提高离子膜固碱质量的措施

2022-01-04陈勇江任勇强

氯碱工业 2021年7期

关键词：碱液碳酸钠冲洗

陈勇江，任勇强

(新疆圣雄氯碱有限公司，新疆吐鲁番 838100)

为了提高固碱质量，可在一定程度上通过改善客观条件、加强工艺控制来实现。下面介绍对固碱中碳酸钠和三氧化二铁含量的控制措施。

1 固碱生产工艺流程

离子膜电解生产的32%(质量分数，下同)碱液，经过三效逆流降膜蒸发浓缩至50.0%～55.0%。由于该工艺过程在完全封闭环境中进行，且连续生产，碱液在设备管线中停留时间短，碱液中无杂质产生。

50%碱液经过浓效蒸发器由中压蒸汽加热浓缩至66.0%～70.0%，自流入浓碱槽，由浓碱泵送入最终浓缩器继续浓缩至98.0%～99.9%。碱液通过最终浓缩器的过程中由熔盐系统加热。98.0%～99.9%的熔融碱进入再分配器，再自流至片碱机碱锅，转鼓粘碱后，经循环冷却水冷却，由刮刀加工成低温片碱。生产出的片碱在重力作用下，经过片碱出料溜槽进入自动包装机进行称重包装，经热合内袋、外袋封口，进行码垛。

50%碱浓缩至98.0%～99.9%熔融碱过程中，碱液温度和浓度高，对管线和设备具有一定的腐蚀性，造成固碱中金属离子含量升高。由于片碱机碱锅不是全封闭，碱锅中的结晶碱长时间与空气中的CO2接触生成碳酸钠，造成固碱中碳酸钠含量升高。固碱中金属离子和碳酸钠含量直接决定了固碱质量。因此，降低固碱中金属离子和碳酸钠的含量是提高固碱质量的重要途径。

GB/T 209—2018 《工业用氢氧化钠》中要求的片状固体氢氧化钠(IS-Ⅰ型)指标[1]如表1所示。

表1 工业用片状固体氢氧化钠(IS-Ⅰ型)指标

2 固碱中Na2CO3含量的控制

(1)彻底冲洗碱锅。冲洗碱锅是影响固碱质量的主要因素之一。开停车时，由于下碱温度较低，碱锅内碱液结晶，锅内壁等处均附着一定量的NaOH，这部分NaOH与空气中的CO2接触生成碳酸钠。若碱锅冲洗不彻底，则锅周围已形成的碳酸钠和洗锅水中的NaCl、碳酸钠直接进入下一批固碱中，影响固碱质量。因此，冲洗碱锅时，将碱锅内的残余碱全部冲洗干净可有效降低固碱中碳酸钠含量。

(2)尽量密闭操作。碱液的特性决定了其极易吸收空气中的CO2生成碳酸钠，因此坚持密闭操作也是减少固碱中碳酸钠含量的有效措施。目前，浓缩碱液过程在密闭环境下进行，但是在制片过程中，碱会与空气接触。因此，在制片和包装过程中应连续生产，尽量避免片碱与空气接触，消除环境中二氧化碳对固碱中碳酸钠含量的影响。

3 固碱中三氧化二铁含量的控制

固碱中三氧化二铁含量不仅影响产品的内在质量，也会在外观上使碱呈现出不同的色层。近年来，由于固碱颜色问题造成降级和用户投诉的情况时有发生，给企业造成一定的经济损失。因此，提高调色及其他相关操作技能，降低固碱中三氧化二铁含量是提高品质的重要环节。

离子膜工序生产的碱液中铁离子含量较低，因此固碱中铁离子浓度主要由固碱生产过程决定。从降膜管出来的高温浓碱对碱锅和转鼓有一定的腐蚀性，从而增加了碱液中铁离子的含量。同时，离子膜碱液中所含氯酸盐也随着温度的升高不断分解，在氯酸盐随温度升高分解的过程中对铸铁锅和转鼓产生了腐蚀，在不同温度下，氧化、还原离子的价位及种类不同，导致碱液颜色的变化。

在实际生产中，降低及去除大部分铁、锰离子的措施是：在开车时，利用开车头碱将转鼓和碱锅的铁锈清洗干净后再开车生产；在生产中，保证连续生产，减少开停车和蒸汽吹扫的次数，保持转鼓和碱锅的干燥，防止因设备潮湿生锈而将铁锈带入固碱中。