元明粉项目建设及运行

2021-08-26董雷

中国氯碱 2021年7期

董雷

（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161033）

1 元明粉项目立项介绍

黑龙江昊华化工有限公司氯碱电解后的淡盐水中硫酸根采用膜法脱除，膜脱硝装置自2010 年11月投产以后，盐水精制系统产生的副产品芒硝，市场需求量低，销售困难，造成大量库存积压，芒硝腐蚀土壤、污染环境。经多次研究讨论，决定使用热法工艺，将芒硝进行深加工，生产成元明粉产品。

2 元明粉项目原理及流程

2.1 元明粉项目原理

（1）芒硝的溶解

将芒硝（Na2SO4·10H2O）加入水中并且加热至约60 ℃进行溶解，使其以Na+和形式存在。

（2）蒸发的原理

硫酸钠溶液通过蒸发器进料泵进入蒸发系统，在负压条件下蒸发，水蒸气在冷凝器冷却成为冷凝水，溶液通过循环泵在加热器内与0.3 MPa 蒸汽进行热交换，将硫酸钠母液温度提升并循环至蒸发系统喷雾蒸发，使硫酸钠以结晶形式析出。

（3）离心分离及干燥原理

结晶出的硫酸钠晶体将混合着硫酸钠溶液以固液混合物的形式排出，项目采用P40 型双极推料离心机，利用离心机高速旋转的转鼓将固体与溶液进行分离，分离的固体进入干燥单元，饱和的硫酸钠溶液进入热溶槽进一步溶解芒硝。

干燥介质冷空气通过空气加热器自带的过滤器过滤掉空气中微量固体颗粒后由加热风机鼓入空气预热器。冷风被加热成为110～140 ℃的热风，然后进入振动干燥床下箱体，穿过振动干燥床孔板和被干物料料层，在风压的作用下硫酸钠料层形成鼓泡或流化沸腾状，从而与热风接触，水分被蒸发干燥。经过一定的干燥时间，被干燥后的硫酸钠由干燥床尾部排出，形成产品元明粉。

2.2 工艺流程

元明粉项目工艺流方框简图见图1。

图1 元明粉项目工艺流程方框简图

（1）热溶系统

膜法脱硝后的芒硝均匀的进入热溶槽中，芒硝在热溶槽中与离心机的离心母液进行混合并通过热溶槽的加热盘管加热到约60 ℃。热溶槽顶部的搅拌器将固体芒硝与热熔槽内的溶液均匀搅拌混合。

来自界区外的0.3 MPa 的低压蒸汽通过热溶槽的热源由加热盘管对溶液进行加热，为使热溶槽内的芒硝彻底溶解并加热到规定的温度，热溶槽内的溶液温度由调节阀与温度变送器组成的温度控制回路自动控制。加热盘管中的蒸汽冷凝水通过疏水阀排放至一次盐水界区的冷凝水收集池。

（2）蒸发系统

热溶槽中的硫酸钠溶液通过蒸发器进料泵均匀的输送至蒸发器的循环管中，蒸发器中硫酸钠溶液使用循环泵通过循环管道进行循环。循环泵出口溶液通过加热器进行加热后进入蒸发器蒸发。

来自界区外的0.3 MPa 的低压蒸汽通过加热器对循环溶液进行加热，为使加热器出口溶液加热到规定的温度，加热器出口的溶液温度由调节阀与温度变送器组成的温度控制回路自动控制。加热器壳程的蒸汽冷凝水通过疏水阀排放至冷凝水槽中。

蒸发器的液位由调节阀与液位计组成的液位控制回路自动控制。为防止蒸发器中液位过高造成安全事故，装置设置有液位开关，当蒸发器中的液位到达液位开关处时，蒸发器进料泵将自动停止。

蒸发器蒸发产生的二次蒸汽由冷凝器进行冷凝，冷凝液排至冷凝水槽中，不凝气通过真空泵抽出后排入大气。

蒸发器蒸发产生的硫酸钠固体颗粒将沉积在蒸发器底部，通过底部出料管将固体浆料均匀输送至离心机。

（3）离心干燥系统

来自蒸发器的硫酸钠浆料进入离心机中，浆料在离心机中进行固液分离，分离后的硫酸钠固体通过螺旋输送器送入干燥系统进行干燥。离心母液流入热溶槽中。

来自螺旋输送器的含水量为5%～8%的硫酸钠湿物料进入振动干燥床中进行干燥。冷空气由加热风机通过空气预热器加热后输送至振动干燥床。加热后的空气与硫酸钠湿物料在振动干燥床中进行热交换，硫酸钠固体被加热并带走水分，在振动干燥床出口被冷风机送入的冷空气冷却后进入螺旋输送器。干燥后的无水硫酸钠通过螺旋输送器输送至包装系统。

热空气与硫酸钠湿物料经过热交换后将带走少量固体物料和水分，热空气进入旋风分离器中分离出固体颗粒后通过引风机送入洗涤塔，带有微量硫酸钠颗粒的热空气在洗涤塔中被洗涤水进行粉尘洗涤后排入大气。

3 元明粉项目投产后出现的问题及解决方法

（1）芒硝浓度高致使元明粉出料氯化物含量较高。解决方法：打开蒸发器底部排放阀，排放3～5 min后关阀。

（2）振动干燥床引风机风量不稳致使元明粉出料含水高。解决方法：根据振动干燥床空气加热器风量来调整旋风分离器引风机的风量，让振动干燥床保持微负压。

（3）离心机母液管堵塞，导致母液浸没离心机转筒，离心机负载升高离心机跳停。解决方法：用高温冷凝水疏通离心机母液管。

（4）离心机启动前未清洗，转筒受力不平衡，导致负载升高，离心机跳停。解决方法：用高温冷凝水清洗离心机。

（5）蒸发器检修后投入生产，蒸发器至离心机下料管未下料。管道内真空，未形成虹吸现象；蒸发器出料管不下料。解决方法：停运真空泵，观察蒸发器出料管下料后，重启真空泵。

（6）在正常生产中，遇到突然停电。解决方法：a.立即关闭加热器蒸汽手动截止阀及调节阀，打开上下不凝气排放阀。关闭所有泵的进、出口阀，手动关闭蒸发器至离心机出料球阀出料调节阀，关闭蒸发器进料泵出口手动球阀、调节阀及手动闸阀。b.立即开启蒸发器锥体底部排料球阀务必确认锥底料液排完。 c.打开循环泵入口排放球阀，将循环管线内剩余物料排净。d.打开热溶槽入口母液管排放阀，排放管线内物料至地沟。 e.打开蒸发器进料泵出口管线取样阀，排放管线内物料至地沟。f.电力供应恢复后，依次冲洗蒸发器、加热器、循环管、离心机。