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        穩(wěn)定一次鹽水濃度的措施

        2021-07-02 06:10:02師慧春
        氯堿工業(yè) 2021年12期
        關(guān)鍵詞:合格率

        師慧春

        (甘肅稀土新材料股份有限公司,甘肅 白銀 730922)

        1 一次鹽水精制工藝流程

        一次鹽水精制工藝流程如圖1所示。

        圖1 一次鹽水精制工藝流程簡圖

        2 一次鹽水濃度波動的影響因素

        通過分析總結(jié),在一次鹽水精制的整個工藝中,影響一次鹽水濃度最主要的因素有如下3個方面。

        (1)化鹽水含鹽濃度;

        (2)化鹽水溫度;

        (3)原鹽加入量。

        2.1 化鹽水含鹽濃度

        在實際生產(chǎn)過程中,化鹽水主要由電解工序循環(huán)回收的脫氯淡鹽水、濃縮鹽水壓濾所得濾液、螯合樹脂塔再生廢水、回收的機泵機封水以及自來水等組成。當生產(chǎn)系統(tǒng)正常運行,沒有外加自來水時,整個水系統(tǒng)形成一個閉環(huán)回路。通過取樣分析統(tǒng)計得:甘肅稀土燒堿廠化鹽水的含鹽質(zhì)量濃度在170~190 g/L。

        2.2 化鹽水溫度

        氯化鈉的溶解度隨著溫度的升高而增大(見表1)[1]。

        GUO Jia-ming, HE Sheng-hui, XIONG Ze-sen, LIU Zhe, ZHAO Hai-nan, LIU Peng-fei, YAN Hong-li, GAO Fu, LI Bai-long

        表1 氯化鈉溶解度與溫度關(guān)系表

        當鹽水溫度升高時,鹽水的黏度和密度減小,有利于過濾系統(tǒng);但是溫度過高,會使加熱化鹽水所用蒸汽消耗量急劇上升,并且使鹽水形成過飽和狀態(tài)。經(jīng)生產(chǎn)實踐驗證,結(jié)合當?shù)夭煌竟?jié)的溫差,甘肅稀土燒堿廠對化鹽水溫度要求是:夏季 60~70 ℃,冬季 65~75 ℃。

        2.3 原鹽加入量

        原鹽加入量是影響一次鹽水濃度的重要因素。在一定的產(chǎn)量下,若原鹽加入量不足,則導(dǎo)致一次鹽水濃度過低,達不到飽和狀態(tài),不能輸送至電解工序,要返工處理。根據(jù)生產(chǎn)實際情況,甘肅稀土燒堿廠原鹽加入量為1 800~3 100 kg/h。

        3 一次鹽水濃度波動的解決方案

        從影響一次鹽水濃度最主要的因素著手,對工藝進行研究改造。

        3.1 第一階段改造

        2017年11月之前,甘肅稀土燒堿廠一次鹽水質(zhì)量濃度要求控制在303~308 g/L。在化鹽水含鹽質(zhì)量濃度170~190 g/L、化鹽水溫度為60~75 ℃及保持原鹽加入量在1 800~3 100 kg/h不變的情況下,粗鹽水基本處于飽和狀態(tài)的質(zhì)量濃度為320~322 g/L。為確保一次鹽水濃度達到工藝要求,在粗過濾器進口閥門前增加一條自來水管線,并設(shè)置閥門,通過調(diào)節(jié)飽和粗鹽水中自來水的加入量,使一次鹽水達到所需的濃度。2017年1—10月一次鹽水濃度合格率如表2所示。

        由表2計算可得:2017年1—10月一次鹽水濃度年平均合格率達到88.5%。

        表2 2017年一次鹽水濃度合格率

        該次改造成功地提高了一次鹽水濃度的合格率,但在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn):當冬季氣溫較低時,飽和粗鹽水從化鹽池流經(jīng)反應(yīng)池至九思膜過濾器后溫度損失較大,并且自來水溫度相對較低,這時在粗過濾器前加入自來水導(dǎo)致飽和粗鹽水析出細小鹽粒,久而久之,粗過濾器的鈦網(wǎng)出現(xiàn)結(jié)晶堵塞,九思膜過濾器的膜管通道堵塞、過濾通量下降,降低了九思膜過濾器的使用壽命,且導(dǎo)致生產(chǎn)運行不穩(wěn)定。

        3.2 第二階段改造

        2017年11月—2019年9月,一次鹽水質(zhì)量濃度要求控制在300~310 g/L。

        在化鹽水含鹽質(zhì)量濃度(170~190 g/L)、化鹽水溫度(60~75 ℃)不變的條件下,取消原在粗過濾器前向飽和粗鹽水中加入自來水的工藝,主要從源頭的原鹽加入量入手,通過控制化鹽池鹽層高度控制一次鹽水濃度。主要方法如下。

        (1)采用2009皮帶運輸機勻速地向化鹽池注入原鹽,鹽倉出料口大小控制在1/3~2/3。在加入原鹽前,先用探桿探測鹽層高度,探測時分為5個點——四周4個點以及中間點,探測完成后根據(jù)鹽層具體情況上鹽。

        (2)崗位操作人員每單時(例如7:00、9:00、11:00等)取化鹽池流出的飽和粗鹽水、一次鹽水,分析濃度。

        (3)結(jié)合化驗室每雙時(例如8:00、10:00、12:00等)對飽和粗鹽水、一次鹽水濃度的分析結(jié)果,及時調(diào)整原鹽加入量。

        2019年1—9月一次鹽水濃度合格率如表3所示。

        表3 2019年1—9月一次鹽水濃度合格率

        由表3計算得:2019年1月—9月一次鹽水濃度平均合格率為61.8%。與甘肅稀土燒堿廠對一次鹽水濃度合格率的要求(93%)相差甚遠。

        采用鹽層高度控制一次鹽水濃度波動較大,其主要原因有如下3個方面。

        (1)化鹽池底部存在空洞。在化鹽過程中,化鹽池底部出水管道上出水孔堵塞,出水不均勻,導(dǎo)致鹽層分布不均勻,使用皮帶輸送時僅能補充皮帶機下鹽處鹽層,無法補充鹽層底部空洞處。

        (2)對鹽層高度探測不準確,探測計量工具簡易,不能準確掌握上鹽量。

        (3)崗位操作人員對濃度監(jiān)測的分析結(jié)果與化驗室分析結(jié)果誤差較大,影響對原鹽加入量的判斷。

        3.3 第三階段改造

        2019年10月,甘肅稀土燒堿廠對一次鹽水工序再次進行了改造(一次鹽水質(zhì)量濃度要求不變,控制在300~310 g/L)。

        在化鹽水溫度60~75 ℃,原鹽加入量保持1 800~3 100 kg/h不變的情況下,利用化鹽水含鹽質(zhì)量濃度在170~190 g/L較穩(wěn)定的特點,將從化鹽水罐輸送來的化鹽水分為兩股:一股直接進入化鹽池作化鹽水用;另一股在加精制劑前加入折流槽以調(diào)節(jié)飽和粗鹽水的濃度,使后序一次鹽水濃度波動減小。當化鹽池流出的飽和粗鹽水質(zhì)量濃度大于310 g/L時,增大去折流槽化鹽水管道上的閥門開度(最大流量達到7.5 m3/h),降低飽和粗鹽水濃度;反之,則要調(diào)小閥門開度。

        2019年10月—2020年2月一次鹽水濃度合格率如表4所示,第3次改造前后部分原料消耗對比如表5所示,各項指標合格率對比如表6所示。

        表4 2019年10月—2020年2月一次鹽水濃度合格率

        表5 改造前后部分原料消耗對比表

        表6 改造前后各項指標合格率對比表

        由表4—表6可見:一次鹽水的平均合格率從61.8%增加到93.1%,達到了甘肅稀土燒堿廠對該項指標的要求;其他各項指標的平均合格率均有顯著提升;原鹽、碳酸鈉、亞硫酸鈉、氯化鋇的消耗量明顯下降,降低了原料的消耗成本。本次改造成效顯著,對穩(wěn)定生產(chǎn)起到實質(zhì)性的意義。

        4 結(jié)語

        經(jīng)過對一次鹽水精制系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化、改造,既節(jié)約了原料,又對一次鹽水濃度起到良好的穩(wěn)定作用,大大提高了進電解槽二次鹽水的穩(wěn)定性,穩(wěn)定了電解槽槽電壓,保證了離子膜系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。甘肅稀土將在以往技術(shù)改造和科學(xué)管理的基礎(chǔ)上,繼續(xù)降本增效。

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