一次盐水工序SST膜运行分析.docx

? ? 一次盐水工序SST膜运行分析 ? ? 林金元, 江泳 (浙江巨化股份有限公司电化厂，浙江 衢州 324004) 浙江巨化股份有限公司电化厂(以下简称“巨化电化厂”)离子膜法烧碱装置自2001年第1套电解装置投产以来，根据整体发展战略的需要，经过4次扩建，离子膜法烧碱产能已达46万t/a。一次盐水原为凯膜生产工艺，已运行多年，因设备老化使用寿命到期，已到换膜年限和设备大修期，2017年巨化电化厂开始采用了SST膜生产工艺。 1 一次盐水精制过滤技术 采用SST膜可生产高质量的一次盐水，具有投资费用少、占地面积小和运行成本低等显著特点。通过试验，在原有一次盐水工艺的基础上进行优化，开发了无预处理器的SST膜法精制盐水工艺；并经过多次筛选，选定了适合中国原盐品质的过滤膜。 1.2.1 SST膜工艺 SST膜工艺流程：经化盐后的粗盐水首先进入Na2CO3反应器，与纯碱反应60 min，形成较大的CaCO3固体中心，再流入NaOH反应器，与烧碱充分反应60 min，形成以CaCO3为中心、外围为Mg(OH)2的混合不溶物，在过滤泵控制的压力下进入SST膜过滤器；在过滤后的盐水中加入Na2SO3，消除游离氯后，进入一次盐水储罐。SST膜过滤器定期进行反冲洗，排泥，清洗。 1.2.2 凯膜工艺 凯膜工艺流程：经化盐后的粗盐水，加入精制剂氢氧化钠形成氢氧化镁沉淀，除去盐水中的镁离子，形成质量浓度为300～310 g/L的粗盐水；再通过加压泵送至加压溶气罐，自流入预处理器后，再溢流至后反应罐，加入碳酸钠形成碳酸钙沉淀以除去盐水中的钙离子。盐水经过进液高位槽，利用自身重力，通过凯膜过滤器得到后续生产所需的精盐水。凯膜过滤器定期进行清洗。 1.2.3 两膜工艺对比 与凯膜工艺相比，SST膜工艺取消了预处理器、加压溶气罐、助沉剂等辅助工艺，分两步分别加入纯碱和烧碱精制反应后，经过SST膜过滤器进行进一步过滤，大大缩短了工艺流程，减少了操作难度。 2 现存的问题及采用SST膜注意事项 2.1 操作控制系统落后，自动化程度低 2.1.1 问题 原一次盐水的膜过滤器上多采用挠性阀，该阀门使用故障率较高，膜过滤器操作多为现场PLC控制，操作人员必须去现场确认才能执行，不利于一次盐水自动化控制，出现异常时也不易发现并及时处理。 2.1.2 改进措施 将过滤器原有的现场操作柜控制的挠性阀全部改造成程控阀，并设计采用DCS程序控制。过滤器原人工酸洗也同步进行相应的技术改造，并实施智能化反冲洗，劳动效率显著提高。 2.2 盐水过碱量控制不好影响过滤盐水质量[1] 2.2.1 问题 盐水中过碱量控制不好会造成过滤盐水质量不稳定。粗盐水精制须添加氢氧化钠及碳酸钠以除去盐水中的钙镁离子，但后续盐水中的过碱量须控制在指标范围之内：NaOH的质量浓度为0.1～0.4 g/L，Na2CO3的质量浓度为0.4～0.6 g/L。在日常生产过程中，岗位操作人员使用标准硫酸溶液进行滴定分析，利用指示剂颜色变化确认滴定终点；但是原盐质量变化波动较大，且一次盐水使用SST膜后去掉了预处理器，致使盐水缓存时间缩短，盐水中过碱量较难稳定控制，过滤后的盐水质量波动较大。 2.2.2 改进措施 一次盐水精制过程中的两碱碱量测定属于中和滴定，可以运用电位滴定的原理进行分析，在盐水精制流程中安装在线分析仪表。滴定过程模拟人工对NaOH、Na2CO3混合溶液的碱量滴定方法，使用蠕动泵代替移液管进行样品量取，利用计量泵代替滴定管进行酸标准溶液滴加，以试样电位变化代替指示剂变色对滴定终点进行判定。将分析结果传输至DCS控制室，为操作提供了更加详细可靠的实时在线数据，便于及时调节NaOH、Na2CO3的加入量，从而保证了精制盐水的质量。两碱在线分析仪表检测数据与人工分析数据对比如表1所示。 表1 两碱在线分析仪检测数据与人工分析数据对比表Table 1 Sodium hydroxide and sodium carbonate content data determined by online analyzer and by manual analysis g/L 2.3 使用原盐种类变化，造成盐水质量波动 2.3.1 问题 巨化电化厂一次盐水工艺使用的原盐主要有井矿盐和进口海盐。受原盐采购周期影响，有时一次盐水装置全部使用井矿盐，一次盐水中二氧化硅及铝含量容易超标。 2.3.2 原因分析 经分析得知：全部使用井矿盐时，粗盐水盐泥量非常少，无法形成混凝过滤的效果而导致二氧化硅及铝含量超标。 2.3.3 改进措施 调整用盐配比，使海盐与井矿盐比例控制在3∶7，同时向粗盐水内加入适量氯化镁，使指标均降回到了指标范围内，取得了非常好的效果。 2.4 一次盐水装置中过滤压力偏高 2.4.1 问题 SS