復雜鹵水水質對真空制鹽的影響及應對措施

陳鵬飛，魏昭輝，林 楓

（安徽華塑股份有限公司，安徽 定遠 233290）

安徽華塑股份有限公司氯堿廠真空制鹽車間為下游燒堿車間提供電解所需的工業鹽， 并副產元明粉，設計產能 60 萬t/a，于 2012 年建成投產。 根據公司廢水“零排放”的生產方針，該車間負責將含有公輔反滲透濃水、本車間循環水溢流水、機封水、燒堿車間樹脂塔再生廢水、燒堿車間鹽泥壓濾水、燒堿車間地溝水等多種水送至鹽礦進行采鹵， 并使用這些采出的鹵水進行真空制鹽生產。

1 真空制鹽生產工藝過程

鹵水自P-200 出口進至加料總管， 經過HE-206 預熱后，一路去各效淘洗總管，另一路經多級預熱、 分效加料最終溫度達到120 ℃后， 大部分進入EV201 蒸發罐，在蒸發罐內蒸發濃縮后物料依次轉至 EV-202、EV-203、EV-204、EV-205 繼續蒸發濃縮，采用上一效蒸發出來的二次蒸汽加熱當效鹵水。隨著蒸發的進行， 物料被不斷濃縮， 氯化鈉不斷析出，排鹽后通過離心機甩干成為燒堿所需的工業鹽，離心機甩后液通過泵打至鹽系統加料總管中。 系統硫酸鈉含量逐效升高， 因溫度逐效降低、 溶解度上升，在鹽系統不會析出。 不斷濃縮的物料稱之為“母液”，母液在EV-205 蒸發到一定程度，硫酸鈉含量已上升到約70 g/L， 通過P-300 泵經三級預熱后預熱至約90 ℃后進入EV-301， 通過換熱器HE-301進一步加熱到102 ℃，隨著溫度的升高，硫酸鈉溶解度下降，最終在EV-301 大量析出，通過離心干燥后外售，硝系統硫酸鈉含量降低。 EV301 母液經EV-302、EV-303 兩級閃發降溫后， 由 P-304 泵轉回EV205，實現物料的閉合循環。

2 鹵水成分分析

表1 是選取一段時間內鹽礦鹵水進行主要成分分析的結果，從表1 可以看出，鹵水中COD 含量嚴重超標。 通過分析認為，COD 含量之所以居高不下，一方面是因為水中含有公輔反滲透濃水，COD 含量本身就比較高；另一方面，水中的有機雜質并不能在制鹽生產的過程中得到消解，伴隨著蒸發的進行，鹵水中的有機雜質被不斷濃縮， 通過母液外排的方式又返回鹽礦采鹵，往復循環，濃度不斷提升，時間越久，濃度越高。

表1 精鹵鹵水主要成分

3 鹵水水質對制鹽生產的影響

在生產初期，這些有機雜質對生產影響較小，隨著生產的進行，影響逐漸顯現。首先表現在系統開始起泡，泡沫厚度不斷增加。 增加到一定程度后，會影響液位計測量準確度，造成假液位，液位難以控制，二次蒸汽帶鹵造成含鹽凝液氯離子含量頻繁超標。因液位難以控制、有機雜質富集，進一步造成系統結“鍋巴”加快，加熱室堵塞，循環泵電流升高，系統析鹽、硝越來越慢，以致生產無法維持。

按硫酸鈉-氯化鈉-水三相體系溶解平衡數據，在100 ℃時，硫酸鈉溶解度在52.75 g/L 時已達到飽和，實際生產中，曾出現過硝系統100 ℃時，系統硫酸鈉濃度達到81.27 g/L 的情況， 系統析硝仍然很弱， 說明富集的有機雜質已影響到硫酸鈉在該溫度下的溶解度，使硫酸鈉不容易析出，系統硫酸鈉富集造成工業鹽硫酸根含量超標。這種情況已發生數次。

4 復雜水質生產的應對措施

（1）根據實際情況控制母液外排量

為了降低系統雜質，維持正常生產，鹵水濃縮到一定程度后， 必須加大母液外排量以平衡系統中的有機雜質總量。 排放母液一般在鹽系統末效EV205轉料及硝系統EV302 排污處，下面分別敘述。

a.硝系統母液排放。 因EV302 位于硝系統析硝后、轉鹽系統之前，在此處雜質最為富集，蒸發罐也最先起泡沫。當生產進行一段時間后，通過位于蒸發罐EV302 頂部的視鏡觀察蒸發罐沸騰情況及系統泡沫情況，如泡沫較多，開啟EV-302 排污閥門，根據蒸發罐泡沫情況調整排污閥門開度， 實際開度約兩三絲。

b.鹽系統母液外排。 此處位于鹽系統末效，除平衡系統雜質的功能外， 也用來平衡因硝系統析硝弱而富集的硫酸鈉。 根據生產經驗，當EV205 硫酸鈉含量上升至75 g/L 以上時， 就有可能造成工業鹽質量波動， 適當開啟母液排放閥門， 通過EV-205 及EV301 硫酸鈉含量變化調整閥門開度。 設計外排母液約10 m3/h，在生產后期，母液外排最高開到30 m3/h。

（2）加大淘洗量

當系統雜質進一步上升，造成硝系統析硝弱，硫酸鈉在系統富集， 進而造成鹽系統各效硫酸鈉含量超出控制指標時， 可采用臨時加大淘洗鹵水的方法回溶鹽系統析出的少量硝結晶， 維持生產。 根據經驗，這種方法一般不能使用超過3 個班，否則鹽質就會因系統硫酸鈉含量過高而失控。

（3）進行頂水操作，消除系統“鍋巴”

雜質富集到一定程度后，在加熱、濃縮的過程中析出，附著在加熱室列管上，形成類似“鍋巴”的垢層。 垢層形成后，一方面影響加熱室列管換熱，系統蒸發速度變慢，產量受到影響；另一方面，列管的循環通道變狹窄也會造成循環泵電流異常升高。

在操作中時刻關注各效蒸發罐壓力及循環泵電流情況，當蒸發罐壓力不正常升高、下一效循環泵電流上升，漲鹽情況不好時，會進行“頂罐”操作，即拉空電流異常那一效蒸發罐的固液比， 帶低蒸發罐料位后向系統大量注入熱水置換系統物料， 在熱水的溶解作用和大流量循環泵的沖刷作用下， 垢層溶解或被沖刷脫離加熱室列管， 加熱室的換熱能力和循環泵循環通道得到恢復，系統生產能力也得到恢復。該過程一般一月進行一次，每次耗時約2 h，對系統影響較小。

（4）按周期刷罐

連續生產較長周期后（根據水質情況，周期3～6 個月），系統會惡化到一定程度。 列管已經結垢較厚，蒸發室罐壁出現大塊結鹽，循環泵電流升高到一定程度，多次頂水仍然無法降低循環泵運行電流時，會停產進行一次徹底的刷罐。 即拉空整個系統的固液比，將物料徹底放盡，進熱水至正常液位，保持整個系統帶水循環，對系統進行長達6 h 的刷洗。

刷洗結束后，放盡系統中的水，通過對鹽硝預熱器、鹽硝加料管線進行化學清洗，徹底除去換熱器列管中的垢層。 EV-301 因硝結晶物溶解速度慢，刷罐后的效果不理想， 采用高壓清洗對EV-301 加熱室列管進行徹底清理。

5 生產情況介紹

目前，在多種措施下，生產參數控制平穩，工業鹽硫酸鈉含量控制在0.2%以下， 日平均產量達到1 800 t， 產量和質量能夠滿足燒堿車間一期用鹽需求。

6 總結

面對復雜鹵水水質引起的系統問題， 找到了一些方法，現在看是行之有效的。 隨著生產的進行，有機雜質會進一步升高，對系統的影響會更復雜，生產參數更加難以控制，在今后的生產中會繼續思考、交流、摸索和實踐。