復(fù)雜鹵水水質(zhì)對真空制鹽的影響及應(yīng)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(yuǎn) 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(yè)鹽， 并副產(chǎn)元明粉，設(shè)計產(chǎn)能 60 萬t/a，于 2012 年建成投產(chǎn)。 根據(jù)公司廢水“零排放”的生產(chǎn)方針，該車間負(fù)責(zé)將含有公輔反滲透濃水、本車間循環(huán)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(jìn)行采鹵， 并使用這些采出的鹵水進(jìn)行真空制鹽生產(chǎn)。

1 真空制鹽生產(chǎn)工藝過程

鹵水自P-200 出口進(jìn)至加料總管， 經(jīng)過HE-206 預(yù)熱后，一路去各效淘洗總管，另一路經(jīng)多級預(yù)熱、 分效加料最終溫度達(dá)到120 ℃后， 大部分進(jìn)入EV201 蒸發(fā)罐，在蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)濃縮后物料依次轉(zhuǎn)至 EV-202、EV-203、EV-204、EV-205 繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，采用上一效蒸發(fā)出來的二次蒸汽加熱當(dāng)效鹵水。隨著蒸發(fā)的進(jìn)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(yè)鹽，離心機甩后液通過泵打至鹽系統(tǒng)加料總管中。 系統(tǒng)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(tǒng)不會析出。 不斷濃縮的物料稱之為“母液”，母液在EV-205 蒸發(fā)到一定程度，硫酸鈉含量已上升到約70 g/L， 通過P-300 泵經(jīng)三級預(yù)熱后預(yù)熱至約90 ℃后進(jìn)入EV-301， 通過換熱器HE-301進(jìn)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(tǒng)硫酸鈉含量降低。 EV301 母液經(jīng)EV-302、EV-303 兩級閃發(fā)降溫后， 由 P-304 泵轉(zhuǎn)回EV205，實現(xiàn)物料的閉合循環(huán)。

2 鹵水成分分析

表1 是選取一段時間內(nèi)鹽礦鹵水進(jìn)行主要成分分析的結(jié)果，從表1 可以看出，鹵水中COD 含量嚴(yán)重超標(biāo)。 通過分析認(rèn)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(zhì)并不能在制鹽生產(chǎn)的過程中得到消解，伴隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，鹵水中的有機雜質(zhì)被不斷濃縮， 通過母液外排的方式又返回鹽礦采鹵，往復(fù)循環(huán)，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(zhì)對制鹽生產(chǎn)的影響

在生產(chǎn)初期，這些有機雜質(zhì)對生產(chǎn)影響較小，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，影響逐漸顯現(xiàn)。首先表現(xiàn)在系統(tǒng)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(zhǔn)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(biāo)。因液位難以控制、有機雜質(zhì)富集，進(jìn)一步造成系統(tǒng)結(jié)“鍋巴”加快，加熱室堵塞，循環(huán)泵電流升高，系統(tǒng)析鹽、硝越來越慢，以致生產(chǎn)無法維持。

按硫酸鈉-氯化鈉-水三相體系溶解平衡數(shù)據(jù)，在100 ℃時，硫酸鈉溶解度在52.75 g/L 時已達(dá)到飽和，實際生產(chǎn)中，曾出現(xiàn)過硝系統(tǒng)100 ℃時，系統(tǒng)硫酸鈉濃度達(dá)到81.27 g/L 的情況， 系統(tǒng)析硝仍然很弱， 說明富集的有機雜質(zhì)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(tǒng)硫酸鈉富集造成工業(yè)鹽硫酸根含量超標(biāo)。這種情況已發(fā)生數(shù)次。

4 復(fù)雜水質(zhì)生產(chǎn)的應(yīng)對措施

（1）根據(jù)實際情況控制母液外排量

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

a.硝系統(tǒng)母液排放。 因EV302 位于硝系統(tǒng)析硝后、轉(zhuǎn)鹽系統(tǒng)之前，在此處雜質(zhì)最為富集，蒸發(fā)罐也最先起泡沫。當(dāng)生產(chǎn)進(jìn)行一段時間后，通過位于蒸發(fā)罐EV302 頂部的視鏡觀察蒸發(fā)罐沸騰情況及系統(tǒng)泡沫情況，如泡沫較多，開啟EV-302 排污閥門，根據(jù)蒸發(fā)罐泡沫情況調(diào)整排污閥門開度， 實際開度約兩三絲。

b.鹽系統(tǒng)母液外排。 此處位于鹽系統(tǒng)末效，除平衡系統(tǒng)雜質(zhì)的功能外， 也用來平衡因硝系統(tǒng)析硝弱而富集的硫酸鈉。 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，當(dāng)EV205 硫酸鈉含量上升至75 g/L 以上時， 就有可能造成工業(yè)鹽質(zhì)量波動， 適當(dāng)開啟母液排放閥門， 通過EV-205 及EV301 硫酸鈉含量變化調(diào)整閥門開度。 設(shè)計外排母液約10 m3/h，在生產(chǎn)后期，母液外排最高開到30 m3/h。

（2）加大淘洗量

當(dāng)系統(tǒng)雜質(zhì)進(jìn)一步上升，造成硝系統(tǒng)析硝弱，硫酸鈉在系統(tǒng)富集， 進(jìn)而造成鹽系統(tǒng)各效硫酸鈉含量超出控制指標(biāo)時， 可采用臨時加大淘洗鹵水的方法回溶鹽系統(tǒng)析出的少量硝結(jié)晶， 維持生產(chǎn)。 根據(jù)經(jīng)驗，這種方法一般不能使用超過3 個班，否則鹽質(zhì)就會因系統(tǒng)硫酸鈉含量過高而失控。

（3）進(jìn)行頂水操作，消除系統(tǒng)“鍋巴”

雜質(zhì)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(tǒng)蒸發(fā)速度變慢，產(chǎn)量受到影響；另一方面，列管的循環(huán)通道變狹窄也會造成循環(huán)泵電流異常升高。

在操作中時刻關(guān)注各效蒸發(fā)罐壓力及循環(huán)泵電流情況，當(dāng)蒸發(fā)罐壓力不正常升高、下一效循環(huán)泵電流上升，漲鹽情況不好時，會進(jìn)行“頂罐”操作，即拉空電流異常那一效蒸發(fā)罐的固液比， 帶低蒸發(fā)罐料位后向系統(tǒng)大量注入熱水置換系統(tǒng)物料， 在熱水的溶解作用和大流量循環(huán)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(huán)泵循環(huán)通道得到恢復(fù)，系統(tǒng)生產(chǎn)能力也得到恢復(fù)。該過程一般一月進(jìn)行一次，每次耗時約2 h，對系統(tǒng)影響較小。

（4）按周期刷罐

連續(xù)生產(chǎn)較長周期后（根據(jù)水質(zhì)情況，周期3～6 個月），系統(tǒng)會惡化到一定程度。 列管已經(jīng)結(jié)垢較厚，蒸發(fā)室罐壁出現(xiàn)大塊結(jié)鹽，循環(huán)泵電流升高到一定程度，多次頂水仍然無法降低循環(huán)泵運行電流時，會停產(chǎn)進(jìn)行一次徹底的刷罐。 即拉空整個系統(tǒng)的固液比，將物料徹底放盡，進(jìn)熱水至正常液位，保持整個系統(tǒng)帶水循環(huán)，對系統(tǒng)進(jìn)行長達(dá)6 h 的刷洗。

刷洗結(jié)束后，放盡系統(tǒng)中的水，通過對鹽硝預(yù)熱器、鹽硝加料管線進(jìn)行化學(xué)清洗，徹底除去換熱器列管中的垢層。 EV-301 因硝結(jié)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(jìn)行徹底清理。

5 生產(chǎn)情況介紹

目前，在多種措施下，生產(chǎn)參數(shù)控制平穩(wěn)，工業(yè)鹽硫酸鈉含量控制在0.2%以下， 日平均產(chǎn)量達(dá)到1 800 t， 產(chǎn)量和質(zhì)量能夠滿足燒堿車間一期用鹽需求。

6 總結(jié)

面對復(fù)雜鹵水水質(zhì)引起的系統(tǒng)問題， 找到了一些方法，現(xiàn)在看是行之有效的。 隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，有機雜質(zhì)會進(jìn)一步升高，對系統(tǒng)的影響會更復(fù)雜，生產(chǎn)參數(shù)更加難以控制，在今后的生產(chǎn)中會繼續(xù)思考、交流、摸索和實踐。