一次鹽水生產(chǎn)優(yōu)化運行總結(jié)

劉 超，劉賀東

（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)任公司離子膜燒堿裝置自2005年投產(chǎn)以來，產(chǎn)能逐年提升，目前燒堿產(chǎn)能達(dá)53.5萬t/a。隨著燒堿產(chǎn)能提升，一次鹽水工藝在產(chǎn)能提升工程中也對原有工藝進行改造和優(yōu)化，形成凱膜、陶瓷膜共同運行的模式。在鹽水產(chǎn)能提升過程中，不但從設(shè)備選型上朝著大型化、工藝操作自動化方向發(fā)展，而且在原有工藝基礎(chǔ)上通過采取在線監(jiān)控、在線分析、工藝小改等手段保障裝置高效運行。

1 HVM膜撓性閥改為鈦切斷閥，解決撓性閥故障率高的問題

HVM膜過濾器為鹽水工序去除鈣離子的核心設(shè)備，過濾程序由PLC控制，各撓性閥按功能自動切換，為保持膜的過濾效率，鹽水精制過程中HVM膜過濾器需通過反沖排渣將附著在HVM膜表面的碳酸鈣雜質(zhì)沖掉，HVM膜反沖時間為30 min/次。HVM膜所用程控閥為撓性閥，主體材質(zhì)為橡膠，頻繁開關(guān)造成撓性閥變形或破損，撓性閥內(nèi)膽變形造成HVM膜進液不暢、反沖排渣效果差，降低凱膜利用率，并且由于撓性閥結(jié)構(gòu)特殊容易造成閥門漏氣現(xiàn)象，造成儀表氣浪費，影響鹽水過濾器的正常運行，嚴(yán)重時鹽水產(chǎn)量將會受限，從而增加企業(yè)的運行成本，降低生產(chǎn)效益。為降低生產(chǎn)成本和保證鹽水產(chǎn)量，該公司經(jīng)過綜合評估決定將HVM膜過濾器程控的撓性閥更換為鈦材切斷閥。切斷閥使用原有撓性閥的氣源及控制電纜，控制程序不變。

HVM膜所屬的程控?fù)闲蚤y更換為鈦切斷閥后，經(jīng)過近一年的運行未出現(xiàn)過檢修及更換情況，使用狀況良好。

2 通過關(guān)聯(lián)參數(shù)設(shè)置自動化調(diào)節(jié)，優(yōu)化控制提高自動化

陶瓷膜出液鹽水流量與鹽酸加入量串級調(diào)節(jié)，做到精制劑加入實時調(diào)控、優(yōu)化指標(biāo)控制。

無機陶瓷膜過濾器在長時間的運行后，碳酸鈣、氫氧化鎂及藻類附著在膜表面導(dǎo)致通量變化、過濾能力下降。為使膜的過濾通量得到恢復(fù)、生產(chǎn)能力達(dá)到起始狀態(tài)，需對陶瓷膜進行膜再生處理。再生處理的方式有物理反沖和化學(xué)清洗兩種。物理反沖是采用過濾后的精制鹽水經(jīng)過反沖罐由壓縮空氣加壓后對膜表面進行瞬間反向沖洗，將膜面附著的碳酸鈣、氫氧化鎂等附著物清除，使陶瓷膜通量增大，過濾能力得以恢復(fù)。陶瓷膜一二三級逐級反沖時，滲透液出液閥會逐級關(guān)閉，精制后的鹽水流量會降低，調(diào)節(jié)pH值的鹽酸加入閥門需要人為干預(yù)，以保證鹽酸pH值的穩(wěn)定。

由于反沖頻繁且時間短，人為干預(yù)較為困難，為避免因陶瓷膜反沖時造成陶瓷膜出液pH值波動大或不合格，通過將陶瓷膜加酸調(diào)節(jié)閥與陶瓷膜一二三級的出液總流量設(shè)置關(guān)聯(lián)控制，即：鹽酸加入量/陶瓷膜一二三級過濾鹽水出液總量=K系數(shù)，為提高精確度K系數(shù)小數(shù)點后保留4位數(shù)。日常生產(chǎn)時DCS根據(jù)陶瓷膜出液pH值可調(diào)整K系數(shù)調(diào)節(jié)加酸量，若陶瓷膜出現(xiàn)生產(chǎn)波動或開停車，DCS負(fù)責(zé)解除關(guān)聯(lián)控制關(guān)系，手動控制加酸量；待生產(chǎn)平穩(wěn)后再設(shè)置關(guān)聯(lián)控制。

3 在線監(jiān)控儀表使用，做到實時監(jiān)測

一次鹽水精制過程中，粗鹽水除Ga2+工藝是依靠在粗鹽水中加入一定濃度的Na2CO3溶液，使其與粗鹽水中的Ga2+反應(yīng)生成GaCO3沉淀，再經(jīng)過HVM膜過濾器或陶瓷膜過濾器過濾除去。粗鹽水精制除Mg2+工藝是依靠在粗鹽水中加入精制劑NaOH，使其與Mg2+離子反應(yīng)生成Mg（OH）2，再經(jīng)過預(yù)處理器上排泥去除。鹽水中過堿量（過量氫氧化鈉、過量碳酸鈉）直接影響Na2CO3與Ga2+、NaOH與Mg2+是否充分反應(yīng)，Ga2+、Mg2+是否有效的被除去。一次鹽水的質(zhì)量直接決定螯合樹脂塔的運行周期，更嚴(yán)重的可能會使螯合樹脂失去吸附能力，使Ga2+、Mg2+離子直接進入電解槽，對離子膜造成不可逆損傷。一次鹽水生產(chǎn)過程中控制關(guān)鍵的指標(biāo)：（1）過堿量（過量氫氧化鈉、過量碳酸鈉）；（2）一次鹽水鈣、鎂含量；傳統(tǒng)的檢測方法還是依賴人工滴定進行檢測，無法實時監(jiān)測，存在滯后性及客觀差異性等諸多問題。

在線過堿分析儀的使用可以更加準(zhǔn)確、有效地監(jiān)控過堿量變化，并以在線鈣鎂分析儀分析結(jié)果為參考，將分析數(shù)值遠(yuǎn)傳至DCS畫面，DCS通過對在線分析儀數(shù)據(jù)的變化進行分析，及時發(fā)現(xiàn)并糾正偏離控制的軌跡，優(yōu)化一次鹽水生產(chǎn)過程指標(biāo)控制、節(jié)約精制劑的使用，降低生產(chǎn)成本的同時有效保障鹽水Ga2+、Mg2+指標(biāo)合格穩(wěn)定，最大限度減輕螯合樹脂塔的處理壓力。

4 結(jié)語

一次鹽水生產(chǎn)較為粗放，通過在生產(chǎn)中不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題，逐步提升鹽水生產(chǎn)設(shè)備的性能及控制水平，降低一次鹽水運行成本，保持生產(chǎn)的高效、可持續(xù)性。