一次盐水技术改造总结

李新民

(中国平煤神马集团开封东大化工有限公司，河南开封 475003)

中国平煤神马集团开封东大化工有限公司原有15万t/a离子膜法烧碱和3万t/a隔膜烧碱生产装置，按照国家节能减排政策，2010年淘汰3万t/a隔膜烧碱生产装置。于2011年扩建3万t/a膜极距电解槽烧碱装置，烧碱产能增加到18万t/a。一次盐水工段采用“预处理器+凯膜过滤”的精制工艺，原设计能力为供应盐水120 m3/h，该工艺采用粗盐水加压溶气把盐泥浮上后，经凯膜过滤的工艺流程，2011年因老电解工段扩建EF膜极距电解槽，盐水供应能力不足，对盐水系统进行几处技术改造，自开车后该装置运行正常并向电解装置输送合格的饱和盐水。

1 一次盐水工艺流程简介

原盐由皮带输送机L0101送入化盐桶V0103A/B顶部;来自离子膜新电解或老电解工序的淡盐水，一部分流入1#折流槽R0103后经澄清桶流入盐水缓冲罐V0126，在盐水输送泵P0114A/B前加入亚硫酸钠将淡盐水中游离氯含量降为零以后输送至膜脱硝工段，脱硝后的淡盐水重新返回配水槽V0102;另一部分淡盐水直接进入配水槽V0102。两部分淡盐水与盐泥压滤回收的滤液、返回的废水以及补充的一次水配水后，在进盐水给料泵P0101A/B/C前加入亚硫酸钠调节盐水中游离氯含量，调节ORP值(-15～30 mV)。通过板式换热器E0101加热后送入化盐桶V0103A/B底部，经分布管均匀上行与原盐逆流接触获得粗盐水。

从化盐桶出来的粗盐水流入2#折流槽R0104，根据原盐的质量，分别向折流槽内加入精制剂氢氧化钠溶液(过量碱0.1～0.5 g/L)，pH值调节为10.5～12后粗盐水流入前反应器R0101。在前反应器内粗盐水中的镁离子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁、菌藻类、腐殖酸等;有机物则被盐水中次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物。处理后的粗盐水一部分由加压泵P0102A/B/C送入加压溶气罐，在压力的作用下使粗盐水溶解一定量的空气，在文丘里混合器M0102中加入三氯化铁溶液后粗盐水进入预处理器V0105，经过预处理除掉绝大部分氢氧化镁的盐水自流进入后反应器R0102A/B;另一部分粗盐水直接由加压泵P0102D/E直接送至后反应器R0102A/B。同时将碳酸钠溶液加入后反应器R0102A/B上部，盐水中的钙离子与碳酸钠(过量碱0.3～0.6 g/L)反应形成碳酸钙沉淀。充分反应后，后反应器R0102A中的盐水自流进入进液高位槽V0106A，然后流入HVM膜过滤器F0101A/B/C/D过滤掉沉淀后进入折流槽R0105A;后反应器R0102B中的盐水自流进入进液高位槽V0106B，然后流入HVM膜过滤器F0101E/F/G过滤掉沉淀后进入折流槽R0105B。向折流槽R0105A/B加入亚硫酸钠调节游离氯含量为零。从两个折流槽中出来的精制盐水汇合后流入过滤精盐水槽V0108，根据生产需要由过滤精盐水泵P0103A/B向二次盐水岗位输送精制盐水。

由澄清桶、预处理器、HVM膜过滤器排出的盐泥用盐泥泵P0105A/B打入板框压滤机F0102A/B，滤饼排弃用车运出界区，滤后清液流入滤液池V0110，再用泵P0106A/B打入配水槽V0102循环利用。

本精制工艺核心设备是过滤精度很高的凯膜过滤器，由于HVM膜易受有机物、氢氧化镁的污染而大大降低过滤速度，因此采用了预处理器与HVM膜过滤器搭配，实行先经过预处理器除镁、有机物后再经HVM膜除钙的工艺，使精盐水达到较高的质量，满足直接进螯合树脂塔的要求。

该工艺的特点是工艺简单、操作方便;自动化程度高;劳动强度低;过滤器采用PLC控制，装置运行可靠;盐水质量稳定，过滤后的盐水中SS＜1 mg/L;采用预处理器除Mg2+和部分Ca2+降低过滤器负荷，使生产操作弹性大大提高。

因离子膜电解工艺所用离子膜对盐水质量要求较高，过多的钙、镁等杂质将会加大二次盐水螯合树脂塔的生产负荷，缩短再生周期，严重时会使螯合树脂出现穿透现象，因此要求钙、镁等杂质不超过某一值，同时盐水中的游离氯会破坏螯合树脂的结构，使之失去作用;有机物附着在螯合树脂上面，会影响螯合树脂的吸附作用，盐水中常存在有机物，会使树脂溶胀，将严重影响二次精制盐水的质量，对离子膜电解槽的运行造成不可恢复性的损坏;对离子膜的寿命、电流效率、电耗以及安全生产会产生不良影响，所以必须对盐水进行精制。

2 改造前

2.1 存在问题

开封东大化工公司现有18万t/a离子膜烧碱系统，随着生产量的增加，用盐水量急剧增大，由原来的120 m3/h左右逐渐增至240 m3/h左右。

化盐桶在上盐后，经常发现中心桶漫盐现象，造成细盐随粗盐水进入设备、管道，且由于新电解未进行加酸操作，氯酸盐过高，使得氯化钠含量受到影响，为保证指标达到要求，需调整盐层控制高度。悬浮盐造成阀门、管道、设备内全是结晶盐，加压备用泵无法正常开启，每次检修时必须停车，待备用泵出口的结晶盐清理后开启，方能检修无法运行的设备，由于设备损坏的不确定性，检修人员经常夜间过来检修，给生产管理带来很大的麻烦，且不利于稳定生产。

预处理上排泥控制阀门越来越难开关，开始一人用手即可，最后双手用F扳手开关，十分不便，停车检查发现，该蝶阀蝶板处全是结晶的盐。由于进入冬季，环境温差较大，造成出水口周围、预处理器上部集水槽结盐现象十分明显，每周需上去敲4～5次，且盐落在流水槽中，沉积下来，需连续开通排泥，直接影响盐水正常生产。加压泵的机封时常损坏，检修时发现泵极难拆开;另外机封簧及动环已被盐结死，造成动环不能动，簧不能伸缩，使整个机封失去作用。

2.2 现场调查及原因分析

停车排去预处理器盐水后发现由加压溶气罐至预处理器的盐水生产主管道全部被细盐堵塞，且预处理器中心桶4/5被盐结实，盐水出口只剩下一角。

预处理出口DN400阀门蝶板及管壁被盐结晶附着厚度最大可达5 cm，使阀门无法开关，上排泥无法正常进行，管子的可用直径大为缩小，直接影响盐水生产。化盐桶壁周围严重结盐，厚度可达50 cm，使得化盐桶直径变小，盐水流速增加，夹带的悬浮盐数量增大。

原因分析:一是由于原设计使用原盐是海盐和井盐按一定比例使用，现在全部为井盐(细盐)。且盐水产量也超出原来设计能力。二是返回盐水中的硫酸根和氯酸根含量高，容易形成不溶性结晶盐，堵塞管道。

3 改造措施

首先化盐桶改造，将一台化盐桶由 Φ4200/Φ5700×6200改造为 Φ6000/Φ7500×6700，化盐桶的中心桶增高300 mm，增加出水溢流圈，使溢出水面找平，底部进水布水管调整。其次，改造加压泵进口管道，使其由前反应器底部抽出改为自其上部抽出，下部增加排泥管，每班次定时排泥。设备改造后化盐桶的用盐由选择性用盐改为任意性，极大地稳定了生产。增加一台盐水给料泵(Q=180 m3/h，H=30 m，N=30 kW)，提高盐水供应量。

前反应罐出口增加2台加压泵(Q=100 m3/h，H=32 m，N=22 kW)，盐水由前反应罐直接送到后反应罐。增加一台后反应器，尺寸Φ3 500×17 600，V=105 m3。增加凯膜过滤器3台，规格:Φ 2 100，F=150 m2。

4 改造后

化盐桶无明显悬浮盐，且用盐品种可自由选择，管道内部不溶盐结晶也大大减少，保证了公司18万t离子膜烧碱系统生产的安全稳定运行。

改造后，加压泵机封未再次更换，之前连续更换4次，这一项可为公司每年节约上万元。

操作方法进行改进，前反应器搅拌，由24 h连续运行，改为每两天开启0.5 h，按每度电0.47元计算，每年可节约近5万元。

为了防止问题再发生，严格控制工艺指标，精心操作，强化管理，确保生产的安全稳定运行。进行日常检查工作，每周在化盐桶、前反应器，文丘里混合器、预处理器等不同地点，取样观察、分析、检查悬浮盐的量，通过调整盐水生产总阀FIC108的开度，查看盐水生产量变化大小，观察管道内部通畅情况。