有效降低鹽泥中氯化鈉含量的方法

梁愛華

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山063305）

唐山三友氯堿有限責任公司（以下簡稱“氯堿公司”）現有五期離子膜燒堿生產工藝，產能53 萬t/a。一次鹽水工序配置有30 萬t/a 預處理-凱膜精制系統及24 萬t/a 陶瓷膜過濾系統。 其中，預處理器4 臺，對應凱膜過濾器10 臺，無機膜過濾器3 臺，其產生的所有稀鹽泥經一次性壓濾后濾餅外送處理。 鹽泥濾餅中的含鹽量約為20%，與同行業普遍泥餅含鹽量相比偏高[1]，生產運行成本偏高。

1 鹽泥的產生及處理

氯堿公司使用的原鹽大部分為價格相對較低的粗鹽，含鈣鎂離子及泥沙較多。 離子膜電解工藝中，Ca2+、Mg2+等多價金屬離子會對離子膜造成嚴重傷害。 通過一次鹽水精制，大部分多價金屬雜質離子通過化學沉淀法被除去，被排至鹽泥池中，為防止二次鹽水精制過程樹脂塔交換能力不足，其中的鈣、鎂離子要求降低至4×10-6以下。

鹽泥的產生過程主要為：原鹽用溫度為65 ℃左右的化鹽水在化鹽桶中溶解，在折流槽中加入氫氧化鈉和次氯酸鈉溶液，將鎂離子以氫氧化鎂沉淀的形式除去，一路進入預處理器，上浮泥和下沉泥定期排至鹽泥池，清液進入反應槽，用碳酸鈉將鈣離子以碳酸鈣沉淀的形式除去， 再進入至凱膜過濾器，凱膜反沖液進入鹽泥池；另一路進入陶瓷膜前反應系統，用碳酸鈉將鈣離子以碳酸鈣沉淀的形式除去，進入陶瓷膜過濾器，產生的鹽泥排至鹽泥池。

鹽泥池中的鹽泥經鹽泥泵加壓后輸送至板框壓濾機中壓濾，濾液回收至化鹽水儲槽繼續化鹽使用，濾餅則定期排至外界進行處理。 板框壓濾機運行采用在線PLC 系統控制，鹽泥壓濾的工藝操作流程為： 接通電源→壓緊濾板→進料過濾→洗滌濾餅→吹氣→松開濾板→拉板卸料→清洗、 整理濾布→由此至壓緊濾板循環使用。 板框壓濾機的結構、板框狀態、濾布的良莠決定于濾餅的含水量，而其中每個操作環節和工藝參數控制將直接影響板框壓濾效果和濾餅中的含鹽量。 2018 年1-12 月氯堿公司鹽泥運輸數據統計表見表1。

表1 2018年1月-12月氯堿公司鹽泥運輸數據統計表

由表1 得知，2018 年全年氯堿公司鹽泥運輸總量高達19 320 t，按平均含鹽20%計算，每年將會造成3 864 t 的氯化鈉的損失。故氯堿公司致力于在降低鹽泥中含鹽量上，找出降本增效的方法，促進企業良性發展。

2 降低鹽泥中氯化鈉含量的方法

一次鹽水鹽泥池中的鹽泥攪拌后，經鹽泥泵加壓后輸送至鹽泥板框壓濾機中，壓濾后的濾液回收至化鹽水儲槽繼續化鹽使用，濾餅則排至外界定期處理。 按過去傳統的操作方式，排壓濾機的步驟為：進液、加壓、吹風、水洗、排泥，鹽泥溫度保持在50 ℃左右。 造成鹽泥池液位持久不下，操作工每班至少排壓濾機三四臺， 壓濾機狀況不佳時甚至排7 臺。壓濾出的泥餅較稀，含鹽及含水量極大，稀濾餅一方面不利于原料回收，另一方面壓濾機泥餅形成的稀泥流至鹽場和馬路上，嚴重污染現場環境。

2.1 改進鹽泥壓濾操作法

對此氯堿公司燒堿車間進行管理結構優化，改進壓濾機排泥操作方法， 將排壓濾機的步驟改為：進液、加壓、吹風、水洗、吹風、水洗、排泥。 其中，兩次吹風和水洗總量與改進前吹一次工藝風所用量一致，不額外增加工藝風和洗滌水量，水洗后的濾液仍當作化鹽水繼續化鹽。

實施效果：分別取操作法改進前和改進后的濾餅實驗樣品進行含鹽分析，濾餅中的含鹽量對比結果見圖1。得出改進操作法后，濾餅中含鹽量降低了近50%。 新方法實施半年以來，每班只排2 臺壓濾機即可滿足生產需求，大大降低了勞務負荷；濾餅含鹽有效降低至14%以內， 顯著提高了原鹽回收率；濾餅干燥成型，含水量較低，壓濾效果良好；壓濾機樓下環境得以改善。

圖1 改進排泥操作法前后泥餅含鹽量對比情況

2.2 提高鹽泥壓濾溫度

（1）一次鹽水系統換熱系統改造。 即將一次鹽水工序的一期、三期化鹽水換熱器共5 臺，由熱水換熱改為蒸汽換熱。 在該車間的氯化氫合成工序，將蒸汽合成爐的蒸汽出口總管上分出一路，直接供應一次鹽水換熱系統，增加自動調節閥，充分利用該車間副產蒸汽，減少外網蒸汽使用量，降低運行成本的同時，間接提高鹽泥溫度。 此外，換熱系統改造注重自動化控制，增加蒸汽自動調節閥，與蒸汽壓力進行聯鎖控制，規避蒸汽合成爐壓力不穩定造成換熱溫度波動等風險因素。

（2）鹽泥池增加蒸汽自動控制。 即在輸送至一次鹽水換熱器的蒸汽管線上，分出一支通入鹽泥池液面以下，增加自動調劑閥，并在鹽泥泵回流管處增加遠傳溫度計， 隨時在線監控鹽泥池的溫度，以穩定工藝指標，保證壓濾效果。 此部分調節閥和溫度計均屬于利舊儀表，未增加采購成本。 蒸汽系統在一次鹽水鹽泥系統中的應用示意圖見圖2。

實施效果分析：改造前，進鹽泥池的蒸汽量依靠現場操作工經驗、鹽泥池液位和鹽泥池現場冒蒸汽的大小進行手動調節，無數據參考依據，且因調節不及時造成工藝指標波動較大。 蒸汽量打開過大時，一方面增加運行成本；另一方面造成鹽泥池周圍蒸汽外冒，嚴重影響現場環境；此外，鹽泥溫度過高會直接降低板框壓濾機濾布的使用壽命；鹽泥溫度過低，泥池液位下降慢，鹽泥易黏粘壓濾機濾布，影響濾布通透性，大大降低壓濾效果。

經增加蒸汽調節閥和遠傳溫度表改造后，DCS可將鹽泥池溫度與蒸汽調節閥設置控制回路，依據泥池中稀鹽泥的溫度，自動調節蒸汽量，有效降低蒸汽消耗且合理控制鹽泥溫度，提高壓濾機工作效率，同時充分利用該車間副產蒸汽，減少外網蒸汽補充。

圖2 蒸汽系統在一次鹽水鹽泥系統中的應用示意圖

2.3 提升壓濾水洗壓力

經檢測，一次鹽水界區內的生產水輸送至鹽泥壓濾系統后的壓力不足0.2 MPa，因壓力較低，溫度較低，水洗濾餅效果還有一定的提升空間，即低壓低溫的生產水不能有效快速將鹽泥中的鹽分溶解、稀釋和回收，可以在此方面進行進一步優化。 特向該公司申請為一次鹽水工序購置了1 臺高壓管道泵， 主要用于增加鹽泥水洗過程中洗滌水的壓力，同時增加泵自動啟停控制，提升自動化水平。 提高水洗壓力后泥餅含鹽量對比情況見表2。

表2 提高水洗壓力后泥餅含鹽量對比情況

實施效果分析：經提升壓濾水洗壓力后，濾餅中的含鹽量降低至10%以內，鹽泥中氯化鈉回收量大幅提升。 鹽泥濾餅干燥，一次鹽水現場環境得到充分改善。 以2018 年全年氯堿公司鹽泥運輸總量19 320 t 為參考值，年可創效40 余萬元。

3 結語

經過創新鹽泥壓濾操作法、技術改造、優化工藝條件等辦法，一次鹽水工序的鹽泥濾餅含鹽量由20%左右降低至10%以內，經近期運行情況來看，含鹽指標已穩定在5%左右， 大幅度減少了鹽泥濾餅中的含鹽量，降低了企業生產成本，提高自動化操作水平，明顯減輕了操作人員的勞動強度，改善了現場環境。 此外，作為集團循環經濟重要組成部分，氯堿公司充分發揮中軸作用，突出“保安全、保環保、保廉潔、保現金流、強黨建、強科技、壓成本”的發展戰略，強調節能降耗，重視安全環保項目實施，不斷在技術改造和科技創新工作上繼續向前。