粗鹽水管線堵塞原因分析及處理辦法

姚德營，凌冰清，趙晨陽

(1.連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042;2.江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院連云港分院，江蘇 連云港 222000)

氨堿法生產(chǎn)純堿工藝精鹽水制備過程中，避免水回收系統(tǒng)因碳酸鈣結(jié)疤導(dǎo)致固體鹽倒流堵塞管線，避免壓濾清液雜質(zhì)結(jié)疤堵塞管線，確保粗鹽水制備回收水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，不僅能夠降低管線清理疏通和更換的人力、物力、財力，同時能夠保證精鹽水質(zhì)量。

1 粗鹽水制備系統(tǒng)流程簡介

鹵水化鹽制備精鹽水是本公司降低噸堿成本的重要舉措之一。目前公司化鹽制備粗鹽水主要使用管輸鹵水、汽運(yùn)鹵水、壓濾回水、復(fù)用水和清水，在生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行且汽運(yùn)鹵水采購量充足的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)全鹵水化鹽。在粗鹽水制備工序中，來自鹵水換熱器加熱后的鹵水、槽罐車卸下的鹵水、制鈣工序的鈣鹽水、壓濾崗位來的回水在回收池混合后，通過液下泵(通過液位開關(guān)實(shí)現(xiàn)泵的自動開停)將回收水(主要成分為低濃度鹵水)通過DN100管線分三根DN80管線送至裝有固體顆粒鹽的A、B、C三個化鹽桶，與化鹽桶內(nèi)固體鹽逆流接觸溶解成飽和粗鹽水，隨后自流到粗鹽水儲槽供下道工序制備使用。

2 堵塞管線的原因分析

2.1 止回閥閥板不回位導(dǎo)致固體鹽倒流堵塞管線

2.2 壓濾清液雜質(zhì)結(jié)疤堵塞管線

為降低生產(chǎn)成本，本公司利用壓濾機(jī)和離心機(jī)對鹽水精制澄清桶的排泥進(jìn)行壓濾處理，回收其中的鹽分。目前，壓濾后的清液在40 000～58 000 m3/月，清液自流至回收池與鹵水混合后，通過液下泵輸送至化鹽桶化鹽。清液TCl濃度在90～100 tt，折算為原鹽，月回清液可節(jié)約生產(chǎn)成本100余萬元。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，壓濾清液中會含有少量的鹽泥(主要成分CaCO3)，鹽泥會不斷吸附在管線內(nèi)壁并逐漸形成碳酸鈣結(jié)疤，進(jìn)而堵塞回收池至化鹽桶管線，液下回收泵內(nèi)部也會吸附碳酸鈣而結(jié)疤。回收系統(tǒng)運(yùn)行約兩年時間，管線必須更換，每次更換費(fèi)用在20萬元左右，同時，為保證化鹽系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，液下回收泵平均每年需拆裝清理內(nèi)部結(jié)疤4次。

3 化鹽系統(tǒng)改造

3.1 制作安裝防倒流裝置

防倒流裝置由DN50×DN25×40的同心大小頭異徑管、兩片法蘭、一節(jié)DN80短管焊接而成，裝置焊接在DN80的輸水管線內(nèi)部，同心大小頭異徑管與 DN80管線同心。

防倒流裝置安裝后，在止回閥因結(jié)疤失靈無法完全回位導(dǎo)致固體鹽回流到此處時，因?yàn)楣腆w鹽流動性弱，鹽一部分將堵在大小頭外壁空腔中，在大小頭異徑管內(nèi)部，大頭截面積是小頭截面積的4倍，另一部分鹽會迅速堵塞在大小頭異徑管小頭前部，使得固體鹽不能從小頭進(jìn)入大頭繼續(xù)倒流。只要泵再運(yùn)轉(zhuǎn)起來，回收水濃度低，就能將稀松的固體鹽融化，管線變得暢通。

改造后，三個分管管線總有效面積變?yōu)樵瓉淼?/4(約70%)，管線阻力增大，泵揚(yáng)程(H=20 m)降低，但因化鹽桶輸水管線入口與泵出口高度差約2 m，揚(yáng)程能夠滿足生產(chǎn)需求。同時，液下泵出口母管為DN100，分3根DN80管線進(jìn)入三個化鹽桶，改造后的流量不變，分管有效面積減小，流速增大，改造還有利于泵向其最佳特性曲線靠攏。

圖1 防倒流裝置圖

3.2 安裝熱水管線裝置

熱水管線(DN30)采用碳鋼材質(zhì)，豎直焊接在液下回收泵出口至防倒流裝置之間、且靠近防逆流裝置的DN80管線上，管線內(nèi)熱水為重堿車間換熱器換熱后的復(fù)用水，溫度50～70 ℃，壓力約0.3 MPa。

當(dāng)液下泵重新開啟運(yùn)行時，防倒流裝置至化鹽桶之間管線處于因原鹽倒流堵塞狀態(tài)。泵開啟后，熱水進(jìn)入管線與回收水(低濃度鹵水30 ℃左右)混合，混合水溫度40℃左右，沖洗溶解堵塞鹽塊，能夠快速溶解固體鹽疏通管線。

3.3 鹽泥壓濾系統(tǒng)改造

壓濾清液由之前自流至回收池，改為自流至1#配堿槽，清液中雜質(zhì)自然沉降后，通過壓濾清液管道泵直接送至化鹽桶。

圖2 改造后工藝流程圖

原回水輸送管線不再因壓濾回水含雜質(zhì)結(jié)疤堵塞，壓濾清液管道泵葉輪和除硝鹽水泵葉輪不需要專門拆裝泵清理，壓濾清液管道泵葉輪不存在氣蝕現(xiàn)象，液下回水泵出口管線不再因壓濾回水含雜質(zhì)結(jié)疤堵塞。

4 結(jié) 論

1)安裝防倒流裝置并加裝熱水沖洗裝置，阻止了固體鹽倒流，避免了出口止回閥閥板銷軸處結(jié)疤堵塞管線。

2)回收水系統(tǒng)線路改造，進(jìn)一步優(yōu)化液下泵的特性曲線。在一次止回閥故障期間，短節(jié)代替止回閥，泵偶有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，但倒轉(zhuǎn)速度慢，未對泵的組件造成損傷，因此，在一定程度上可以取消止回閥。

3)鹽泥壓濾系統(tǒng)改造，徹底解決了鹽泥壓濾清液雜質(zhì)結(jié)疤對系統(tǒng)管線造成的影響。改造后液下回水泵出口管線不需要2年更換一次，周期可以延長至10年，平均每年可以節(jié)約更換管線費(fèi)用10萬元。