一次鹽水裝置在線檢測改造

楊翠云，張國杰，戚瑞松

(新疆中泰化學(xué)(集團(tuán))阜康能源有限公司，新疆 烏魯木齊 831500)

新疆中泰化學(xué)(集團(tuán))阜康能源有限公司(以下簡稱“阜康能源”)一次鹽水工序自2012年8月開車以來已經(jīng)運(yùn)行近5年時間，期間不斷進(jìn)行裝置的優(yōu)化、改造，目的就是挖掘裝置的最大潛能，使裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)，生產(chǎn)質(zhì)量更好的一次精制鹽水。筆者對一次鹽水精制過程中實(shí)施的在線檢測改造情況進(jìn)行了總結(jié)。

1 化鹽水增加在線ORP檢測和除氯裝置[1]

1.1 化鹽水簡介

阜康能源電解車間一次鹽水使用的化鹽水主要來自生產(chǎn)水(在化鹽水量不足時增加化鹽量)、離子膜淡鹽水、膜法除硝低硝鹽水、離子膜廢水(離子膜樹脂塔再生使用)、一次鹽水裝置自身回收的廢水、公用工程車間化水工序再生廢水(主要包括各種再生床產(chǎn)生的廢水)。各部分水進(jìn)入化鹽水罐之后，進(jìn)行混合后換熱升溫，將化鹽水溫度控制在55～65 ℃進(jìn)行化鹽(如圖1所示)。然而，在運(yùn)行過程中，離子膜廢水、離子膜淡鹽水、化水再生廢水在裝置異常情況下不同程度地產(chǎn)生游離氯。含有游離氯的化鹽水進(jìn)入一次鹽水系統(tǒng)。如果檢測不及時，或者人為檢測缺失，就會造成精鹽水中含有游離氯，導(dǎo)致精鹽水質(zhì)量不合格，從而影響裝置的正常運(yùn)行。

1.2 化鹽水含氯分析及后續(xù)鹽水含氯介紹

由于地域、人員配制、時間等原因，無法及時有效地檢測分析化鹽水中是否含有游離氯，只有等化鹽水運(yùn)行至化鹽工序時，一次鹽水工序的配水人員才可以檢測粗鹽水中是否含有游離氯。如果崗位分析人員檢測不及時，或者崗位操作人員責(zé)任心缺失，沒有及時發(fā)現(xiàn)粗鹽水中含有游離氯，含氯鹽水就會進(jìn)入精制鹽水系統(tǒng)。

1.3 化鹽水含氯檢測及解決辦法

綜合考慮諸多因素，最后在化鹽水泵出口增加在線檢測ORP計(jì)，在化鹽水泵進(jìn)口導(dǎo)淋處安裝Na2SO3加入管線(如圖1所示)。

圖1化鹽水系統(tǒng)增加在線檢測裝置示意圖

Fig.1Diagramofonlinedetectioninstrumentaddedtosaltdissolvingsystem

通過測定，化鹽水ORP計(jì)顯示在120 mV左右。設(shè)定高報警值150 mV，高高報警值180 mV，微機(jī)崗位操作人員每隔15 min調(diào)取1次數(shù)據(jù)曲線，查看變化趨勢。一旦數(shù)據(jù)曲線發(fā)生變化，立即通知相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)際測定；發(fā)現(xiàn)化鹽水含氯，立即打開Na2SO3的加入閥門開始除氯。

事實(shí)證明：通過安裝在線ORP計(jì)檢測和Na2SO3加入裝置，有效地解決了化鹽水含氯帶來的被動局面，避免了化鹽水中含氯的問題。

2 粗鹽水和精鹽水工藝增加在線分析儀

2.1 鹽水過堿量

NaOH過堿量和Na2CO3過堿量(以下統(tǒng)稱“過堿量”，指質(zhì)量濃度)。一次鹽水工序的粗鹽水除Mg2+工藝是依靠在鹽水中加入精制劑NaOH，使其與鹽水中的Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2，再經(jīng)過浮上桶過濾去除[1]。

一次鹽水精制過程中除Ca2+工藝是依靠在鹽水中加入精制劑Na2CO3，使其與鹽水中的Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀，再經(jīng)過凱膜過濾器過濾作用對CaCO3沉淀加以去除實(shí)現(xiàn)的。鹽水中過堿量(以質(zhì)量濃度計(jì))的穩(wěn)定性直接影響到NaOH與Mg2+和Na2CO3與Ca2+反應(yīng)生成Mg(OH)2和CaCO3沉淀的效果。若在一次鹽水過程中Mg2+、Ca2+無法充分反應(yīng)，一次精鹽水中Mg2+、Ca2+含量就會升高，這將會增大二次鹽水精制過程中樹脂塔的處理負(fù)荷，縮短樹脂塔的再生周期。如果情況更嚴(yán)重一些，NaOH和Na2CO3的加入量低于與Mg2+、Ca2+的理論反應(yīng)量，那么一次精鹽水中的Mg2+、Ca2+就有可能使二次鹽水的樹脂塔完全失去吸附作用，鹽水中的Mg2+、Ca2+會直接進(jìn)入電解槽，對電解槽離子膜造成嚴(yán)重的不可逆損傷。所以，過堿量檢測是否準(zhǔn)確、控制是否穩(wěn)定，對整個電解裝置的平穩(wěn)運(yùn)行都起著存在至關(guān)重要的作用。

2.2 過堿量的檢測

目前檢測過堿量的方法還是依賴于人為測定，用稀硫酸進(jìn)行滴定測定，并計(jì)算過堿量。人為測定存在一定的弊端，無法做到對鹽水過堿量的實(shí)時監(jiān)控，且人為測定有其本身無法避免的滯后性，人為誤差也會對過堿量的檢測及控制產(chǎn)生干擾。此外，每0.5 h取樣測定一次鹽水過堿量的工作也占用了操作人員大部分的工作時間。

2.3 增加在線過堿量分析儀

綜合考慮，分別在1#和2#裝置粗鹽水管線出口和后反應(yīng)緩沖罐出口各新增1臺在線過堿量分析儀(分別如圖2、圖3所示)。

圖2 在1#裝置新增在線過堿量分析儀示意圖

事實(shí)證明：在線過堿量分析儀的使用，能更加準(zhǔn)確、有效地監(jiān)控過堿量的變化，及時調(diào)整NaOH和Na2CO3的加入量，使生產(chǎn)裝置更加平穩(wěn)、高效，節(jié)約了NaOH和Na2CO3的消耗。目前，Na2CO3過堿量控制在0.75 g/L左右,根據(jù)分析數(shù)據(jù)可得，每班過堿量平均超過0.75 g/L的分析數(shù)據(jù)在10次(約占班組分析次數(shù)的50%)，平均超出0.05 g/L。

圖3 在2#裝置新增在線過堿量分析儀示意圖

Na2CO3的相對分子質(zhì)量按106計(jì)，使用分析儀后，根據(jù)當(dāng)前鹽水流量760 m3/h計(jì)算，每班12 h可節(jié)約Na2CO3：(760×0.05×12×10×106)÷2=

241 680(g)=0.24 t。

Na2CO3成本按1 500元/t計(jì)，每天兩個班組，1年按365個工作日計(jì)，使用分析儀后可節(jié)約Na2CO3消耗費(fèi)用：0.24×1 500×2×365=26 300(元/a)=

26.3萬元/a。

NaOH過堿量控制在0.35 g/L, 根據(jù)分析數(shù)據(jù)可知：每班過堿量超過0.35 g/L數(shù)據(jù)同樣在10次(約占班組分析次數(shù)的50%)，平均超出0.05 g/L左右。NaOH的相對分子質(zhì)量按40計(jì)，使用分析儀后，可使每班組節(jié)約NaOH：(760×0.05×12×10×

40)÷2=91 200(g)=0.09 t；

NaOH成本按1 150元/t計(jì)，使用分析儀后可節(jié)約消耗NaOH的費(fèi)用：0.09×1 150×2×365=

75 555(元/a)=7.6萬元/a。

同時，節(jié)約了操作時間，為班組優(yōu)化崗位(減少1名)創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)語

以上兩項(xiàng)技術(shù)改造是阜康能源對一次鹽水工序在生產(chǎn)運(yùn)行中結(jié)合自身特點(diǎn)的分析總結(jié)，這兩項(xiàng)改造推進(jìn)了一次鹽水的節(jié)能降耗工作，促進(jìn)了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

[1] 宋偉，王世剛，黃小虎，等.離子膜鹽水裝置的精細(xì)化控制[J].氯堿工業(yè)，2017,53(1)：4-7.