一次盐水生产优化运行总结

2021-04-12刘贺东

中国氯碱 2021年5期

刘超，刘贺东

（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离子膜烧碱装置自2005年投产以来，产能逐年提升，目前烧碱产能达53.5万t/a。随着烧碱产能提升，一次盐水工艺在产能提升工程中也对原有工艺进行改造和优化，形成凯膜、陶瓷膜共同运行的模式。在盐水产能提升过程中，不但从设备选型上朝着大型化、工艺操作自动化方向发展，而且在原有工艺基础上通过采取在线监控、在线分析、工艺小改等手段保障装置高效运行。

1 HVM膜挠性阀改为钛切断阀，解决挠性阀故障率高的问题

HVM膜过滤器为盐水工序去除钙离子的核心设备，过滤程序由PLC控制，各挠性阀按功能自动切换，为保持膜的过滤效率，盐水精制过程中HVM膜过滤器需通过反冲排渣将附着在HVM膜表面的碳酸钙杂质冲掉，HVM膜反冲时间为30 min/次。HVM膜所用程控阀为挠性阀，主体材质为橡胶，频繁开关造成挠性阀变形或破损，挠性阀内胆变形造成HVM膜进液不畅、反冲排渣效果差，降低凯膜利用率，并且由于挠性阀结构特殊容易造成阀门漏气现象，造成仪表气浪费，影响盐水过滤器的正常运行，严重时盐水产量将会受限，从而增加企业的运行成本，降低生产效益。为降低生产成本和保证盐水产量，该公司经过综合评估决定将HVM膜过滤器程控的挠性阀更换为钛材切断阀。切断阀使用原有挠性阀的气源及控制电缆，控制程序不变。

HVM膜所属的程控挠性阀更换为钛切断阀后，经过近一年的运行未出现过检修及更换情况，使用状况良好。

2 通过关联参数设置自动化调节，优化控制提高自动化

陶瓷膜出液盐水流量与盐酸加入量串级调节，做到精制剂加入实时调控、优化指标控制。

无机陶瓷膜过滤器在长时间的运行后，碳酸钙、氢氧化镁及藻类附着在膜表面导致通量变化、过滤能力下降。为使膜的过滤通量得到恢复、生产能力达到起始状态，需对陶瓷膜进行膜再生处理。再生处理的方式有物理反冲和化学清洗两种。物理反冲是采用过滤后的精制盐水经过反冲罐由压缩空气加压后对膜表面进行瞬间反向冲洗，将膜面附着的碳酸钙、氢氧化镁等附着物清除，使陶瓷膜通量增大，过滤能力得以恢复。陶瓷膜一二三级逐级反冲时，渗透液出液阀会逐级关闭，精制后的盐水流量会降低，调节pH值的盐酸加入阀门需要人为干预，以保证盐酸pH值的稳定。

由于反冲频繁且时间短，人为干预较为困难，为避免因陶瓷膜反冲时造成陶瓷膜出液pH值波动大或不合格，通过将陶瓷膜加酸调节阀与陶瓷膜一二三级的出液总流量设置关联控制，即：盐酸加入量/陶瓷膜一二三级过滤盐水出液总量=K系数，为提高精确度K系数小数点后保留4位数。日常生产时DCS根据陶瓷膜出液pH值可调整K系数调节加酸量，若陶瓷膜出现生产波动或开停车，DCS负责解除关联控制关系，手动控制加酸量；待生产平稳后再设置关联控制。

3 在线监控仪表使用，做到实时监测

一次盐水精制过程中，粗盐水除Ga2+工艺是依靠在粗盐水中加入一定浓度的Na2CO3溶液，使其与粗盐水中的Ga2+反应生成GaCO3沉淀，再经过HVM膜过滤器或陶瓷膜过滤器过滤除去。粗盐水精制除Mg2+工艺是依靠在粗盐水中加入精制剂NaOH，使其与Mg2+离子反应生成Mg（OH）2，再经过预处理器上排泥去除。盐水中过碱量（过量氢氧化钠、过量碳酸钠）直接影响Na2CO3与Ga2+、NaOH与Mg2+是否充分反应，Ga2+、Mg2+是否有效的被除去。一次盐水的质量直接决定螯合树脂塔的运行周期，更严重的可能会使螯合树脂失去吸附能力，使Ga2+、Mg2+离子直接进入电解槽，对离子膜造成不可逆损伤。一次盐水生产过程中控制关键的指标：（1）过碱量（过量氢氧化钠、过量碳酸钠）；（2）一次盐水钙、镁含量；传统的检测方法还是依赖人工滴定进行检测，无法实时监测，存在滞后性及客观差异性等诸多问题。

在线过碱分析仪的使用可以更加准确、有效地监控过碱量变化，并以在线钙镁分析仪分析结果为参考，将分析数值远传至DCS画面，DCS通过对在线分析仪数据的变化进行分析，及时发现并纠正偏离控制的轨迹，优化一次盐水生产过程指标控制、节约精制剂的使用，降低生产成本的同时有效保障盐水Ga2+、Mg2+指标合格稳定，最大限度减轻螯合树脂塔的处理压力。