除硝裝置的穩(wěn)定運(yùn)行及優(yōu)化

邵 金，杜秋安，王玉飛

（江蘇瑞恒新材料科技有限公司，江蘇 連云港）

離子膜燒堿裝置使用原鹽生產(chǎn)燒堿，鹽水精制過(guò)程中使用的離子交換樹(shù)脂不耐氧化，需要將電解槽陽(yáng)極產(chǎn)出的淡鹽水進(jìn)行脫氯處理，通過(guò)加入亞硫酸鈉脫除游離氯，在電解過(guò)程中，硫酸根離子無(wú)法透過(guò)離子膜，鹽水中的硫酸根離子隨著時(shí)間推移會(huì)累積。 硫酸根離子在膜中沉積會(huì)造成離子膜電解槽槽電壓上升，電流效率下降，當(dāng)停車(chē)沖洗時(shí)會(huì)產(chǎn)生孔洞而損壞膜。 鹽水中的硫酸根過(guò)高同時(shí)會(huì)影響鹽水中氯化鈉的含量。 因此鹽水中累積的硫酸根必須清除，保證整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。

目前硫酸根的處理方法分為物理和化學(xué)兩種方法。 傳統(tǒng)的硫酸根去除方法為“鋇離子法”，通過(guò)添加氯化鋇使鹽水中的硫酸根離子形成硫酸鋇沉淀，與其他金屬離子沉淀一起通過(guò)膜過(guò)濾器排出鹽水系統(tǒng)。 由于氯化鋇是劇毒物質(zhì)，儲(chǔ)存條件比較苛刻，對(duì)操作人員的身體健康有害，操作不當(dāng)會(huì)引起鹽水中的鋇離子超標(biāo)而影響進(jìn)電解槽的鹽水質(zhì)量，運(yùn)營(yíng)成本高。 物理方法是采用膜分離方法和冷凍法， 首先使用納濾膜將鹽水中的硫酸鈉溶液濃縮，再利用硫酸鈉與氯化鈉的溶解度隨溫度變化而變化的特性，分離結(jié)晶的硫酸鈉。 該方法相比于“鋇法”有極大的成本優(yōu)勢(shì)，且綠色環(huán)保。

瑞恒公司12 萬(wàn)t/a 離子膜燒堿技改轉(zhuǎn)移項(xiàng)目采用了納濾膜和冷凍脫硝相結(jié)合的方法處理系統(tǒng)的硫酸根。 本文主要介紹納濾膜加冷凍除硝裝置對(duì)于之前裝置的改進(jìn)及在開(kāi)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中所遇到問(wèn)題和相應(yīng)的優(yōu)化措施。

1 納濾膜的應(yīng)用

1.1 不同類(lèi)型膜介紹

膜分離是一項(xiàng)新興的分離技術(shù)，從60年代開(kāi)始大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用， 發(fā)展十分迅速， 其品種日益豐富，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。 對(duì)于壓力驅(qū)動(dòng)膜，根據(jù)膜孔徑的大小及分離物質(zhì)的差別， 膜分離技術(shù)可分為微濾、超濾、納濾和反滲透（見(jiàn)圖1）。 微濾膜孔徑為0.05～2.0 μm，可阻留分子量為20 萬(wàn)～100 萬(wàn)的物質(zhì)，適用于細(xì)菌微粒等的分離； 超濾膜孔徑為0.0015～0.1 μm，截留分子量范圍為1000～50 萬(wàn)，適用于大分子（蛋白質(zhì)、膠體等）與小分子（無(wú)機(jī)鹽及低分子量有機(jī)物）溶液的分離；納濾膜孔徑為1.0～2.0 nm，截留分子量范圍為150～1000， 適用于糖等低分子量有機(jī)物與無(wú)機(jī)鹽的分離。 納濾（NF）膜及相關(guān)過(guò)程的出現(xiàn)大大促進(jìn)了膜技術(shù)在液體分離領(lǐng)域的應(yīng)用；反滲透膜孔小于1 nm，截留分子量小于200（100～200），適用于無(wú)機(jī)鹽及低分子量有機(jī)物的分離和濃縮。

圖1 不同種類(lèi)膜截留示意圖

1.2 納濾膜

鹽水除硫酸根使用的過(guò)濾膜為納濾膜，該膜是介于反滲透膜和超濾膜之間的一種壓力驅(qū)動(dòng)膜，是近年來(lái)國(guó)際上發(fā)展較快的膜品種之一。 該類(lèi)膜對(duì)多價(jià)離子和分子量在200 以上的有機(jī)物的截留率較高，而對(duì)單價(jià)離子的截留率較低。 由圖1 可知，反滲透膜脫除了所有的鹽和有機(jī)物，而超濾膜對(duì)鹽和低分子有機(jī)物沒(méi)有截留效果。 納濾膜截留了糖類(lèi)低分子有機(jī)物和多價(jià)鹽（如Na2SO4），對(duì)單價(jià)鹽的截留率僅為10%～80%，具有相當(dāng)大的通透性，而二價(jià)及多價(jià)鹽的截留率均在50%～90%以上。由于單價(jià)鹽能自由透過(guò)納濾膜，膜兩側(cè)不同離子濃度所造成的滲透壓遠(yuǎn)低于反滲透膜。 因此，納濾膜比反滲透膜所要求的操作壓力低。

納濾膜對(duì)鹽的截留性能主要是離子與膜之間的靜電相互作用，滿足“道南效應(yīng)（Donnan effect）”。鹽離子的電荷強(qiáng)度不同， 膜對(duì)離子的截留率也不同。 對(duì)于含有不同價(jià)態(tài)離子的多元體系，由于膜對(duì)各種離子的選擇性有異，根據(jù)道南效應(yīng)，不同離子透過(guò)膜的比例不同， 即電解系統(tǒng)陽(yáng)極鹽水中含有Na2SO4和NaCl，膜對(duì)SO42-的截留優(yōu)先于Cl-。 如果增大Na2SO4的濃度，則膜對(duì)Cl-的截留率降低，為了維持電中性，透過(guò)膜的Na+也將增加。 當(dāng)多價(jià)離子濃度達(dá)到一定值， 單價(jià)離子的截留率甚至出現(xiàn)負(fù)值，即透過(guò)液中單價(jià)離子濃度大于料液濃度。 納濾膜對(duì)中性物質(zhì)（不帶電荷，如乳糖、葡萄糖、麥芽糖、棉子糖、水蘇糖等）的截留則是根據(jù)膜的納米級(jí)“微孔的分子篩效應(yīng)”。 納濾膜過(guò)濾鹽水原理圖見(jiàn)圖2[1]。

圖2 納濾膜過(guò)濾鹽水原理圖

1.3 膜控制要點(diǎn)

（1）pH 和ORP 值。游離氯對(duì)納濾膜的穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響，游離氯進(jìn)入膜后會(huì)迅速氧化膜的有機(jī)層，使膜失去對(duì)二價(jià)離子的選擇脫除性，過(guò)低或過(guò)高的酸堿度同樣會(huì)破壞納濾膜的結(jié)構(gòu)。 在游離氯的脫除過(guò)程中，pH 值也是一個(gè)非常重要的參數(shù)。 因此， 嚴(yán)格控制pH 值是保證膜法脫硝裝置長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵。

2 納濾膜開(kāi)車(chē)運(yùn)行

2.1 鹽水pH 和ORP 穩(wěn)定控制（與之前對(duì)比）

電解后的淡鹽水經(jīng)過(guò)加酸后真空脫氯，經(jīng)過(guò)加堿和亞硫酸鈉后脫除鹽水中的游離氯， 控制pH 值和游離氯在控制范圍內(nèi)（一般pH 值控制在4～8，游離氯的氧化還原電位控制在50 mV 以?xún)?nèi)）。 pH 值的穩(wěn)定控制關(guān)系到整個(gè)膜處理的穩(wěn)定運(yùn)行，也關(guān)系到游離氯的穩(wěn)定，若pH 值控制較低，則需要增加亞硫酸鈉的用量，過(guò)多的亞硫酸鈉殘余會(huì)在膜分離段與鹽水中的氯酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生游離氯破壞膜。

在瑞恒公司搬遷前，揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)寶塔灣廠區(qū)首次采用的鹽水預(yù)處理技術(shù)為脫氯后的鹽水通過(guò)一級(jí)鹽水緩沖泵A輸送，加堿和亞硫酸鈉后，在管道上繼續(xù)加入7%的鹽酸，調(diào)整pH值至6～8后，送入一級(jí)鹽水儲(chǔ)罐， 經(jīng)過(guò)一級(jí)鹽水泵B輸送至活性炭塔后通過(guò)保安過(guò)濾器進(jìn)入原料鹽水罐。 流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3。

圖3 鹽水預(yù)處理簡(jiǎn)圖

瑞恒公司采用南京久吾高科提供的預(yù)處理系統(tǒng)，燒堿單元脫氯后的淡鹽水經(jīng)過(guò)加堿和亞硫酸鈉后， 在除硝單元界區(qū)內(nèi)經(jīng)過(guò)第一次亞硫酸鈉的添加，控制游離氯（即氧化還原電位）在100 mV 以?xún)?nèi)，進(jìn)入一級(jí)鹽水緩沖罐；經(jīng)過(guò)一級(jí)鹽水緩沖泵，在泵進(jìn)口通過(guò)計(jì)量泵加入鹽酸后控制鹽水pH 值至7 左右，經(jīng)過(guò)二次亞硫酸鈉的添加去除加酸后殘余的游離氯，進(jìn)入活性炭罐和保安過(guò)濾器過(guò)濾，經(jīng)過(guò)合格鹽水切斷閥進(jìn)入到原料鹽水槽。 淡鹽水緩沖罐設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)閥， 根據(jù)液位自動(dòng)控制進(jìn)料閥開(kāi)啟度，保持淡鹽水緩沖泵進(jìn)口鹽水量的穩(wěn)定，維持整個(gè)系統(tǒng)pH 調(diào)節(jié)和控制體系平衡及穩(wěn)定。鹽酸通過(guò)計(jì)量泵輸送至淡鹽水緩沖泵進(jìn)口， 通過(guò)自動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 活性炭塔出口設(shè)置pH 和ORP 在線測(cè)量設(shè)備，出現(xiàn)pH 和ORP 超標(biāo)后，自動(dòng)切換鹽水至不合格鹽水儲(chǔ)罐中， 防止不合格鹽水進(jìn)入原料鹽水槽中?，F(xiàn)階段鹽水預(yù)處理的簡(jiǎn)易流程圖見(jiàn)圖4。

對(duì)比兩種預(yù)處理方式， 原工藝鹽水的pH 穩(wěn)定控制比較困難，操作工需要花費(fèi)約80%的時(shí)間用于手動(dòng)干預(yù)pH 的調(diào)節(jié)。 開(kāi)停車(chē)過(guò)程中，鹽水需要花費(fèi)大量時(shí)間（約3 h）才能調(diào)整至滿足進(jìn)納濾膜指標(biāo)。脫氯工序的操作波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致pH 出現(xiàn)波動(dòng)， 若不及時(shí)調(diào)節(jié)， 會(huì)出現(xiàn)pH 值超標(biāo)無(wú)法調(diào)整的情況而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停車(chē)。 若要穩(wěn)定運(yùn)行，需要一級(jí)鹽水儲(chǔ)罐擴(kuò)大容量（根據(jù)測(cè)試需要5 倍于鹽水處理量）。 原工藝加酸和加亞硫酸鈉位置接近，亞硫酸鈉過(guò)量后易與鹽酸反應(yīng)，使亞硫酸鈉消耗升高，也不利于pH 穩(wěn)定調(diào)節(jié)控制。 現(xiàn)工藝通過(guò)改變加酸位置，在無(wú)需擴(kuò)大鹽水緩沖量的情況下實(shí)現(xiàn)pH 的自動(dòng)控制， 預(yù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，減少人員干預(yù)，系統(tǒng)抗干擾能力較之前工藝強(qiáng)。 系統(tǒng)停車(chē)后再次開(kāi)車(chē)的時(shí)間（預(yù)處理）縮短至原工藝所需時(shí)間的1/4（40 min），減少了計(jì)劃和非計(jì)劃停車(chē)后再次開(kāi)車(chē)的處置時(shí)間。 同時(shí)在進(jìn)淡鹽水儲(chǔ)罐前（進(jìn)裝置前）設(shè)置不合格鹽水切斷閥，當(dāng)鹽水ORP 大于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)將鹽水切換至配水桶中，裝置的自動(dòng)化控制水平及安全性相比之前有了較大提升，降低了人工判斷失誤的幾率。

2.2 硫酸根平衡

燒堿系統(tǒng)生產(chǎn)能力為12 萬(wàn)t/a， 即每小時(shí)生產(chǎn)15 t 的燒堿，根據(jù)原鹽單耗1.5 t/t 計(jì)算，每小時(shí)原鹽的需求量為22.5 t， 根據(jù)所在地原鹽中硫酸根平均指標(biāo)0.3%計(jì)算，原鹽硫酸根帶入系統(tǒng)量為M1=22.5×0.3%×1000=67.5（kg/h）。

鹽水脫氯和一次鹽水處理工序帶入硫酸根的量為M2， 已知該單元亞硫酸鈉的耗用為0.9 kg/t NaOH，所以，帶入硫酸根的量為M2=0.9×15×96/126=10.28（kg/h）。

整個(gè)鹽水系統(tǒng)帶入硫酸根量為M1+M2=67.5+10.28=77.78（kg/h）。 折算成硫酸鈉的量為115.04 kg/h，根據(jù)冷凍脫硝脫除效率75%計(jì)算，納濾膜的硫酸鈉處理量必須滿足大于等于153.38 kg/h，才能保證系統(tǒng)中的硫酸根不富集。

圖2中豎坐標(biāo)表示子批量，縱坐標(biāo)表示選擇的工藝路線，橫坐標(biāo)表示工藝路線下的所有工序；式(25)中，數(shù)組O=[ot,r]4×r分別記錄了工序加工所選擇的機(jī)床、刀具、夾具、搬運(yùn)設(shè)備，r表示工序個(gè)數(shù)；式(26)中，數(shù)組W=[we,r]w×r存儲(chǔ)了調(diào)度過(guò)程中工序在機(jī)床上加工的順序。

瑞恒公司初步設(shè)計(jì)硫酸鈉的處理能力為150 kg/h，納濾膜過(guò)濾形式為2-2-1 的處理模式， 鹽水進(jìn)料17 m3/h，濃水2 m3/h，產(chǎn)水15 m3/h。實(shí)際鹽水中的硫酸根需要控制≤7 g/L，理想狀態(tài)需要≤5 g/L，既能滿足進(jìn)槽鹽水對(duì)于硫酸根含量的控制要求，也可以平衡鹽水中的重金屬離子，使得鹽水中的離子處于較低水平。 根據(jù)硫酸根控制目標(biāo)值，對(duì)系統(tǒng)硫酸根處理能力進(jìn)行平衡計(jì)算。

處理鹽水中硫酸根帶入量為m1=17×5/0.76=111.8（kg/h）。 產(chǎn)水（滲透液）中的硫酸根回系統(tǒng)量為m2，以滲透液中硫酸根含量0.1 g/L 計(jì)算，即m2=15×0.1=1.5（kg/h）。

硫酸根處理量m=m1-m2=110.3（kg/h），系統(tǒng)帶入量為103 kg/h， 脫硝系統(tǒng)能持續(xù)將系統(tǒng)中的硫酸根帶出系統(tǒng)， 且在系統(tǒng)硫酸根穩(wěn)定在5 g/L 的情況下保持硫酸根進(jìn)出平衡。 濃水中硫酸根含量為（m1-m2）/濃水量=（111.8-1.5）/2=55.15（g/L），實(shí)際化學(xué)分析與計(jì)算值基本一致。

實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于原鹽中硫酸根含量超過(guò)0.3%的指標(biāo)， 實(shí)際硫酸根含量為0.4%， 甚至達(dá)到0.5%左右，同時(shí)納濾膜在運(yùn)行過(guò)程中，由于硫酸根超出設(shè)計(jì)處理能力， 鹽水進(jìn)料量不能維持在17 m3/h，膜開(kāi)車(chē)后進(jìn)料壓力達(dá)到2.2 MPa，由于膜廠家建議運(yùn)行壓力小于2.8 MPa， 持續(xù)提升膜處理量及運(yùn)行壓力的空間較小，運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)水流量持續(xù)下降，膜整體處理能力下降，導(dǎo)致系統(tǒng)硫酸根平衡打破后，系統(tǒng)硫酸根持續(xù)增加，不得不通過(guò)改變?cè)}結(jié)構(gòu)，減少帶入系統(tǒng)的硫酸根的量，同時(shí)膜因處理負(fù)荷高導(dǎo)致處理量迅速衰減，需對(duì)膜進(jìn)行頻繁清洗，以短時(shí)間恢復(fù)膜通量來(lái)平衡系統(tǒng)硫酸根。 系統(tǒng)對(duì)于原料中硫酸根的含量變化適應(yīng)能力較弱。 原鹽結(jié)構(gòu)的改變及納濾膜的頻繁清洗不利于燒堿成本的控制，同時(shí)操作上復(fù)雜繁瑣，不利于裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 冷凍除硝

經(jīng)過(guò)納濾膜處理后的含高濃度硫酸鈉鹽水先經(jīng)過(guò)換熱器預(yù)先冷卻，溫度降至12～15 ℃后進(jìn)入沉硝槽，沉硝槽上部清液通過(guò)結(jié)晶循環(huán)泵進(jìn)入結(jié)晶器循環(huán)，降溫至-5 ℃左右，高濃度的硫酸鈉在沉降槽中結(jié)晶生長(zhǎng)， 在底部通過(guò)硝漿泵輸送至后序系統(tǒng)，經(jīng)離心分離帶出系統(tǒng)。

實(shí)際調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，由于納濾膜設(shè)計(jì)的產(chǎn)水率為88%左右，濃縮液中的硫酸根含量為55 g/L 左右（折合硫酸鈉為80 g/L），硫酸鈉在溫度為25 ℃左右時(shí)就開(kāi)始結(jié)晶，預(yù)冷溫度控制過(guò)低使鹽水中硫酸鈉迅速結(jié)晶，堵塞結(jié)晶器和進(jìn)出料管道，結(jié)晶器原設(shè)計(jì)為每4 小時(shí)人工切換清洗1 次，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要每小時(shí)人工切換沖洗1 次， 工作量較大，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)人操作。

3 優(yōu)化調(diào)整

3.1 冷凍裝置優(yōu)化

結(jié)晶器自動(dòng)沖洗切換改造，納濾膜結(jié)晶器增加切斷閥，同時(shí)增加控制系統(tǒng)。 改造后，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器根據(jù)運(yùn)行周期同時(shí)監(jiān)控結(jié)晶器出口流量的方式來(lái)自動(dòng)切換結(jié)晶器運(yùn)行和沖洗備用。 將結(jié)晶器閥門(mén)運(yùn)行狀態(tài)和沖洗泵的啟停組態(tài)傳輸至DCS 中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和沖洗操作， 現(xiàn)場(chǎng)結(jié)晶器沖洗實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，降低了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作量。

由于納濾膜處理量增大，濃縮液（高硝鹽水）的處理量由2 m3/h 上升至4 m3/h， 根據(jù)設(shè)備需求參數(shù)對(duì)比設(shè)備實(shí)際參數(shù)，預(yù)熱換熱器的面積滿足鹽水預(yù)冷，沉硝槽的高度和寬度滿足十水硫酸鈉晶體生長(zhǎng)和沉降的需求。 結(jié)合結(jié)晶器換熱要求，換熱面積和冷量剛剛滿足擴(kuò)大后需求。 由于鹽水處理量的提升，結(jié)晶器容易發(fā)生硫酸鈉在結(jié)晶器中過(guò)快結(jié)晶堵塞通道而頻繁清洗的情況，對(duì)結(jié)晶器板換的換熱面積進(jìn)行放大調(diào)整（提升一倍），更換后結(jié)晶器（兩臺(tái)中更換一臺(tái)）鹽水出口壓力相比前期上升速度降低一倍，有效延長(zhǎng)了結(jié)晶器在線時(shí)間，縮短了結(jié)晶器沖洗時(shí)間。

3.2 增加納濾膜處理量

根據(jù)物料系統(tǒng)硫酸根平衡計(jì)算，納濾膜處理量正好滿足0.3%硫酸根含量的原鹽，若出現(xiàn)原料供應(yīng)不能滿足，或是系統(tǒng)停車(chē)等非正常情況，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)硫酸鈉無(wú)法平衡而超標(biāo)。根據(jù)最差原鹽中0.5%硫酸根含量計(jì)算， 整體帶入系統(tǒng)的量為112.78 kg/h，根據(jù)冷凍除硝系統(tǒng)脫除率75%計(jì)算，總體納濾膜硫酸鈉處理量必須滿足大于等于222.4 kg/h。

對(duì)納濾膜產(chǎn)能擴(kuò)大， 一級(jí)處理增加兩組共計(jì)10 根納濾膜，二級(jí)增加一組共計(jì)5 根納濾膜，三級(jí)不變，最終變?yōu)?-2-1 的處理排列方式。 根據(jù)每只膜產(chǎn)水量700 L/h，產(chǎn)水率80%計(jì)算，最大處理能力為30 m3/h，滲透液流量為25 m3/h，濃縮液流量為5 m3/h。根據(jù)原設(shè)計(jì)文件，預(yù)處理的最大處理量為25 m3/h，高壓泵的最大流量為25 m3/h，揚(yáng)程360 m，擴(kuò)產(chǎn)后裝置可以最大運(yùn)行至25 m3/h，產(chǎn)水21 m3/h，濃水排出量4 m3/h。

根據(jù)硫酸根平衡計(jì)算，處理鹽水中硫酸根帶入量m3=25×5/0.76=164.5（kg/h）。產(chǎn)水（滲透液）中的硫酸根回系統(tǒng)量為m4，以滲透液中硫酸根含量0.1 g/L計(jì)算，即m4=21×0.1=2.1（kg/h）。

硫酸根處理量m’=m3-m4=162.4（kg/h），高硝鹽水系統(tǒng)帶入量為112.5 kg/h， 滿足鹽水中硫酸根含量高的情況下系統(tǒng)硫酸根的平衡， 富余49.9 kg/h。濃水中硫酸根含量為（m3-m4）/濃水量=（164.5-2.1）/4=40.6（g/L），平衡后高硝鹽水硫酸根含量滿足冷凍脫硝運(yùn)行需求（＞20 g/L）。 實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中22 m3/h的處理量能滿足硫酸根脫除需求。

4 運(yùn)行數(shù)據(jù)

4.1 pH 控制

選取2023年6月pH 每小時(shí)控制趨勢(shì)，可以看出pH 值穩(wěn)定控制在6.3～7.3，沒(méi)有pH 值大范圍波動(dòng)情況發(fā)生，具體趨勢(shì)見(jiàn)圖5。 加酸pH 回路自控投用率100%。

圖5 鹽水pH變化趨勢(shì)

4.2 系統(tǒng)硫酸根

取2022年12月至2023年1月的系統(tǒng)硫酸根運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)硫酸根含量最低5.9 g/L，最高10.1 g/L，1月份持續(xù)下降是由于添加1/5 的精制鹽 （含硫酸根0.1%）導(dǎo)致整體帶入量下降，但系統(tǒng)始終不能將硫酸根處理至5 g/L 以?xún)?nèi)。 改造前運(yùn)行趨勢(shì)見(jiàn)圖6。

圖6 改造前運(yùn)行趨勢(shì)

4.3 納濾膜運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

2023年4月對(duì)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造，處理量提升至23 m3/h， 經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的調(diào)試與運(yùn)行（2023年4月19日至2023年6月19日）， 系統(tǒng)硫酸根由8.6 g/L 降低至5 g/L 且保持穩(wěn)定。 由于鹽水系統(tǒng)庫(kù)容較大，系統(tǒng)硫酸根處理過(guò)程會(huì)有波動(dòng)。 擴(kuò)產(chǎn)后硫酸根運(yùn)行趨勢(shì)見(jiàn)圖7。

圖7 擴(kuò)產(chǎn)后硫酸根運(yùn)行趨勢(shì)

4.4 膜運(yùn)行參數(shù)

改造前后運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 改造前后運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

由表1 可知， 擴(kuò)產(chǎn)后在相同處理量情況下，膜的運(yùn)行壓力由1.88 MPa 下降至1.53 MPa，同等處理能力情況下高壓泵的能耗下降10%；進(jìn)出膜的壓差由0.18 MPa 降至0.09 MPa，根據(jù)廠家膜運(yùn)行效果建議，進(jìn)出膜的壓差為0.1 MPa 左右，壓差過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響膜的過(guò)濾效果，高壓差對(duì)膜通道的污染較為嚴(yán)重，同時(shí)膜的清洗周期由擴(kuò)產(chǎn)前的2 個(gè)月延長(zhǎng)至4 個(gè)月。

5 結(jié)語(yǔ)

納濾膜處理硫酸鈉是離子膜燒堿生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，該裝置的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)電解系統(tǒng)的平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。 硫酸鈉的穩(wěn)定脫除可確保整個(gè)鹽水裝置硫酸鈉保持平衡穩(wěn)定。 裝置的自動(dòng)化控制減少了人員手動(dòng)干預(yù)，提升了膜使用壽命，保證了裝置本身的低成本、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。