的因素有二:其一，減壓閥至文丘里管的長度，內(nèi)蒙古海吉氯堿公司減壓閥安裝的位置至文丘里管的距離顯然較長。其二，減壓閥出口粗鹽水的流速取決于減壓閥的口徑，如果減壓閥口徑選擇偏大，已經(jīng)釋放出來的小直徑氣泡勢必會聚集匯成大氣泡，不利于懸浮物在絮凝劑FeCl，的作用下附集在小氣泡上而有效地氣浮。
　?。?） 加 壓 溶氣槽與預(yù)處理器之間的管線直徑應(yīng)與粗鹽水流量相匹配，不應(yīng)有毫無作用的管徑變化，不應(yīng)設(shè)置90“的直角彎頭，而應(yīng)以120“以上的弧形
彎頭加以過渡。顯然，內(nèi)蒙古海吉氯堿公司在設(shè)計、安裝時未作精心考慮，設(shè)置了與生產(chǎn)實際不匹配的管線直徑、不必要的3只900直角彎頭和毫無意義的變徑流量計，造成管線上的壓頭損失，使減壓閥出口達(dá)不到應(yīng)有的壓頭。
　　1.2 對絮凝劑加入，與粗鹽水性質(zhì)等了解不足對絮 凝 劑 FeC13溶液的加人量與粗鹽水中Mg（OH）:等機(jī)械雜質(zhì)含量的變化、粗鹽水流量的變化關(guān)系了解不足。
　?。?） 內(nèi) 蒙 古海吉氯堿公司開車初期，由于對絮凝劑FeCl。溶液的加人量與粗鹽水中Mg（OH），等機(jī)械雜質(zhì)含量變化、粗鹽水流量變化的關(guān)系不甚了解，實際上就是對絮凝劑FeC13的絮凝原理認(rèn)識不清，同時也不掌握絮凝劑恰當(dāng)加人量的判斷方法，以至于在電解槽能力由2萬t/a升到6萬va，鹽水流量增加后，沒及時調(diào)整絮凝劑FeCl3溶液的加人量，導(dǎo)致絮凝劑加人量的明顯不足，預(yù)處理器氣浮效果自然較差。
　　（2） 由 于 絮凝劑FeC13溶液中含有較多的的固體雜質(zhì)— 主要是鐵的化合物，F(xiàn)eCl。溶液輸送泵、FeCl3溶液高位槽出口閥、FeCl3溶液流量計經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，直接影響絮凝劑FeCl3溶液的正常加人，也是影響絮凝劑絮凝效果的重要因素。
　　1.3 預(yù)處理器的操作得不到有效的控制在操 作 過 程中，預(yù)處理器流量穩(wěn)定、溫度穩(wěn)定、密度穩(wěn)定的三穩(wěn)定操作得不到有效控制。
　?。?） 加 壓 泵輸送流量較大范圍的變化，也會造成預(yù)處理器內(nèi)鹽水反渾。內(nèi)蒙古海吉氯堿公司對加壓泵流量的變化，如何操作控制經(jīng)驗不足，例如:加壓泵流量從50m 3/h 上升到75m 3/h 應(yīng)在2一3h內(nèi)逐步完成，而實際操作中50 m3/h流量一下子上升到75m 3/h 總是在1一2m in內(nèi)，結(jié)果致使預(yù)處理器內(nèi)的鹽水反渾。
　　（2 ）由 于 內(nèi)蒙古海吉氯堿公司地處我國北方高原地帶，冬季的嚴(yán)寒造成預(yù)處理器的進(jìn)出口溫差日益增大，在設(shè)計上也沒有很認(rèn)真地考慮冬季晝夜溫差大這一客觀因素，沒設(shè)計有效的保溫層，預(yù)處理器進(jìn)出口溫差造成了粗鹽水的對流。
　?。?） 內(nèi) 蒙 古海吉氯堿公司采用的原鹽為顆粒較小并略帶微量粉狀的湖鹽，在化鹽過程中NaCl濃度會偏高或偏低，夾帶的少量懸浮鹽也會隨粗鹽水進(jìn)人預(yù)處理器，即會產(chǎn)生密度偏差，從而造成預(yù)處理器反渾。
1.4 粗鹽水中鈣鎂比例嚴(yán)重失調(diào)
　　粗鹽 水 中 的鈣鎂比例嚴(yán)重失調(diào)，導(dǎo)致過濾器過濾能力下降，過濾壓降上升速度加快，酸洗周期頻繁。由于存在上述種種問題，導(dǎo)致進(jìn)戈爾過濾器粗鹽水中的鈣鎂比例嚴(yán)重失調(diào)，其二（Ca2+ ） 總鈣包括固體CaCO，中的Ca2+ ） 為0.04 % 一0.05 %,w（Mg2+）（ 總鎂包括固體Mg（OH）2中的Mgt+） 為0.01%-0.015%，鈣鎂比為3.6:1。戈爾過濾器的過濾能力只有設(shè)計能力的75%左右，過濾壓降上升速度加快，酸洗周期僅24一48 h，嚴(yán)重影響了6萬Va離子膜電槽的正常運行。影響過濾能力、過濾速度的決定因素為在戈爾濾袋的周圍能否形成有效的助濾層組成。若粗鹽水中ca2+ （總鈣）含量很低，很難在戈爾濾袋周圍形成有效的助濾層，過濾能力、過濾速度勢必會受到嚴(yán)重影響;若粗鹽水中鈣鎂比例失調(diào)，定會影響助濾層的組成，無法確定是剛性CaC03顆粒起主導(dǎo)作用，還是勃糊狀的Mg（OH）:絮
狀物、未分解的有機(jī)物起主導(dǎo)作用。國內(nèi)采用戈爾鹽水預(yù)處理工藝的企業(yè)總結(jié)了一條經(jīng)驗:粗鹽水中的、（ca2+ ）（總鈣）應(yīng)在0.015%一0.05%之間，鈣鎂比應(yīng)大于10:1，且這兩個條件同時并存，則過濾器的運行狀況就會進(jìn)人良性循環(huán)。
　　1.5 造成戈爾膜出現(xiàn)針孔的主要原因內(nèi)蒙 古 海 吉氯堿公司于2005年3月23日安裝戈爾濾袋并投人運行，3月25日以后局部過濾液渾濁，檢查發(fā)現(xiàn)，濾袋上有好幾處大針孔，之后，部分膜袋陸續(xù)出現(xiàn)相同情況。對更換下來的樣品膜進(jìn)行了X光檢測，發(fā)現(xiàn)濾袋內(nèi)有程度不同的結(jié)晶NaCl顆粒，說明氯化鈉結(jié)晶是造成戈爾膜出現(xiàn)針孔的主要原因。導(dǎo)致氯化鈉、硫酸鈉結(jié)晶的因素有以下3點:
　?、貼aCl的濃度是粗鹽水是否會在濾袋內(nèi)產(chǎn)生氯化鈉結(jié)晶的關(guān)鍵。內(nèi)蒙古海吉氯堿公司工藝設(shè)計要求精鹽水中NaCl含量在（310士5）歲L，但其NaCl含量不是純凈氯化鈉在純水中的含量，NaCl的結(jié)晶濃度取決于S02-, 0 1 0-,Co;一的含量。　?、?SO互一含量是粗鹽水是否會在濾袋中產(chǎn)生氯化鈉、硫酸鈉共結(jié)晶的決定因素。由于內(nèi)蒙古海吉氯堿公司S02一處理裝置— 道爾澄清桶是按照湖鹽中SO互一質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.27%的數(shù)據(jù)而設(shè)計的，現(xiàn)用湖鹽中S02一質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)1.20%,S碳一量幾乎增加了近4倍，道爾澄清桶分離BaSO、沉淀的能力顯然受到了嚴(yán)重的限
制，同時又考慮到S《一量如此大，處理成本將大大提高，于是采取了有節(jié)制的處理，其結(jié)果為S04一質(zhì)量濃度高達(dá)13一17 g/L,NaCl,Na,,S04共結(jié)晶的現(xiàn)象成為必然。
　?、塾捎趦?nèi)蒙古海吉氯堿公司采用的湖鹽在化鹽的過程中會夾帶一定量的懸浮鹽進(jìn)人過濾器，造成局部NaCl含量偏高和粒徑微小的NaCl晶種進(jìn)入濾袋，極易促進(jìn)NaCl晶體的產(chǎn)生和成長壯大。
　　2 完善戈爾鹽水預(yù)處理工藝的對策根據(jù) 以 上 戈爾鹽水預(yù)處理工藝現(xiàn)狀剖析和研究，提出以下4項完善工藝的措施:①選擇滿足工藝要求的減壓閥，并安裝在*位置;更換變徑流量計為同徑流量計;調(diào)整加壓溶氣槽至預(yù)處理器管線，減
少不必要的900直角彎頭。）②制定FeCl3 溶液根據(jù)粗鹽水流量變化而調(diào)整的投加量表，并掌握判斷FeCl3 溶液投加量是否恰當(dāng)?shù)姆椒?設(shè)置便于FeC13輸送的輸送
泵、高位槽出口閥以及流量計的清洗和排渣裝置。
　?、壅莆占訅罕谜{(diào)整較大流量范圍的操作方法;設(shè)置有效的預(yù)處理器保溫裝置;在1#折流槽設(shè)置凝結(jié)水補加裝置，稀釋飽和粗鹽水和溶解懸浮鹽。④調(diào)整精鹽水NaCl的質(zhì)量濃度為（300士5）g/L;制定道爾澄清桶結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化BaSO。晶種成長壯大的工藝方案，并迅速落實整改;選擇降低處理S0;一成本的處理方法。
　　3 完善戈爾鹽水預(yù)處理工藝的效果內(nèi)蒙 古 海 吉氯堿公司積極創(chuàng)造條件，組織實施（除目前尚不具備條件的）以上措施，取得了可喜的效果:①進(jìn)戈爾過濾器的粗鹽水鈣鎂比從原來的
　　3.6:1提高到目前的30 10②戈爾過濾器的過濾能力從原來的60一70m 3/h提高到80一90m 3/h ，過濾速度從原來的0.6 - 0.7m /s提高到現(xiàn)在的0.8一0.9
m/so ③精鹽水NaCl的質(zhì)量濃度穩(wěn)定在（300土5）歲L，盡管SO互一含量暫時還不能降到指標(biāo)值，但NaCl的結(jié)晶基本上已控制住，戈爾膜再未出現(xiàn)針孔。④戈爾膜具有較強的抗腐蝕能力，微量的游離氯對其強度不產(chǎn)生威脅。
    4 結(jié)語
　　在氯堿生產(chǎn)中，一次鹽水工序的運行情況直接關(guān)系到整個裝置的正常生產(chǎn)。內(nèi)蒙古海吉氯堿公司對使用戈爾鹽水預(yù)處理工藝中出現(xiàn)的問題，在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，從設(shè)計、選型、安裝到操作、控制中找到問題的所在，并逐一進(jìn)行解決和處理，zui終達(dá)到了設(shè)計能力，說明戈爾鹽水預(yù)處理工藝在內(nèi)蒙古海吉氯堿公司的使用情況穩(wěn)定。

來源：生意社