对一起盐水质量事故的分析

2015-12-14占洁

中国氯碱 2015年4期

关键词：电流效率烧碱旁通

占洁

（甘肃稀土集团金熊猫有限责任公司，甘肃白银 730922）

对一起盐水质量事故的分析

占洁

（甘肃稀土集团金熊猫有限责任公司，甘肃白银 730922）

分析了离子膜烧碱生产过程中盐水进入大量盐酸导致槽电压升高的原因分析及应对措施。

酸性盐水；离子膜电槽；pH值；槽电压

甘肃稀土集团金熊猫有限责任公司烧碱厂离子膜法烧碱投产于2011年3月，至今运行了两年多。该离子膜电槽是高电流密度、自然循环复极槽nBiTAC98，有98个单元槽。2011年9月21日因盐水中加酸阀门长时间没关，致使盐水中进入了大量酸，造成进槽盐水金属离子超标严重，使槽电压迅速升高，电流效率下降，给离子膜法烧碱生产造成了很大的负面影响。经及时有效的采取措施，槽电压在其后的几日内逐步恢复，经过一段时间的运行电流效率有了一定的提高。现将造成此次槽电压升高的原因及事后采取的补救措施分析总结如下。

1 事故经过

2011年9月21日大夜班接班后0：00点，DCS岗位操作工发现一次盐水输送不稳定导致V-1401pH值波动较大，pH值一直上升，DCS操作工缓慢将AICV-1401阀门开度开到100%时，pH值仍显示10.325，DCS工告知现场巡检工，现场巡检工将AICV-1401旁通阀打开，2：06分，化盐由于管道出现故障停止输送盐水，DCS工关闭AICV-1401自控阀，巡检工接到通知帮助化盐处理一次盐水管道，忘记关闭AICV-1401旁通阀，6：30分DCS工发现槽电压持续上升，DCS工告知相关人员查找原因，当取二次盐水送样ICP分析后，二次盐水钙、镁严重超标，同时，盐水严重过酸，9：21分被迫停车处理。

2 槽电压迅速升高的原因分析

（1）当班巡检工在一次盐水停送后没及时关闭AICV-1401旁通阀，同时DCS操作员也没及时发现和关注V-1401PH值的变化，导致长达1小时30分钟往V-1401盐水中大量加酸；

（2）螯合树脂塔吸附离子的pH值范围是8.5～9.5之间，pH值过低螯合树脂塔不但不吸附金属离子，而且将已经吸附的金属离子脱吸到盐水中，造成

盐水中的金属离子严重超标；

（3）当阳极液中酸度突然增大时，离子膜会被酸化，使膜的阳极侧磺酸树脂层组织被破坏，磺酸层膨胀、羧酸层收缩，使两层分离，并在分离处使离子膜产生水泡。另外，若阳极液酸度过高，阳极室H+穿过膜向阴极室迁移，会使离子膜由-COONa型变成-COOH型，即膜被氧化，槽电压会急剧升高，使膜内部因过热蒸汽压力过大而发生水泡。过高的酸度还可能使离子膜失去选择性离子交换功能，不但槽压要急剧升高，而且电流效率也要显著下降。若短时间膜没出现水泡、孔洞，日后处理还有可能恢复；

（4）当盐水中的酸度过高，盐水中的一些金属变成离子生成沉淀，堵塞通道使槽电压升高，电流效率下降。

进入电解槽的盐水质量对离子膜的使用寿命、槽电压、电流效率及产品质量有着重要的影响。盐水中的杂质含量及其对离子膜的影响见表1。

3 采取的措施

（1）盐水排放，将V-1401储槽酸浓度较高的盐水打到化盐配比使用，将化盐打来的新鲜盐水调和V-1501储槽盐水pH值为中性；

（2）树脂中毒要进行倍量再生，将酸洗和碱洗的时间加倍；

（3）开始洗膜。阳极侧将二次盐水流量慢慢调节到24 m3/h除游离氯为0，配制200 g/L淡盐水置换电槽1 h，阴极侧槽温降至≤40℃，氯气平压，氢气为500 mm H2O后排液，先排阳极液3 min后再排阴极液，阴极侧配制浓度为2.5%～3.5%的碱液充液溢流后碱温度升至50～60℃开始循环洗槽。循环洗槽时，阳极侧每2小时补充纯水一次。每6个单槽为一组槽压，一共17组，洗槽前第一组槽电压最高5.2V，第8组槽电压最低0.87 V，洗槽36 h后第一组为0.56 V，其他各自已经为0，洗槽结束，开始充液准备开车；

表1 盐水中的杂质含量及其对离子膜的影响

（4）开车后槽电压大幅度下降，但电流效率也有所下降。因为水洗后造成离子膜物理性松弛，膜间距增加，从而使OH-反渗透量增大电流效率下降。因此开车后将槽温控制的比正常生产低，碱浓度控制的比正常生产高，离子膜温度、浓度2个指标均在1天内呈梯度均匀调控。降低温度是为了使离子膜收缩，提高浓度为了使阴极侧膜的含水率减小，固定离子浓度增大，使电流效率提高。按以上方法运行1周后槽电压恢复到污染前，电流效率比污染前只下降了15%。