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(zé)任公司，河北 唐山063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司（以下簡稱“氯堿公司”）現(xiàn)有五期離子膜燒堿生產(chǎn)工藝，產(chǎn)能53 萬t/a。一次鹽水工序配置有30 萬t/a 預(yù)處理-凱膜精制系統(tǒng)及24 萬t/a 陶瓷膜過濾系統(tǒng)。 其中，預(yù)處理器4 臺，對應(yīng)凱膜過濾器10 臺，無機(jī)膜過濾器3 臺，其產(chǎn)生的所有稀鹽泥經(jīng)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(yè)普遍泥餅含鹽量相比偏高[1]，生產(chǎn)運(yùn)行成本偏高。

1 鹽泥的產(chǎn)生及處理

氯堿公司使用的原鹽大部分為價(jià)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(jià)金屬離子會對離子膜造成嚴(yán)重傷害。 通過一次鹽水精制，大部分多價(jià)金屬雜質(zhì)離子通過化學(xué)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(chǎn)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(jìn)入預(yù)處理器，上浮泥和下沉泥定期排至鹽泥池，清液進(jìn)入反應(yīng)槽，用碳酸鈉將鈣離子以碳酸鈣沉淀的形式除去， 再進(jìn)入至凱膜過濾器，凱膜反沖液進(jìn)入鹽泥池；另一路進(jìn)入陶瓷膜前反應(yīng)系統(tǒng)，用碳酸鈉將鈣離子以碳酸鈣沉淀的形式除去，進(jìn)入陶瓷膜過濾器，產(chǎn)生的鹽泥排至鹽泥池。

鹽泥池中的鹽泥經(jīng)鹽泥泵加壓后輸送至板框壓濾機(jī)中壓濾，濾液回收至化鹽水儲槽繼續(xù)化鹽使用，濾餅則定期排至外界進(jìn)行處理。 板框壓濾機(jī)運(yùn)行采用在線PLC 系統(tǒng)控制，鹽泥壓濾的工藝操作流程為： 接通電源→壓緊濾板→進(jìn)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(huán)使用。 板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)、板框狀態(tài)、濾布的良莠決定于濾餅的含水量，而其中每個(gè)操作環(huán)節(jié)和工藝參數(shù)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(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表見表1。

表1 2018年1月-12月氯堿公司鹽泥運(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

由表1 得知，2018 年全年氯堿公司鹽泥運(yùn)輸總量高達(dá)19 320 t，按平均含鹽20%計(jì)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(jìn)企業(yè)良性發(fā)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(jīng)鹽泥泵加壓后輸送至鹽泥板框壓濾機(jī)中，壓濾后的濾液回收至化鹽水儲槽繼續(xù)化鹽使用，濾餅則排至外界定期處理。 按過去傳統(tǒng)的操作方式，排壓濾機(jī)的步驟為：進(jìn)液、加壓、吹風(fēng)、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(jī)三四臺， 壓濾機(jī)狀況不佳時(shí)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(jī)泥餅形成的稀泥流至鹽場和馬路上，嚴(yán)重污染現(xiàn)場環(huán)境。

2.1 改進(jìn)鹽泥壓濾操作法

對此氯堿公司燒堿車間進(jìn)行管理結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改進(jìn)壓濾機(jī)排泥操作方法， 將排壓濾機(jī)的步驟改為：進(jìn)液、加壓、吹風(fēng)、水洗、吹風(fēng)、水洗、排泥。 其中，兩次吹風(fēng)和水洗總量與改進(jìn)前吹一次工藝風(fēng)所用量一致，不額外增加工藝風(fēng)和洗滌水量，水洗后的濾液仍當(dāng)作化鹽水繼續(xù)化鹽。

實(shí)施效果：分別取操作法改進(jìn)前和改進(jìn)后的濾餅實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行含鹽分析，濾餅中的含鹽量對比結(jié)果見圖1。得出改進(jìn)操作法后，濾餅中含鹽量降低了近50%。 新方法實(shí)施半年以來，每班只排2 臺壓濾機(jī)即可滿足生產(chǎn)需求，大大降低了勞務(wù)負(fù)荷；濾餅含鹽有效降低至14%以內(nèi)， 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(jī)樓下環(huán)境得以改善。

圖1 改進(jìn)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(tǒng)換熱系統(tǒng)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(yīng)一次鹽水換熱系統(tǒng)，增加自動調(diào)節(jié)閥，充分利用該車間副產(chǎn)蒸汽，減少外網(wǎng)蒸汽使用量，降低運(yùn)行成本的同時(shí)，間接提高鹽泥溫度。 此外，換熱系統(tǒng)改造注重自動化控制，增加蒸汽自動調(diào)節(jié)閥，與蒸汽壓力進(jìn)行聯(lián)鎖控制，規(guī)避蒸汽合成爐壓力不穩(wěn)定造成換熱溫度波動等風(fēng)險(xiǎn)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(diào)劑閥，并在鹽泥泵回流管處增加遠(yuǎn)傳溫度計(jì)， 隨時(shí)在線監(jiān)控鹽泥池的溫度，以穩(wěn)定工藝指標(biāo)，保證壓濾效果。 此部分調(diào)節(jié)閥和溫度計(jì)均屬于利舊儀表，未增加采購成本。 蒸汽系統(tǒng)在一次鹽水鹽泥系統(tǒng)中的應(yīng)用示意圖見圖2。

實(shí)施效果分析：改造前，進(jìn)鹽泥池的蒸汽量依靠現(xiàn)場操作工經(jīng)驗(yàn)、鹽泥池液位和鹽泥池現(xiàn)場冒蒸汽的大小進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，無數(shù)據(jù)參考依據(jù)，且因調(diào)節(jié)不及時(shí)造成工藝指標(biāo)波動較大。 蒸汽量打開過大時(shí)，一方面增加運(yùn)行成本；另一方面造成鹽泥池周圍蒸汽外冒，嚴(yán)重影響現(xiàn)場環(huán)境；此外，鹽泥溫度過高會直接降低板框壓濾機(jī)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(jī)濾布，影響濾布通透性，大大降低壓濾效果。

經(jīng)增加蒸汽調(diào)節(jié)閥和遠(yuǎn)傳溫度表改造后，DCS可將鹽泥池溫度與蒸汽調(diào)節(jié)閥設(shè)置控制回路，依據(jù)泥池中稀鹽泥的溫度，自動調(diào)節(jié)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(jī)工作效率，同時(shí)充分利用該車間副產(chǎn)蒸汽，減少外網(wǎng)蒸汽補(bǔ)充。

圖2 蒸汽系統(tǒng)在一次鹽水鹽泥系統(tǒng)中的應(yīng)用示意圖

2.3 提升壓濾水洗壓力

經(jīng)檢測，一次鹽水界區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)水輸送至鹽泥壓濾系統(tǒng)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(chǎn)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(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)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(shí)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(shí)施效果分析：經(jīng)提升壓濾水洗壓力后，濾餅中的含鹽量降低至10%以內(nèi)，鹽泥中氯化鈉回收量大幅提升。 鹽泥濾餅干燥，一次鹽水現(xiàn)場環(huán)境得到充分改善。 以2018 年全年氯堿公司鹽泥運(yùn)輸總量19 320 t 為參考值，年可創(chuàng)效40 余萬元。

3 結(jié)語

經(jīng)過創(chuàng)新鹽泥壓濾操作法、技術(shù)改造、優(yōu)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(nèi)，經(jīng)近期運(yùn)行情況來看，含鹽指標(biāo)已穩(wěn)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(yè)生產(chǎn)成本，提高自動化操作水平，明顯減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，改善了現(xiàn)場環(huán)境。 此外，作為集團(tuán)循環(huán)經(jīng)濟(jì)重要組成部分，氯堿公司充分發(fā)揮中軸作用，突出“保安全、保環(huán)保、保廉潔、保現(xiàn)金流、強(qiáng)黨建、強(qiáng)科技、壓成本”的發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)節(jié)能降耗，重視安全環(huán)保項(xiàng)目實(shí)施，不斷在技術(shù)改造和科技創(chuàng)新工作上繼續(xù)向前。