提高摻鹵比例降低原鹽消耗

紀祥娟，蘇裕

（1.魯南煤化工研究院，山東濟寧272000；2.濟寧中銀電化有限公司，山東濟寧272120）

提高摻鹵比例降低原鹽消耗

紀祥娟1，蘇裕2

（1.魯南煤化工研究院，山東濟寧272000；2.濟寧中銀電化有限公司，山東濟寧272120）

通過對濟寧中銀電化有限公司離子膜法制堿生產系統的SO2-4平衡和水平衡分析，討論了影響摻鹵比例的因素，提出了提高摻鹵比例的有效途徑并加以運用，對摻鹵制堿的經濟效益進行了初步測算，效果較明顯。

鹽水；鹵水；SO2-4平衡；水平衡；摻鹵比

由于中國的氯堿裝置越建越多，規模越來越大，原鹽的供應日益緊張，再加上運費增加等因素，使得生產成本居高不下。對此，降低原鹽的消耗，尋找價格相對低廉的原料替代原鹽，至關重要。

2008年，濟寧中銀電化有限公司在新上Ⅳ期離子膜制堿裝置的同時，淘汰了原有的5萬t/a隔膜制堿裝置，現有的燒堿生產全部為離子膜工藝，以期降低生產成本，提高市場競爭力，利用地理優勢，提高原鹽中鹵水的使用比例。

1 影響摻鹵比例的主要因素

離子膜電解制燒堿的過程中，鹽水大量循環，鹵水的用量除了受制于整個系統中的水平衡外，還有一點不容忽視，因為鹽水的不斷循環，溶液中的SO2-4逐漸富集，必然會對生產產生一定影響。

1．2系統水平衡對摻鹵比例的影響

為對系統內的進出物料有較為直觀的認識與比較，設計表1和表2來表明整個離子膜法電解制燒堿系統中的進入和送出物料名稱和組成。

表1 進入系統的主要物料名稱和組成

表2 送出系統的主要物料名稱和組成

通過表1、表2物料分析可以看出，海鹽中NaCl的質量分數為96%，鹵水中NaCl的質量濃度為290 g/L，而鹽水精制后送入電解槽的質量濃度要求為310~315 g/L，很顯然，鹵水中的NaCl質量濃度偏低。在保持現有膜法除硝裝置的規模與能力，并保證二次精制鹽水的質量和系統內水平衡的情況下，要想提高原料中鹵水的使用比例，就要盡量減少系統的外加水量，盡量用系統中的循環水。經過一段時間的摸索，找出了影響系統水平衡的因素，以魚刺圖的形式表示，如圖1。

2 減少系統外加水量的途徑

對照圖1所示的各因素，采取了以下措施，最大限度減少系統的外加水量。

（1）將調整粗鹽水濃度的一次水改為淡鹽水。化鹽桶出鹽水的質量濃度為316 g/L，初始通過加入一次水使粗鹽水的質量濃度降為314 g/L，先按每升計算，加入的一次水量為（316-314）÷314＝0.006 4，即每立方米粗鹽水需要加入一次水量約為6.4 L。為提高摻鹵比，停止向系統內加入一次水，改用離子膜脫氯淡鹽水調整粗鹽水濃度（淡鹽水為系統內已有量），維持整個系統內水平衡，空缺的一次水可以加入鹵水來補充，即可以向系統內多加鹵水。已知每小時鹽水的產量為280m3，則每天的鹵水加入量為280×24×6.4＝43 008（L）≈43（m3），又知鹵水的質量濃度為290 g/L，所以，每天加入鹵水量折純鹽質量為43×0.29＝12.47（t）。2009年平均每天產燒堿580 t，噸耗原鹽為1.57 t，則每天耗鹽為580×1.57＝910.6（t），折純鹽為910.6×95%＝865.07（t），可提高鹵水的使用比例為1.4%。

（2）將溶解純堿的一次水改為脫氯后淡鹽水。通過對比實驗，確定了淡鹽水溶解純堿的質量分數為6%，確保純堿全部溶解，杜絕了純堿浪費，可提高鹽水的摻鹵比例約1.8%。

（3）將泵類冷卻水改到系統外排放。通過增加泵體冷卻水的塑料軟管長度，將離子膜工段的過濾鹽水泵、鹽水工段的溶解細鹽泵、高壓泵等共5臺泵的冷卻水外排可提高鹽水的摻鹵比例約1.8%（每臺冷卻泵的流量以0.23m3/h計）。

（4）將清洗化鹽桶時的一次水改為淡鹽水，可提高鹽水中鹵水的比例約0.2%。

（5）配制助沉劑聚丙烯酸鈉時嚴格按照質量分數0.5%進行配制，可提高鹽水中的鹵水比例為0.6%。

（6）Ⅳ期離子膜電解開車后，氯水全部進入真空脫氯系統。現在，啟用原來空氣吹除脫氯系統，將吹除后的氯水部分送至聚氯乙烯生產裝置生產次氯酸鈉，部分送至污水處理站直接外排，可提高摻鹵比例約6.2%。

3 提高摻鹵比例后的經濟效益估算

通過采取上述措施，整個生產系統使用的摻鹵比例較不考慮水平衡時可提高約12%，系統運行半年來，整個生產中平均摻鹵比例達到36%，達到了業內同類裝置的先進摻鹵水平。在摻鹵前后，對離子膜電解用的二次精制鹽水的指標進行考核，并未發現有明顯異常，這說明摻鹵比例提高后的二次鹽水完全可以滿足離子膜電解制堿的生產要求。

摻加鹵水比例由24%提高到36%后，鹵水處理成本為10元/t。2009年生產燒堿208 776 t，每噸堿耗鹽1.57 t（折純NaCl計），則總耗鹽量為327 778.32 t，鹵水折鹽量為3 327 778.32×12%＝39 333.4（t）。2009年原鹽平均價格為236元/t，鹵水價格為190元/t，多加的鹵水處理成本為10元/t，提高摻鹵比例后，全年的經濟效益為141.6萬元。

4 結語

通過對工藝情況的分析與改進，不放過任何能提高摻鹵比例的因素，最終以極少的資金投入和較少的工藝改進獲得了顯著的經濟效益。經過分析，提高摻鹵比例的途徑還可以從下方面考慮：現場管理更加嚴格與細化，加強操作人員的責任心，確保各項工藝指標的控制與操作；確保氯水最低限度地進入系統；采用淡鹽水蒸濃技術等。在實際運行時，摻鹵比例可根據整體效益情況進行控制，不能盲目追求最大摻鹵比。

Im provebittern ratio to reduce crude salt consum ption

JIXiang-juan1，SUYu2
（1.Lunan CoalChemical Institute，Jining 272000,China；2.Jining Zhongyin Electro-ChemicalCo.,Ltd.,Jining272120,China）

By the analysisofbalance and water balance in the ionicmembrane caustic soda production system,themain impact factor on mixing ratio of the bittern were discussed,and the effectivemethod to improve themixing proportion of bittern were put forward and applied.The economic profitswas calculated preliminarily,and the resultwasbetter.

brine;bittern;balance;water balance;mixing ratio ofbittern

book=8,ebook=68

TQ114.26+1

B

1009－1785(2010)07－0008-02

2010-04-07