一次鹽水預處理工藝技術改進和創(chuàng)新

一次鹽水預處理工藝技術改進和創(chuàng)新摘要：預處理系統(tǒng)是一次鹽水精制的關鍵工藝，其設計的優(yōu)劣決定了膜過濾器能否正常運行。預處理器在一次鹽水精制過程中起到很重要的作用，其設計優(yōu)劣決定了膜過濾器能否正常運行、鹽水的質量以及電解工序的穩(wěn)定運行。關鍵詞：一次鹽水；預處理器；技術一次鹽水的質量是離子膜電解槽長期、穩(wěn)定運行的關鍵，而一次鹽水的運行質量最直接、最關鍵的環(huán)節(jié)是預處理器的處理效果，預處理器穩(wěn)定運行率基本決定了一次鹽水質量的達標率。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入配水槽，配水后經輸送泵加壓送出，先進入換熱器加熱到60?65C，再通過化鹽池鹽水分布器進入化鹽池進行化鹽;化鹽后的飽和鹽水溢流進入前置反應槽，加入燒堿混合后，進入反應池;反應后，經加壓泵輸送進入氣水混合器，與壓縮空氣混合，混合后進入加壓容器罐，鹽水與壓縮空氣融合后，由位差自流進入預處理器，并在進入預處理器前加入FeCl3溶液。粗鹽水在預處理器內經過凝聚、浮上過程，除去Mg2+。除鎂后的鹽水靠位差自流入后反應桶，在反應桶內與在此加入的Na2CO3溶液反應，形成CaCO3絮凝物，再自流入緩沖桶，靠位差進入凱膜鹽水過濾器，進行鹽水過濾，除去鈣沉淀物及其他懸浮雜質后，自流入鹽水中和反應槽，加入鹽酸，中和調節(jié)鹽水pH值至9?10，根據游離氯檢測值調節(jié)亞硫酸鈉的加入量，確保游離氯含量符合工藝指標要求來自電解工序的脫氯鹽水一部分去膜法脫硝裝置，在膜法脫硝裝置內進行芒硝的脫除，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過程中，一次鹽水精制至關重要。一次鹽水精制質量直接決定了電解運行質量。兩期氯堿項目一次鹽水均采用預處理加凱膜過濾的工藝，在兩套裝置投入運行后，一次鹽水質量基本穩(wěn)定。二、預處理器工作原理粗鹽水經預處理準備后進入預處理器凝聚區(qū)，切向進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入預處理器內的倒錐型凝聚反應區(qū)，在鹽水流速逐漸下降過程中完成凝聚反應。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，浮出倒錐殼，進入上折流區(qū)（在這個區(qū)間水流處于向上轉為向下的不規(guī)則過程，是一個過度過程），再進入浮上區(qū)（水流流速緩慢）。浮泥向上浮動，進入浮渣區(qū)匯集一段時間后，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，未浮出的固體顆粒在此進行沉降，進一步分離出固體顆粒。分離沉降的鹽泥沿斜板進入沉泥斗，富集一段時間后排出。較大而緊密的絮團折返，向下進入由倒置錐殼組構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，進一步分離后的鹽水進入下折流區(qū)，水流由向下折為向上進入澄清區(qū)（錐形結構使鹽水流速逐漸加大，保證了分離完整），經桶外周圍多個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、預處理器穩(wěn)定運行的影響因素及管理措施1、控制鹽水流量穩(wěn)定。預處理主要工作環(huán)節(jié)為凝聚攪拌室、凝聚反應室、浮泥分離、斜板沉降，而這環(huán)節(jié)都與鹽水流速/流量相關。鹽水流量的控制在表觀上講應該最好管理，但受間歇上鹽方式、電解運行電流的頻繁升降因素的影響，也時常波動，因此，氯堿企業(yè)須避免由于簡單問題導致的預處理器反渾。日常生產按照一次鹽水匹配的電解電流流量測算值進行，以保證穩(wěn)定運行。2、粗鹽水溶氣量、FeCl3添加量與鹽水量的匹配①鹽水中雜質確定后。預處理器Mg（OH）2浮上的關鍵在于反應完全、溶氣量滿足、分離有效。反應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)釋放的氣泡會攪渾浮泥層）。在日常生產過程中，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)的調節(jié)，為穩(wěn)定凝聚劑含量創(chuàng)造條件。②鹽水精制反應完全后。凝聚劑是去除雜質不可或缺的物質，預處理時氯堿企業(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：這個反應與溫度、溶液的堿性相關，堿性條件下易發(fā)生水解，生成膠體物質氫氧化鐵。氫氧化鐵通過掃集、網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，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、有機腐殖酸等都有去除作用。特別對有機菌藻類、腐殖酸類的去除作用是樹脂提高交換能力的保障。在生產過程中，須抓好FeCl3配制，注意維持其濃度的穩(wěn)定。曾經發(fā)生輔料人員未按規(guī)程配料，導致FeCl3濃度超標，進而造成鹽水絮凝劑加入量超標，預處理器反渾。經常觀察預處理器浮泥的顏色（正常時為土黃色;若顏色發(fā)紅，說明絮凝劑加入過多，同時隨著顏色的加深，預處理器會呈現(xiàn)反渾的趨勢;若顏色發(fā)白，說明絮凝劑加入量偏少，這時預處理器雖不反渾，但一次鹽水質量呈下降的趨勢。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。氯堿廠根據生產經驗，控制精鹽水中NaOH（過量）質量濃度為0.2?0.35g/L，Na2CO3（過量）質量濃度為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。在一定溫度下，當粗鹽水過堿量低時，反應時間就長;反之，當粗鹽水過堿量高時，反應時間就短。當過堿量偏低時，精制反應進行不完全。過堿量高了反應易形成細小的膠體物質，對凝聚的要求就高，同時造成精制劑浪費，增加成本，也增大了后續(xù)生產負荷，浪費了鹽酸?？刂坪眠^堿量使其穩(wěn)定是預處理器的本質要求。過堿量不穩(wěn)定的鹽水進入預處理器后進行二次傳質對流，很容易造成預處理器反渾，生產很被動。另外，這種情況下膜過濾器也隨之波動，在預處理器沒有除去的鎂懸浮物進入膜過濾器，小顆粒Mg（OH）2絮狀物直接存留在膜表面，甚至進入膜內，堵塞膜微孔，升高壓差，縮短過濾周期和再生周期。該化工在生產中重視過堿量的控制，加強分析、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+自動反洗過濾工藝發(fā)展到預處理器+膜過濾工藝，對鹽水精制質量的穩(wěn)定及提升奠定了良好基礎。工藝裝置本身是基礎條件，管理以及不斷地對新工藝加深了解、研究其本質相互關系及本質要求是每一個管理者不能忽視的環(huán)節(jié)。不斷地提高對裝置的理解，不斷地實踐，促進裝置最大潛能的發(fā)揮。對預處理器+膜過濾工藝而言，抓住預處理器這個核心裝置本質要求，開展好滿足預處理器本質要求的外部條件