搬迁项目一次盐水运行总结

搬迁项目一次盐水运行总结闫进福;万江涛【摘要】介绍了滨化集团股份有限公司一次盐水搬迁后盐水处理工艺发生的变化及其采用的预处理+盐水过滤和盐水直接过滤两种生产工艺，分析了膜脱硝生产过程中遇到的问题，并根据实际问题提出了具体解决方案，提高了装置的运行质量.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷)，期】2017(053)008【总页数】3页(P6-8)【关键词】化盐;盐水精制;异常处理;过滤器;膜法脱硝【作者】闫进福;万江涛【作者单位】滨化集团股份有限公司,山东滨州256619;滨化集团股份有限公司,山东滨州256619【正文语种】中文【中图分类】TQ114.261滨化集团位于山东省北部渤海之滨的滨州市，南邻淄博，东邻东营，西与济南接壤，处于山东半岛蓝色经济区与省会城市群经济圈经济区结合部。目前滨化集团化工分公司烧碱装置生产能力44万t/a，化工分公司氯碱生产工艺分别为伍迪膜极距电解槽、氯工程膜极距电解槽、伍迪氧阴极电解槽，3套离子膜装置共用一套一次盐水处理工序。盐水处理工序采用皮带机上盐、地下池化盐的方式，预处理器+膜过滤工艺和无预处理+膜过滤工艺同时运行，盐水精制采用戈尔膜过滤器。化工分公司搬迁项目一次盐水装置于2013年10月投产。目前，装置运行稳定，一次盐水质量优良。由于滨化集团处于渤海之滨，原盐资源丰富，沾化、潍坊、东营等地的原盐运到滨化集团不过100km的路程，另外，滨化集团下属盐场在在滨州市沾化区境内，产原盐50多万t/a。原盐自给率接近50%，使用的其他原盐由周边4~5家盐场供应，全部使用海盐。原盐验收质量指标控制值如下：w(NaCl)>94.5%;w(Ca2+)<0.17%;w(Mg2+)<0.13%;;;w(H2O)<4.2%;w(I-)<0.5mg/kg;w(水不溶物)<0.3%。化盐池采用半地下式，逆流接触法化盐，原盐由装载机加入皮带机始端上部的漏斗，使漏斗内始终保持有一定量的原盐，通过红外线盐层高度自控装置控制皮带机电动机滚筒的启停，将原盐加入到化盐池，实现连续上盐。化盐水通过—定高度的原盐的逆流接触而达到饱和，后自流至粗盐水池内；池内液位由粗盐水泵往外输送。滨化集团共设有4台化盐池，开3备1,便于日常清理盐池内盐泥。2.1盐水预处理+过滤工艺预处理器+过滤器盐水精制工艺为：离子膜电解后的脱氯淡盐水一部分经膜脱除后进入化盐水罐，另一部分和装置回收水直接进入配水罐作为化盐用水；化盐水经换热器调整温度至50~60°C,用泵输送到化盐池进行化盐；饱和的氯化钠溶液在粗盐水折流槽中加入次氯酸钠溶液，除去其中的有机物和菌藻类等杂质，流入粗盐水池；在粗盐水池中加NaOH，调节pH值到10-12,粗盐水中的镁离子充分反应后，用泵输送到加压溶气罐；在加压溶气罐溶解足够量的空气，进入文丘里混合器，与絮凝剂三氯化铁充分混合后，进入预处理器；在预处理器中与盐水中的氢氧化镁形成上浮泥，在预处理器上部自流进入盐泥管道；除去镁离子后的盐水在预处理器中部流出，进入后反应器，在反应器加入过量碳酸钠，将粗盐水中的钙离子反应生成碳酸钙，进入膜过滤器；在膜过滤器中除去碳酸钙及其他大部分杂质并调节pH值后，进入一次盐水储罐。2.2盐水直接过滤工艺还有一套无预处理器+过滤器盐水精制工艺。就是从化盐池流出的饱和氯化钠溶液一部分直接进入另一个粗盐水池，在粗盐水池中用泵输送到前反应罐加入碳酸钠溶液，经充分反应后到后反应罐再加入氢氧化钠溶液，充分反应后的盐水用泵直接送至盐水过滤器，除去钙镁和其他大部分杂质并调节pH值后，进入一次盐水储罐，和预处理器+过滤器工艺处理后的盐水一起输送到盐水二次精制工序，再经二次精制，进一步降低盐水中钙、镁等杂质含量后，合格的一次盐水进入超精盐水储罐，供离子膜装置使用。2.3盐水过滤器盐水采用戈尔膜过滤器过滤，具体过程为：粗盐水通过进液阀进入过滤器，经过滤袋进行过滤，清液经上腔排出；过滤一段时间后，当滤饼达到一定厚度时，系统自动进入反冲洗状态，进液阀、反冲阀、放气阀按各自功能自动切换，使滤饼脱离滤袋并沉降到过滤器的锥型底部，系统重新进入过滤状态；当底部滤渣达到一定高度时，系统会自动打开排渣阀，将滤饼迅速排出。两套盐水过滤系统分别采用ZF膜和戈尔SST膜，两种膜采用聚四氟乙烯原料，经特殊一次成型工艺制作而成，耐腐蚀性好，机械强度高，过滤压力低，过滤精度高，过滤面积大，过滤通量高。每台过滤器过滤流量最高可达到80m3/h,p(SS)保证值小于5x10-7，一般都在3x10-7左右。膜使用寿命长，一般3年以上，戈尔SST膜可以更长，预计5年，维修更换方便。两种工艺系统下产出的一次盐水指标无明显差别，自2013年开车至今，平均出膜盐水指标如下：w(Ca2+),7.241x10-7;w(Mg2+),8.6x10-9;w(Fe2+)+w(Fe3+),1.84x10-8;w(Ni2+),8.7x10-9;w(SiO2),1.0495x10-6;w(Mn2+),8.9x10-9;w(Ba2+),1.654x10-8;w(Sr2+),1.1242x10-6;w(Al3+),3.24x10-8。—次盐水装置自2013年10月开车至今已运行3.5年，随着生产运行时间的延长，生产、工艺、设备上一些问题也逐渐暴露出来。滨化集团针对盐水工序各步骤的生产状况进行了进一步的研究，总结出以下6点经验。3.1预处理器浮上桶清液上升管结晶堵塞预处理直径达22m，属于现场制作设备，由于在制作过程中赶工期、制作水平、加工精度、地基下沉等因素，使得预处理器清液上升管出口不在同一个水平面上，造成清液出口管各路流量不均匀，开车初期负荷相对较低，盐水量较低，再加上浮上桶清液区内的上升管露在盐水外面，尤其是在气温较低的鲁北地区，长时间使用会有大量的盐结晶形成，影响出料盐水流量。时间久了造成盐水偏流。利用电流调整降低运行负荷的机会，测量盐水出口中最低的出口管线高度。并以此为基准，统一调整其他盐水出口管高度。调整后，盐水不再偏流。3.2过滤器压力偏高过滤器正常操作压力在0.08MPa以下，当过滤器压力升高到0.065MPa以上时，将影响过滤器盐水流量，也会降低过滤器酸洗周期，缩短膜的使用寿命。目前，滨化集团过滤器膜过滤压力均在0.065MPa以下，酸洗周期一般控制在一个月以上。分析影响膜过滤压力的因素得知：造成膜过滤压力升高的原因主要是膜孔堵塞。造成膜孔堵塞的元素是盐中含有钙、镁、铁、铝、硅等离子和水不溶物等杂质，以及原盐中的钙镁比例偏低。钙镁比例偏低，影响CaCO3结晶在膜表面形成架桥助滤层，导致小颗粒的Mg(OH)2结晶体直接进入膜内部，堵塞微孔，影响过滤。严格控制原盐中的钙镁比例。严格控制碳酸钠和氢氧化钠的过碱量。严格控制盐水温度在50^左右。3.3精制剂及分析偏差搬迁装置刚刚开车不久，化验分析一次盐水中钙镁离子质量分数升高，达到1.2x10-6。提高过碱量后，经化验分析发现：盐水中的钙镁离子质量分数仍超过1.0x10-6，且无明显降低。而且取样化验分析显示过碱量分析值并不低。检查过滤器，无破膜；进一步分析发现亚硫酸钠含量高。目前，滨化集团所用的淡盐水脱氯方式为真空脱氯，真空脱氯后的淡盐水中仍残余有少量游离氯，加入适量的亚硫酸钠去除其中的残余游离氯后，送往一次盐水工序作为化盐水使用。离子膜开车初期，离子膜淡盐水在脱氯过程中加入的亚硫酸钠过多，导致化盐水中的亚硫酸钠含量过多。在采用滴定法检查盐水中过碳酸钠及过氢氧化钠含量时，反应掉一部分盐酸，影响了过碱量的分析；但是，实际粗盐水中过碳酸钠远远低于分析值，导致粗盐水中的钙镁反应不完全。发现问题后，滨化集团立即严格控制脱氯淡盐水中亚硫酸的加入量，并且在化验分析过碱量时，首先在取样中加入适量的药品，除掉盐水中的亚硫酸钠，从而使化验分析得出的结果趋于真实值。3.4精制剂精确控制保证一次盐水质量，保持盐水中一定的过碱量是降低精盐水中钙镁离子含量所需。长期以来，根据生产实际情况控制精盐水中的NaOH（质量浓度为0.2~0.4g/L）和NaCO3（其质量浓度为0.6~0.7g/L）在过量状态。为保证精盐水中过碱量达标，粗盐水折流槽出口NaOH的质量浓度控制在0.2~0.4g/L,过滤器出口盐水中Mg2+的质量浓度控制在0.01mg/L以下。次氯酸钠加入量对盐水也产生一定的影响，次氯酸钠加入量为100m3的盐水加入次氯酸钠20L左右，要求出预处理器的盐水中的游离氯质量分数小于3x10-6。3.5挠性阀易损、噪声大每台戈尔膜过滤器有进液阀、反冲阀、排渣阀、进气阀4台挠性阀。由于挠性阀内胆属于橡胶制品，有一定的可塑性，经长期使用，内胆在仪表空气压力下长期保持一个形状，会导致内胆变形；另外，挠性阀在安装时不可避免地会产生一定的应力，在长期作用下，会导致内胆在薄弱处撕裂。在使用过程中发现，挠性阀内胆平均寿命约在8个月左右，到期或者损坏后必须更换，否则影响正常生产，或者出现物料泄漏。而且，在安装过程中，如果未能完全消除应力，寿命会进一步缩短，无形中为企业增加了生产成本。并且，在日常生产过程中，挠性阀的开关会产生很大的噪声。滨化集团在保证原工艺不变的前提下，将进液阀改为衬氟蝶阀。自2013年11月改为衬氟蝶阀至今，已使用3年，效果良好，没有出现任何损坏。随着其他挠性阀的不断损坏，滨化集团逐渐把挠性阀全部更换为衬氟蝶阀，节约了大量更换挠性阀内胆的成本费用以及施工费用。3.6淡盐水脱硝膜工作压力升高本工序采用新型的MRO膜分离技术过滤脱氯盐水中的利用冷冻法进行盐、硝分离。除硝膜组过滤原理主要基于〃微孔过滤”原理，即膜表面具有大量均匀分布的微孔，可选择性过滤溶液中粒径不同的分子。本工序采用的除硝膜组，其孔径只允许粒径较小的单价阴离子穿过，例如Cl-和等，而分子质量较高、粒径较大的高价阴离子，例如等，则被截留在膜外［2］。滨化集团自2013年11月脱硝工序投产运行，随着运行时间增加，膜压力也随着上升，但是影响膜性能的淡盐水温度、淡盐水pH值等指标均无变化；而且，膜压力一旦超过2.5MPa，就会对膜造成不可恢复的损伤。为了保护膜，只有慢慢降低进膜淡盐水的流量。长期如此运行，会影响到系统中的去除。滨化集团对膜处理系统进行分段取样检测，发现运行一段时间后，一些杂质离子富集。经讨论研究，滨化集团分别用酸性水和用碱性盐水冲洗膜，膜性能得到很好恢复。目前，膜已经运行了3年零5个月，各项指标均处在合格范围以内。一次盐水质量是影响进槽盐水质量和离子膜使用寿命以及装置经济运行的关键因素，在生产中须从原盐质量控制开始，严格控制好盐水的温度、浓度、流量、pH值、加