有效降低盐泥中氯化钠含量的方法

梁爱华

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山063305）

唐山三友氯碱有限责任公司（以下简称“氯碱公司”）现有五期离子膜烧碱生产工艺，产能53 万t/a。一次盐水工序配置有30 万t/a 预处理-凯膜精制系统及24 万t/a 陶瓷膜过滤系统。 其中，预处理器4 台，对应凯膜过滤器10 台，无机膜过滤器3 台，其产生的所有稀盐泥经一次性压滤后滤饼外送处理。 盐泥滤饼中的含盐量约为20%，与同行业普遍泥饼含盐量相比偏高[1]，生产运行成本偏高。

1 盐泥的产生及处理

氯碱公司使用的原盐大部分为价格相对较低的粗盐，含钙镁离子及泥沙较多。 离子膜电解工艺中，Ca2+、Mg2+等多价金属离子会对离子膜造成严重伤害。 通过一次盐水精制，大部分多价金属杂质离子通过化学沉淀法被除去，被排至盐泥池中，为防止二次盐水精制过程树脂塔交换能力不足，其中的钙、镁离子要求降低至4×10-6以下。

盐泥的产生过程主要为：原盐用温度为65 ℃左右的化盐水在化盐桶中溶解，在折流槽中加入氢氧化钠和次氯酸钠溶液，将镁离子以氢氧化镁沉淀的形式除去，一路进入预处理器，上浮泥和下沉泥定期排至盐泥池，清液进入反应槽，用碳酸钠将钙离子以碳酸钙沉淀的形式除去， 再进入至凯膜过滤器，凯膜反冲液进入盐泥池；另一路进入陶瓷膜前反应系统，用碳酸钠将钙离子以碳酸钙沉淀的形式除去，进入陶瓷膜过滤器，产生的盐泥排至盐泥池。

盐泥池中的盐泥经盐泥泵加压后输送至板框压滤机中压滤，滤液回收至化盐水储槽继续化盐使用，滤饼则定期排至外界进行处理。 板框压滤机运行采用在线PLC 系统控制，盐泥压滤的工艺操作流程为： 接通电源→压紧滤板→进料过滤→洗涤滤饼→吹气→松开滤板→拉板卸料→清洗、 整理滤布→由此至压紧滤板循环使用。 板框压滤机的结构、板框状态、滤布的良莠决定于滤饼的含水量，而其中每个操作环节和工艺参数控制将直接影响板框压滤效果和滤饼中的含盐量。 2018 年1-12 月氯碱公司盐泥运输数据统计表见表1。

表1 2018年1月-12月氯碱公司盐泥运输数据统计表

由表1 得知，2018 年全年氯碱公司盐泥运输总量高达19 320 t，按平均含盐20%计算，每年将会造成3 864 t 的氯化钠的损失。故氯碱公司致力于在降低盐泥中含盐量上，找出降本增效的方法，促进企业良性发展。

2 降低盐泥中氯化钠含量的方法

一次盐水盐泥池中的盐泥搅拌后，经盐泥泵加压后输送至盐泥板框压滤机中，压滤后的滤液回收至化盐水储槽继续化盐使用，滤饼则排至外界定期处理。 按过去传统的操作方式，排压滤机的步骤为：进液、加压、吹风、水洗、排泥，盐泥温度保持在50 ℃左右。 造成盐泥池液位持久不下，操作工每班至少排压滤机三四台， 压滤机状况不佳时甚至排7 台。压滤出的泥饼较稀，含盐及含水量极大，稀滤饼一方面不利于原料回收，另一方面压滤机泥饼形成的稀泥流至盐场和马路上，严重污染现场环境。

2.1 改进盐泥压滤操作法

对此氯碱公司烧碱车间进行管理结构优化，改进压滤机排泥操作方法， 将排压滤机的步骤改为：进液、加压、吹风、水洗、吹风、水洗、排泥。 其中，两次吹风和水洗总量与改进前吹一次工艺风所用量一致，不额外增加工艺风和洗涤水量，水洗后的滤液仍当作化盐水继续化盐。

实施效果：分别取操作法改进前和改进后的滤饼实验样品进行含盐分析，滤饼中的含盐量对比结果见图1。得出改进操作法后，滤饼中含盐量降低了近50%。 新方法实施半年以来，每班只排2 台压滤机即可满足生产需求，大大降低了劳务负荷；滤饼含盐有效降低至14%以内， 显著提高了原盐回收率；滤饼干燥成型，含水量较低，压滤效果良好；压滤机楼下环境得以改善。

图1 改进排泥操作法前后泥饼含盐量对比情况

2.2 提高盐泥压滤温度

（1）一次盐水系统换热系统改造。 即将一次盐水工序的一期、三期化盐水换热器共5 台，由热水换热改为蒸汽换热。 在该车间的氯化氢合成工序，将蒸汽合成炉的蒸汽出口总管上分出一路，直接供应一次盐水换热系统，增加自动调节阀，充分利用该车间副产蒸汽，减少外网蒸汽使用量，降低运行成本的同时，间接提高盐泥温度。 此外，换热系统改造注重自动化控制，增加蒸汽自动调节阀，与蒸汽压力进行联锁控制，规避蒸汽合成炉压力不稳定造成换热温度波动等风险因素。

（2）盐泥池增加蒸汽自动控制。 即在输送至一次盐水换热器的蒸汽管线上，分出一支通入盐泥池液面以下，增加自动调剂阀，并在盐泥泵回流管处增加远传温度计， 随时在线监控盐泥池的温度，以稳定工艺指标，保证压滤效果。 此部分调节阀和温度计均属于利旧仪表，未增加采购成本。 蒸汽系统在一次盐水盐泥系统中的应用示意图见图2。

实施效果分析：改造前，进盐泥池的蒸汽量依靠现场操作工经验、盐泥池液位和盐泥池现场冒蒸汽的大小进行手动调节，无数据参考依据，且因调节不及时造成工艺指标波动较大。 蒸汽量打开过大时，一方面增加运行成本；另一方面造成盐泥池周围蒸汽外冒，严重影响现场环境；此外，盐泥温度过高会直接降低板框压滤机滤布的使用寿命；盐泥温度过低，泥池液位下降慢，盐泥易黏粘压滤机滤布，影响滤布通透性，大大降低压滤效果。

经增加蒸汽调节阀和远传温度表改造后，DCS可将盐泥池温度与蒸汽调节阀设置控制回路，依据泥池中稀盐泥的温度，自动调节蒸汽量，有效降低蒸汽消耗且合理控制盐泥温度，提高压滤机工作效率，同时充分利用该车间副产蒸汽，减少外网蒸汽补充。

图2 蒸汽系统在一次盐水盐泥系统中的应用示意图

2.3 提升压滤水洗压力

经检测，一次盐水界区内的生产水输送至盐泥压滤系统后的压力不足0.2 MPa，因压力较低，温度较低，水洗滤饼效果还有一定的提升空间，即低压低温的生产水不能有效快速将盐泥中的盐分溶解、稀释和回收，可以在此方面进行进一步优化。 特向该公司申请为一次盐水工序购置了1 台高压管道泵， 主要用于增加盐泥水洗过程中洗涤水的压力，同时增加泵自动启停控制，提升自动化水平。 提高水洗压力后泥饼含盐量对比情况见表2。

表2 提高水洗压力后泥饼含盐量对比情况

实施效果分析：经提升压滤水洗压力后，滤饼中的含盐量降低至10%以内，盐泥中氯化钠回收量大幅提升。 盐泥滤饼干燥，一次盐水现场环境得到充分改善。 以2018 年全年氯碱公司盐泥运输总量19 320 t 为参考值，年可创效40 余万元。

3 结语

经过创新盐泥压滤操作法、技术改造、优化工艺条件等办法，一次盐水工序的盐泥滤饼含盐量由20%左右降低至10%以内，经近期运行情况来看，含盐指标已稳定在5%左右， 大幅度减少了盐泥滤饼中的含盐量，降低了企业生产成本，提高自动化操作水平，明显减轻了操作人员的劳动强度，改善了现场环境。 此外，作为集团循环经济重要组成部分，氯碱公司充分发挥中轴作用，突出“保安全、保环保、保廉洁、保现金流、强党建、强科技、压成本”的发展战略，强调节能降耗，重视安全环保项目实施，不断在技术改造和科技创新工作上继续向前。