复杂卤水水质对真空制盐的影响及应对措施

2021-08-26陈鹏飞魏昭辉

中国氯碱 2021年7期

陈鹏飞，魏昭辉，林枫

（安徽华塑股份有限公司，安徽定远 233290）

安徽华塑股份有限公司氯碱厂真空制盐车间为下游烧碱车间提供电解所需的工业盐，并副产元明粉，设计产能 60 万t/a，于 2012 年建成投产。根据公司废水“零排放”的生产方针，该车间负责将含有公辅反渗透浓水、本车间循环水溢流水、机封水、烧碱车间树脂塔再生废水、烧碱车间盐泥压滤水、烧碱车间地沟水等多种水送至盐矿进行采卤，并使用这些采出的卤水进行真空制盐生产。

1 真空制盐生产工艺过程

卤水自P-200 出口进至加料总管，经过HE-206 预热后，一路去各效淘洗总管，另一路经多级预热、分效加料最终温度达到120 ℃后，大部分进入EV201 蒸发罐，在蒸发罐内蒸发浓缩后物料依次转至 EV-202、EV-203、EV-204、EV-205 继续蒸发浓缩，采用上一效蒸发出来的二次蒸汽加热当效卤水。随着蒸发的进行，物料被不断浓缩，氯化钠不断析出，排盐后通过离心机甩干成为烧碱所需的工业盐，离心机甩后液通过泵打至盐系统加料总管中。系统硫酸钠含量逐效升高，因温度逐效降低、溶解度上升，在盐系统不会析出。不断浓缩的物料称之为“母液”，母液在EV-205 蒸发到一定程度，硫酸钠含量已上升到约70 g/L，通过P-300 泵经三级预热后预热至约90 ℃后进入EV-301，通过换热器HE-301进一步加热到102 ℃，随着温度的升高，硫酸钠溶解度下降，最终在EV-301 大量析出，通过离心干燥后外售，硝系统硫酸钠含量降低。 EV301 母液经EV-302、EV-303 两级闪发降温后，由 P-304 泵转回EV205，实现物料的闭合循环。

2 卤水成分分析

表1 是选取一段时间内盐矿卤水进行主要成分分析的结果，从表1 可以看出，卤水中COD 含量严重超标。通过分析认为，COD 含量之所以居高不下，一方面是因为水中含有公辅反渗透浓水，COD 含量本身就比较高；另一方面，水中的有机杂质并不能在制盐生产的过程中得到消解，伴随着蒸发的进行，卤水中的有机杂质被不断浓缩，通过母液外排的方式又返回盐矿采卤，往复循环，浓度不断提升，时间越久，浓度越高。

表1 精卤卤水主要成分

3 卤水水质对制盐生产的影响

在生产初期，这些有机杂质对生产影响较小，随着生产的进行，影响逐渐显现。首先表现在系统开始起泡，泡沫厚度不断增加。增加到一定程度后，会影响液位计测量准确度，造成假液位，液位难以控制，二次蒸汽带卤造成含盐凝液氯离子含量频繁超标。因液位难以控制、有机杂质富集，进一步造成系统结“锅巴”加快，加热室堵塞，循环泵电流升高，系统析盐、硝越来越慢，以致生产无法维持。

按硫酸钠-氯化钠-水三相体系溶解平衡数据，在100 ℃时，硫酸钠溶解度在52.75 g/L 时已达到饱和，实际生产中，曾出现过硝系统100 ℃时，系统硫酸钠浓度达到81.27 g/L 的情况，系统析硝仍然很弱，说明富集的有机杂质已影响到硫酸钠在该温度下的溶解度，使硫酸钠不容易析出，系统硫酸钠富集造成工业盐硫酸根含量超标。这种情况已发生数次。

4 复杂水质生产的应对措施

（1）根据实际情况控制母液外排量

为了降低系统杂质，维持正常生产，卤水浓缩到一定程度后，必须加大母液外排量以平衡系统中的有机杂质总量。排放母液一般在盐系统末效EV205转料及硝系统EV302 排污处，下面分别叙述。

a.硝系统母液排放。因EV302 位于硝系统析硝后、转盐系统之前，在此处杂质最为富集，蒸发罐也最先起泡沫。当生产进行一段时间后，通过位于蒸发罐EV302 顶部的视镜观察蒸发罐沸腾情况及系统泡沫情况，如泡沫较多，开启EV-302 排污阀门，根据蒸发罐泡沫情况调整排污阀门开度，实际开度约两三丝。

b.盐系统母液外排。此处位于盐系统末效，除平衡系统杂质的功能外，也用来平衡因硝系统析硝弱而富集的硫酸钠。根据生产经验，当EV205 硫酸钠含量上升至75 g/L 以上时，就有可能造成工业盐质量波动，适当开启母液排放阀门，通过EV-205 及EV301 硫酸钠含量变化调整阀门开度。设计外排母液约10 m3/h，在生产后期，母液外排最高开到30 m3/h。

（2）加大淘洗量

当系统杂质进一步上升，造成硝系统析硝弱，硫酸钠在系统富集，进而造成盐系统各效硫酸钠含量超出控制指标时，可采用临时加大淘洗卤水的方法回溶盐系统析出的少量硝结晶，维持生产。根据经验，这种方法一般不能使用超过3 个班，否则盐质就会因系统硫酸钠含量过高而失控。

（3）进行顶水操作，消除系统“锅巴”

杂质富集到一定程度后，在加热、浓缩的过程中析出，附着在加热室列管上，形成类似“锅巴”的垢层。垢层形成后，一方面影响加热室列管换热，系统蒸发速度变慢，产量受到影响；另一方面，列管的循环通道变狭窄也会造成循环泵电流异常升高。

在操作中时刻关注各效蒸发罐压力及循环泵电流情况，当蒸发罐压力不正常升高、下一效循环泵电流上升，涨盐情况不好时，会进行“顶罐”操作，即拉空电流异常那一效蒸发罐的固液比，带低蒸发罐料位后向系统大量注入热水置换系统物料，在热水的溶解作用和大流量循环泵的冲刷作用下，垢层溶解或被冲刷脱离加热室列管，加热室的换热能力和循环泵循环通道得到恢复，系统生产能力也得到恢复。该过程一般一月进行一次，每次耗时约2 h，对系统影响较小。

（4）按周期刷罐

连续生产较长周期后（根据水质情况，周期3～6 个月），系统会恶化到一定程度。列管已经结垢较厚，蒸发室罐壁出现大块结盐，循环泵电流升高到一定程度，多次顶水仍然无法降低循环泵运行电流时，会停产进行一次彻底的刷罐。即拉空整个系统的固液比，将物料彻底放尽，进热水至正常液位，保持整个系统带水循环，对系统进行长达6 h 的刷洗。

刷洗结束后，放尽系统中的水，通过对盐硝预热器、盐硝加料管线进行化学清洗，彻底除去换热器列管中的垢层。 EV-301 因硝结晶物溶解速度慢，刷罐后的效果不理想，采用高压清洗对EV-301 加热室列管进行彻底清理。