一次鹽水預(yù)處理工藝技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新

一次鹽水預(yù)處理工藝技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新摘要：預(yù)處理系統(tǒng)是一次鹽水精制的關(guān)鍵工藝，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣決定了膜過濾器能否正常運(yùn)行。預(yù)處理器在一次鹽水精制過程中起到很重要的作用，其設(shè)計(jì)優(yōu)劣決定了膜過濾器能否正常運(yùn)行、鹽水的質(zhì)量以及電解工序的穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：一次鹽水；預(yù)處理器；技術(shù)一次鹽水的質(zhì)量是離子膜電解槽長期、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，而一次鹽水的運(yùn)行質(zhì)量最直接、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是預(yù)處理器的處理效果，預(yù)處理器穩(wěn)定運(yùn)行率基本決定了一次鹽水質(zhì)量的達(dá)標(biāo)率。一、一次鹽水工藝來自電解工序的脫氯后淡鹽水、蒸發(fā)的回收工藝水、一次鹽水的板框壓濾液，以及其他裝置回收的工藝水進(jìn)入配水槽，配水后經(jīng)輸送泵加壓送出，先進(jìn)入換熱器加熱到60?65C，再通過化鹽池鹽水分布器進(jìn)入化鹽池進(jìn)行化鹽;化鹽后的飽和鹽水溢流進(jìn)入前置反應(yīng)槽，加入燒堿混合后，進(jìn)入反應(yīng)池;反應(yīng)后，經(jīng)加壓泵輸送進(jìn)入氣水混合器，與壓縮空氣混合，混合后進(jìn)入加壓容器罐，鹽水與壓縮空氣融合后，由位差自流進(jìn)入預(yù)處理器，并在進(jìn)入預(yù)處理器前加入FeCl3溶液。粗鹽水在預(yù)處理器內(nèi)經(jīng)過凝聚、浮上過程，除去Mg2+。除鎂后的鹽水靠位差自流入后反應(yīng)桶，在反應(yīng)桶內(nèi)與在此加入的Na2CO3溶液反應(yīng)，形成CaCO3絮凝物，再自流入緩沖桶，靠位差進(jìn)入凱膜鹽水過濾器，進(jìn)行鹽水過濾，除去鈣沉淀物及其他懸浮雜質(zhì)后，自流入鹽水中和反應(yīng)槽，加入鹽酸，中和調(diào)節(jié)鹽水pH值至9?10，根據(jù)游離氯檢測值調(diào)節(jié)亞硫酸鈉的加入量，確保游離氯含量符合工藝指標(biāo)要求來自電解工序的脫氯鹽水一部分去膜法脫硝裝置，在膜法脫硝裝置內(nèi)進(jìn)行芒硝的脫除，保證一次鹽水SO2—4含量符合工藝要求。在離子膜法制燒堿的生產(chǎn)過程中，一次鹽水精制至關(guān)重要。一次鹽水精制質(zhì)量直接決定了電解運(yùn)行質(zhì)量。兩期氯堿項(xiàng)目一次鹽水均采用預(yù)處理加凱膜過濾的工藝，在兩套裝置投入運(yùn)行后，一次鹽水質(zhì)量基本穩(wěn)定。二、預(yù)處理器工作原理粗鹽水經(jīng)預(yù)處理準(zhǔn)備后進(jìn)入預(yù)處理器凝聚區(qū)，切向進(jìn)入的鹽水在這里旋流攪拌，使鹽水與氫氧化鐵混合均勻，同時(shí)向上的流速使固體不斷被沖擊向上，與鹽水一起向上旋流進(jìn)入預(yù)處理器內(nèi)的倒錐型凝聚反應(yīng)區(qū)，在鹽水流速逐漸下降過程中完成凝聚反應(yīng)。粗鹽水中的Mg（OH）2等沉淀物與絮凝劑充分接觸，凝聚成大小不等的絮團(tuán)，浮出倒錐殼，進(jìn)入上折流區(qū)（在這個(gè)區(qū)間水流處于向上轉(zhuǎn)為向下的不規(guī)則過程，是一個(gè)過度過程），再進(jìn)入浮上區(qū)（水流流速緩慢）。浮泥向上浮動(dòng)，進(jìn)入浮渣區(qū)匯集一段時(shí)間后，排出。在分離掉浮泥的鹽水斜板沉降區(qū)，鹽水緩慢向下流動(dòng)，未浮出的固體顆粒在此進(jìn)行沉降，進(jìn)一步分離出固體顆粒。分離沉降的鹽泥沿斜板進(jìn)入沉泥斗，富集一段時(shí)間后排出。較大而緊密的絮團(tuán)折返，向下進(jìn)入由倒置錐殼組構(gòu)成的多道上寬下窄的環(huán)形沉降區(qū)。由于通道截面積逐漸縮小，而流速加快，進(jìn)一步分離后的鹽水進(jìn)入下折流區(qū)，水流由向下折為向上進(jìn)入澄清區(qū)（錐形結(jié)構(gòu)使鹽水流速逐漸加大，保證了分離完整），經(jīng)桶外周圍多個(gè)均布的外接排出管端溢流到環(huán)形集水槽，在澄清鹽水出口處流出】1］。三、預(yù)處理器穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素及管理措施1、控制鹽水流量穩(wěn)定。預(yù)處理主要工作環(huán)節(jié)為凝聚攪拌室、凝聚反應(yīng)室、浮泥分離、斜板沉降，而這環(huán)節(jié)都與鹽水流速/流量相關(guān)。鹽水流量的控制在表觀上講應(yīng)該最好管理，但受間歇上鹽方式、電解運(yùn)行電流的頻繁升降因素的影響，也時(shí)常波動(dòng)，因此，氯堿企業(yè)須避免由于簡單問題導(dǎo)致的預(yù)處理器反渾。日常生產(chǎn)按照一次鹽水匹配的電解電流流量測算值進(jìn)行，以保證穩(wěn)定運(yùn)行。2、粗鹽水溶氣量、FeCl3添加量與鹽水量的匹配①鹽水中雜質(zhì)確定后。預(yù)處理器Mg（OH）2浮上的關(guān)鍵在于反應(yīng)完全、溶氣量滿足、分離有效。反應(yīng)完全取決于精制劑的加入量，也就是NaOH的過堿量符合工藝要求，且穩(wěn)定。采用匹配加入法可以提高穩(wěn)定性。溶氣量主要控制溶氣壓力，正常情況下溶氣壓力保持在0.2?0.3MPa（1m3鹽水僅能溶解5L空氣），若壓力過低將無法正常溶氣，氣泡釋放量不足，浮力不足，使Mg（OH）2不能完全上浮，出現(xiàn)反渾。但溶氣壓力也不能過高，以免影響加壓泵的輸送能力及溶氣的穩(wěn)定性（非穩(wěn)態(tài)釋放的氣泡會(huì)攪渾浮泥層）。在日常生產(chǎn)過程中，要注意對原鹽的管理，對鎂含量不同的鹽分類存放、合理攙兌使用，盡量使化鹽水的鎂含量處于相對穩(wěn)定的范圍，從而減少溶氣環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)，為穩(wěn)定凝聚劑含量創(chuàng)造條件。②鹽水精制反應(yīng)完全后。凝聚劑是去除雜質(zhì)不可或缺的物質(zhì)，預(yù)處理時(shí)氯堿企業(yè)大多采用氯化鐵為絮凝劑。加入到鹽水中的FeCl3絮凝劑首先發(fā)生水解：這個(gè)反應(yīng)與溫度、溶液的堿性相關(guān)，堿性條件下易發(fā)生水解，生成膠體物質(zhì)氫氧化鐵。氫氧化鐵通過掃集、網(wǎng)撲作用吸附鹽水中的懸浮物形成共沉淀，通過吸附使Mg（OH）2膠體凝聚，形成共沉淀;同時(shí)，氫氧化鐵對鹽水中的微量硫化物、雜色、少量油污、被NaClO分解的菌藻類、有機(jī)腐殖酸等都有去除作用。特別對有機(jī)菌藻類、腐殖酸類的去除作用是樹脂提高交換能力的保障。在生產(chǎn)過程中，須抓好FeCl3配制，注意維持其濃度的穩(wěn)定。曾經(jīng)發(fā)生輔料人員未按規(guī)程配料，導(dǎo)致FeCl3濃度超標(biāo)，進(jìn)而造成鹽水絮凝劑加入量超標(biāo)，預(yù)處理器反渾。經(jīng)常觀察預(yù)處理器浮泥的顏色（正常時(shí)為土黃色;若顏色發(fā)紅，說明絮凝劑加入過多，同時(shí)隨著顏色的加深，預(yù)處理器會(huì)呈現(xiàn)反渾的趨勢;若顏色發(fā)白，說明絮凝劑加入量偏少，這時(shí)預(yù)處理器雖不反渾，但一次鹽水質(zhì)量呈下降的趨勢。3、過堿量影響及控制。一次鹽水精制保持一定的過堿量是除Mg2+、Ca2+必須具備的條件。氯堿廠根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，控制精鹽水中NaOH（過量）質(zhì)量濃度為0.2?0.35g/L，Na2CO3（過量）質(zhì)量濃度為0.40?0.65g/L。粗鹽水的精制過程與過堿量多少、穩(wěn)定性密切相關(guān)。在一定溫度下，當(dāng)粗鹽水過堿量低時(shí)，反應(yīng)時(shí)間就長;反之，當(dāng)粗鹽水過堿量高時(shí)，反應(yīng)時(shí)間就短。當(dāng)過堿量偏低時(shí)，精制反應(yīng)進(jìn)行不完全。過堿量高了反應(yīng)易形成細(xì)小的膠體物質(zhì)，對凝聚的要求就高，同時(shí)造成精制劑浪費(fèi)，增加成本，也增大了后續(xù)生產(chǎn)負(fù)荷，浪費(fèi)了鹽酸。控制好過堿量使其穩(wěn)定是預(yù)處理器的本質(zhì)要求。過堿量不穩(wěn)定的鹽水進(jìn)入預(yù)處理器后進(jìn)行二次傳質(zhì)對流，很容易造成預(yù)處理器反渾，生產(chǎn)很被動(dòng)。另外，這種情況下膜過濾器也隨之波動(dòng)，在預(yù)處理器沒有除去的鎂懸浮物進(jìn)入膜過濾器，小顆粒Mg（OH）2絮狀物直接存留在膜表面，甚至進(jìn)入膜內(nèi)，堵塞膜微孔，升高壓差，縮短過濾周期和再生周期。該化工在生產(chǎn)中重視過堿量的控制，加強(qiáng)分析、儀表手段的利用，控制好鹽水流量、上鹽鹽層管理、輸送變頻調(diào)節(jié)，過堿量得到了穩(wěn)定。氯堿工業(yè)離子膜鹽水工藝從傳統(tǒng)的道爾澄清桶+自動(dòng)反洗過濾工藝發(fā)展到預(yù)處理器+膜過濾工藝，對鹽水精制質(zhì)量的穩(wěn)定及提升奠定了良好基礎(chǔ)。工藝裝置本身是基礎(chǔ)條件，管理以及不斷地對新工藝加深了解、研究其本質(zhì)相互關(guān)系及本質(zhì)要求是每一個(gè)管理者不能忽視的環(huán)節(jié)。不斷地提高對裝置的理解，不斷地實(shí)踐，促進(jìn)裝置最大潛能的發(fā)揮。對預(yù)處理器+膜過濾工藝而言，抓住預(yù)處理器這個(gè)核心裝置本質(zhì)要求，開展好滿足預(yù)處理器本質(zhì)要求的外部條件