李國驍，盧麗萍

（重慶市映天輝氯堿化工有限公司，重慶 401221）

重慶市映天輝氯堿化工有限公司位于重慶長壽化工園區(qū)，周邊鹽鹵資源豐富。2009年9月正式建成投產(chǎn)開車，產(chǎn)能規(guī)模為10萬t/a燒堿。裝置建成初期，制堿主要采用工業(yè)原鹽，成本居高不下，2011年，面對國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)形勢和川渝周邊企業(yè)較大的競爭，引入了瑞士EVATHERM公司設(shè)計的MVR淡鹽水蒸發(fā)工藝。

1 鹽水系統(tǒng)工藝概況

鹽水系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖1。

圖1 鹽水系統(tǒng)工藝流程示意圖

管輸鹵水至鹵水池，鹵水直接在一次鹽水進(jìn)行精制，合格的一次精鹽水進(jìn)入過濾鹽水貯槽，然后送往電解工段二次精制和電解。出槽淡鹽水約90 m3/h，經(jīng)脫氯后，送往鹽水工段，6 m3淡鹽水直接進(jìn)入淡鹽水中間槽，84 m3淡鹽水去膜法除硝脫硫酸根后，再進(jìn)入淡鹽水中間槽（MVR淡鹽水蒸發(fā)要求進(jìn)水硫酸鈉小于7.6 g/L）?；旌虾螅屯}水蒸發(fā)裝置進(jìn)行蒸發(fā)濃縮至310 g/L，然后，送往過濾精鹽水貯槽。

2 出現(xiàn)的主要問題及措施

2.1 硫酸鈉對淡鹽水的影響

正?？刂茲恹}水板換出口溫度為50℃時，在線濃鹽水密度一般控制為1.187 kg/L，鹽水中氯化鈉含量為319 g/L。系統(tǒng)運行約二個月，濃鹽水與冷凝水換熱的換熱器、濃鹽水泵停車后再開，頻繁出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，同時，濃鹽水濃度持續(xù)出現(xiàn)下降趨勢；此時，在50℃時，濃鹽水的密度控制已經(jīng)達(dá)到了1.2 kg/L，對應(yīng)的鹽水氯化鈉含量應(yīng)大于320 g/L，而人工分析發(fā)現(xiàn)濃度只有270～280 g/L。淡鹽水裝置不得不多次停車，清洗換熱器及清理堵塞的管道。

在經(jīng)過分析和排查后發(fā)現(xiàn)，開車初期由于經(jīng)驗不足，對進(jìn)入淡鹽水蒸發(fā)的鹽水硫酸鈉監(jiān)控缺失，大量的硫酸鈉進(jìn)入淡鹽水蒸發(fā)系統(tǒng)，由于同離子效應(yīng)影響，密度監(jiān)測方式不能反映鹽水中氯化鈉含量，而又對人工分析結(jié)果重視不足導(dǎo)致出現(xiàn)上述一系列問題出現(xiàn)。在確認(rèn)問題后，立即提升進(jìn)入膜法除硝的水量，將膜法除硝能力優(yōu)化提升至130%運行。在對整個膜法除硝系統(tǒng)的能力進(jìn)行評估后，發(fā)現(xiàn)除硝能力存在較大不足，為此，投入約四百萬元對除硝系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能改造。

2.2 MVR淡鹽水蒸發(fā)投運后鹽水一次精制過程產(chǎn)生的問題

一次鹽水精制裝置采用預(yù)處理加HVM膜工藝，設(shè)計使用精制鹽，預(yù)處理鎂離子能力為250×10-6以內(nèi)，裝置運行穩(wěn)定。在MVR淡鹽水蒸發(fā)投入運行后，裝置實現(xiàn)全鹵制堿，但由于鹵水中鈣鎂含量較高，全年鈣含量平均為1 300×10-6左右，鎂含量為500×10-6左右，頻繁出現(xiàn)無法繼續(xù)運行的情況。預(yù)處理長期在反渾中運行，預(yù)處理出口鎂含量為300×10-6左右、鈣含量約1 100×10-6。后反應(yīng)槽加碳酸鈉后產(chǎn)生的鈣泥量大，由于后反應(yīng)槽排泥口設(shè)計在出水管道上，無收集和緩沖功能，又不能持續(xù)排泥，導(dǎo)致進(jìn)入進(jìn)液高位槽鹽水鹽泥含量高，大量鹽泥后移直接進(jìn)入HVM膜，HVM膜持續(xù)在較高的膜壓下運行，酸洗頻繁。對此采取了以下措施：

（1）在鹵水池加入氫氧化鈉，控制鹵水pH值為10左右，再通過鹵水池的沉降，鹵水中鎂離子含量一度降到100×10-6左右，但考慮到長期向鹵水池投加氫氧化鈉，大量鹽泥沉積在鹵水池，影響鹵水池的儲備能力及鹵水池的鹽泥清理難度大，停止了該操作方式。

（2）延長鹽水在預(yù)處理的停留時間。主要措施為降低預(yù)處理鹽水處理量，當(dāng)鹽水產(chǎn)量控制在約40 m3/h以內(nèi)時，預(yù)處理明顯變清澈，不再返渾，鎂離子含量明顯下降到60×10-6左右。但由于鹽水產(chǎn)量不足，該方式明顯無法適應(yīng)滿負(fù)荷生產(chǎn)的需求。

（3）增大內(nèi)循環(huán)，利用部分鹽水循環(huán)，強化預(yù)處理、HVM膜排泥。預(yù)處理循環(huán)量控制在130 m3/h左右，預(yù)處理上下排泥每天各控制在8～10次；HVM過濾時間由1 800 s，循環(huán)5次，排渣時間為3 s，調(diào)整為運行1 000 s，循環(huán)3次，排渣10 s。同時增加2臺板框壓濾機(jī)。

在采取了一系列措施后，精鹽水產(chǎn)量能夠穩(wěn)定在70～80 m3/h，結(jié)合MVR淡鹽水蒸發(fā)濃鹽水產(chǎn)量60 m3/h，整個鹽水系統(tǒng)滿足電解滿負(fù)荷運行。HVM膜的運行周期由運行3天酸洗1次延長至約10天酸洗1次。最終達(dá)到了穩(wěn)定生產(chǎn)，鹽水產(chǎn)量達(dá)到需求。

3 節(jié)能降耗優(yōu)化

3.1 運行優(yōu)化

裝置設(shè)計按15萬t/a燒堿產(chǎn)能配置淡鹽水處理能力為135 m3/h，運行負(fù)荷為50%～100%。目前，主裝置產(chǎn)能10萬t/a，滿負(fù)荷淡鹽水產(chǎn)量約為90 m3/h。淡鹽水蒸發(fā)裝置于2011年12月建成投運，全年運行正常，連續(xù)運轉(zhuǎn)超過8 000 h。受電解低負(fù)荷影響，淡鹽水蒸發(fā)裝置連續(xù)運行電費較高，同時，淡鹽水裝置無法在低于50%負(fù)荷下運行，為此，利用淡鹽水貯槽的儲備能力，采用錯峰方式運行淡鹽水蒸發(fā)裝置，即在電價較高的峰段，停淡鹽水裝置，在電價較低的平段和谷段，開至滿負(fù)荷運行。停車期間，淡鹽水裝置使用蒸汽保溫（蒸汽使用量約為150 kg/h），控制降膜蒸發(fā)器、升膜蒸發(fā)器溫度約為100℃。采用錯峰方式運行，全年節(jié)約電費約二十余萬元。

3.2 淡鹽水系統(tǒng)副產(chǎn)冷凝水綜合利用

在淡鹽水蒸發(fā)過程中，每蒸發(fā)1 m3的淡鹽水會產(chǎn)生約0.45 m3的冷凝水，年產(chǎn)10萬t燒堿，全鹵制堿，淡鹽水蒸發(fā)產(chǎn)生冷凝水約為三十二萬立方米。在回收熱量后，該水質(zhì)量較好，電導(dǎo)率在10 μs/cm內(nèi)。運行初期，由于收集和使用的配套設(shè)備不完善，優(yōu)質(zhì)的冷凝水基本外排，造成浪費，經(jīng)過對水質(zhì)以及冷凝水的工藝參數(shù)分析后，啟動了對冷凝水的回收利用方案，將節(jié)約成本一百二十余萬元。主要作為以下幾方面使用：作為脫鹽水的原水使用；直接作為螯合樹脂塔再生用水；作為循環(huán)水補水；含鹽較高的冷凝配制碳酸鈉、三氯化鐵等精制劑。

4 結(jié)語

15萬t/a全鹵制堿項目的實施及輔助裝置的擴(kuò)能改造累計投入四千余萬元，從項目啟動到后期配套改造到運行穩(wěn)定，持續(xù)多月。在建過程中，需關(guān)注鹵水質(zhì)量及原有鹽水裝置的工藝配置技術(shù)整合；在運行時，要重視SS在鹽水系統(tǒng)富集，易使螯合樹脂板結(jié)，影響螯合樹脂塔再生，重金屬離子在鹽水富集影響樹脂再生等問題。新技術(shù)從調(diào)試到消化，從單系統(tǒng)驗收完成到整個鹽水系統(tǒng)運行正常耗時6個月。全年用鹵比達(dá)到97%以上，淡鹽水能耗均在設(shè)計范圍內(nèi)，每蒸發(fā)出1 m3冷凝水，耗電約38 kW·h，運行12個月后與工業(yè)鹽相比，全年累計降低綜合成本一千五百余萬元。項目總體很成功，MVR淡鹽水蒸發(fā)技術(shù)值得離子膜制堿企業(yè)廣泛推廣應(yīng)用。