一次盐水工段加压溶气罐压力控制的探讨

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摘要：盐水的好坏直接关系着离子膜的使用寿命以及设备的折旧费用。本文通过分析一次盐水工序加压溶气罐压力的工艺操作条件的影响因素及措施，为了更好的控制工艺指标及降低生产成本，提高生产效益。

关键词：化盐；离子膜烧大叫；加压溶气罐；压力；温度；流量

Abstract: the stand or fall of salt ion has a close relationship with the service life of membrane and equipment depreciation expense. In this article, through analysis of a brine process pressure dissolving tank pressure of process operating conditions influencing factors and measures, in order to better control the process indexes and reduce production cost, improve production efficiency.

Keywords: salt; Ionic membrane cried burn; Pressurized solvent tank; Pressure; Temperature; traffic.

中图分类号：G353.12文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一次盐水是离子膜烧碱的第一道工序，其精制盐水的质量尤为重要，杂质的含量对离子膜也会造成一定的影响。对于离子膜电解，过多的杂质将会加大二次盐水螯合树脂塔的生产负荷，严重影响二次精制盐水的质量。如果盐水在不合格的状态下运行，对离子膜电解槽的运行造成不可恢复性的损坏，对离子膜电解膜的使用寿命、电流效率、电耗以及安全生产等都会产生不良影响，还会造成烧碱产品品质降低，所以必须对盐水进行精制，要加强企业的分析检测力，保证为电解生产提供质量合格的盐水，完全满足生产的要求。只有不断对工艺的完善和改进，才有可能降低成本，节能降耗，为企业创造良好的效益，生产出优质的盐水。 当加压溶气罐的压力操作不当时，就会造成后工序负荷加重，使镁离子等一些杂质超标，导致生产出现异常情况。

一次盐水工艺流程

图1 一次盐水工艺流程图

来自离子膜电解工序返回的淡盐水，一部分淡盐水进入1#折流槽加入Na2SO3进行混合反应，调节PH值7～8，经澄清桶澄清自流进入缓冲罐，盐水经泵抽到膜脱硝工序，脱除硫酸根之后进入配水罐，另一部分淡盐水直接进入配水罐，与盐泥压滤回收的滤液、返回的废盐水以及补充的一次水配水后，在进盐水给料泵前加入Na2SO3，调节ORP值为-15～30mv。通过板式换热器换热后，控制温度为55～65℃，进入化盐桶底部，经分布管均匀上行与皮带输送机送入的原盐逆流接触获得粗盐水。从化盐桶出来的粗盐水在流入前反应槽之前于2#折流槽内，根据原盐的质量加入精致剂氢氧化钠控制其含量为0.1～0.5g/l和次氯酸钠溶液，前者使盐水PH值调节为10.5～12，后者是为了把菌藻类和腐植酸等有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物。从2#折流槽出来的粗盐水自流进入前反应槽，在前反应槽内粗盐水中的Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2，并把搅拌器打开进行搅拌充分混合反应，根据DCS控制画面上前反应槽仪表液位计的显示调节盐水给料泵，将泵调节合适转速，当前反应槽的液位计显示约50%时，开启加压泵，粗盐水经泵输送到加压溶气罐内，在加压溶气罐内经溶气后自流进入文丘里混合器与加入的絮凝剂FeC13混合，进入预处理器，从预处理器出来的盐水自流进入后反应槽，同时将Na2CO3(控制其含量为0.3～0.6g/l)加入后反应槽上部进行除钙反应，盐水中的Ca2+与CO32-反应生成CaCO3沉淀，充分反应后盐水再自流进入进液高位槽，打开凯膜过滤器的进液阀门，同时启动凯膜过滤器，然后盐水进入凯膜过滤器除去CaCO3 和SS，过滤的一次盐水通过HVM膜过滤器清液腔排出，盐泥被阻隔在滤膜表面．过滤一段时间后过滤器自动反冲清洗数秒，又进入过滤状态．盐泥被推离膜表面沉入过滤器底部．当盐泥达到一定量后过滤器自动排渣。过滤后的盐水进入3#折流槽，加入适量的亚硫酸钠，除净游离氯后进入精盐水贮槽．并由精制泵输送到一次盐水的界区供离子膜电解生产系统使用。

影响加压溶气罐压力的一些因素

加压溶气罐的原理：气体溶解度的大小直接影响工艺操作，对于同一物系，气体的溶解度与温度和压力有关。温度升高，气体的溶解度减小，因此，降低温度对溶解有利。但不能长期处于低温状态。压力增加气体的溶解度增加，因此增加压力对溶解有利。但在压力增高的同时，动力消耗就会随之增大，对设备的要求也会随之增高，而且总压对溶解的影响相对较弱。所以，一般溶解多在常压下操作，除非在常压下溶解度太小，或工艺本身就是高压系统，才采用加压溶解。加压溶气罐溶解气体的能力理论上是可以，但在实际中总那么差强人意，所以需要寻找更合理的操作工艺水平。

加压溶气罐的工艺指标：加压溶气罐的压力：0.18～0.25MPa加压溶气罐的液面：20～80%空气缓冲罐压力：0.2～0.3 MPa。

加压溶气罐前后操作：当前反应槽内的液位约60%时，开启加压泵向加压溶气罐送粗盐水，流量通过流量计FI105ab调节均衡，二者偏差不能超过5%，打开加压溶气罐上两个汽水混合器M0101A/B进口阀门，打开空气缓冲罐V0111进加压溶气罐的阀门，调整两个汽水混合器进口阀门来保持其压力均衡，通过自控调节LIC106调整加压泵P0102变频泵的转速，来控制加压溶气罐液位在20～80%之间（正常生产时一般液位保持在50%左右），通过调节压力调节阀PCV101来保持加压溶气罐内压力在0.18～0.30MPa，当加压溶气罐液面达到第二块视镜且压力正常后时，打开加压溶气罐出口阀门，调节FV107，使盐水流量FIC107达到合适的数值，进入预处理。

预处理返混有一个原因是加压溶气罐溶气量不足引起的。预处理器的工作原理：化盐后的粗盐水中含有大量的氢氧化镁沉淀，沉淀为胶状絮片，极难沉降，同时也不利于过滤器的正常操作，所以采用浮上澄清的方法将氢氧化镁除去。首先，将粗盐水通过加压溶气罐，罐内保持0.18～0.3MPa压力，在压力的作用下使粗盐水溶解一定量空气（一般5l/m3粗盐水），当粗盐水进入预处理器后压力突然下降，粗盐水中的空气析出，产生大量细微的气泡，细微的气泡附着在絮凝剂与Mg(OH)2凝聚的颗粒使盐水中的机械杂质假比重低于盐水而上浮，在预处理器上表面形成浮泥，通过上排泥口排出，部分较重颗粒下沉形成沉泥，通过下派泥口排放，清液自出口流出，进入下一工序。

通过预处理原理可知加压溶气罐的压力过低，会造成溶气量不足，造成Mg(OH)2颗粒不会上浮，镁离子就会除不净。那么镁离子就无法达到工艺指标，不能满足生产的需求。

盐水温度

提高盐水温度可以使盐水黏度和相对密度降低，使盐泥形成较大颗粒，有利于凯膜过滤。过高的温度将使能耗上升。但对于加压溶气罐而言，降温才是有利的，但要满足对前后工序温度的需求，所以需把温度控制在55～65℃。考虑到工艺要求，最好是60±2℃，此时盐水温度即可满足化盐水的温度，又可对凯膜的过滤能力和滤膜的寿命无影响，也使加压溶气罐的溶气量增加，达到除镁的效果。

盐水流量

如果盐水处理量增大，将会减少反应、预处理等的时间以及加压溶气罐溶气的量，导致反应、预处理不彻底以及加压溶气罐溶气量不足，影响精制效果。因此，必须保持盐水处理量基本稳定。

加压容器罐液面高度

加压溶气罐液位不稳定也会造成溶气量多与少。保持加压容器罐液面的正常和稳定，对加压容器罐是十分重要。在某种意义上，液面过低给溶气量操作带来的影响要严重得多。这是因为对于加压容器罐，若液面低于加压溶气罐液位的50%，则会破坏盐水的正常循环，以致无法进行有效的溶气。对于加压泵，则过低的液面会使加压泵发生气蚀和振动，影响到加压泵的安全运行。但是，并不是说加压溶气罐液位越高越好，如果液面过高，用于气液分离的距离过小，加压溶气罐溶气不足，造成不必要的麻烦。必须在加压溶气罐内维持适宜的液面高度，根据加压溶气罐的操作条件而定。

采取的措施

加压溶气

空气在盐水中的溶解度较低。0.3MPa的压力，每立方盐水只溶解5升空气。温度低对空气溶解有利，但太低对精制不利，所以一般控制温度不低于40℃，压缩空气压力0.18～0.3MPa。可以控制在上限0.25～0.3MPa为好。

减压释放

溶解在粗盐水中的空气，必须在离开凝聚反应室之前完全释放出来。否则，在盐水离开凝聚室以后，盐水折流向下，气泡越来越难以释放。加压出来的粗盐水，经减压阀后，加入絮凝剂FeCl3，气泡大量析出，减压时析出的气泡小，直径约30-120微米，容易钻进Mg(OH)2絮状悬浮物的空隙中，盐水流速越来越快，气泡越小越多，对上浮有利，要求流量不低于120m3/h。

关于Mg(OH)2附着、凝聚的问题

当加压溶气罐的盐水进入预处理后，释放出来的气泡能不能同杂质颗粒相附着，形成疏松的絮状结构，关键在于空气泡释放的同时与杂质颗粒的凝聚过程同时发生，才能有更好的上浮效果。

加压溶气罐的气液平衡

在一定的温度和压力下，当气液两相接触时，气相中的吸收质分子便被液体吸收溶解形成溶液，溶液的浓度逐渐增大。同时溶液中的已被吸收溶解的吸收质分子也会逸回气相，吸收质从液相逸回气相的过程为解吸。开始，由于溶液浓度较低，所以吸收较多，解析较少，随着溶液浓度的增大，吸收质从液相返回气相中的机会也增加，因此当经过相当长时间的接触后，吸收质从气相进入液相与从液相返回气相中的数目相当时，气液两相中吸收质浓度不再变化，即溶解于一定量液体中的气体趋于一个数限，吸收过程的气液两相达到了平衡。

加压溶气罐的操作一是需保证气压稳定，一般控制在0．25 MPa最宜．在工艺上采用减压阀来控制，调节减压阀来稳定溶气缓冲罐的压力。二是需要保证溶气罐稳定的液位。一般在溶气罐中视镜位置约2 100 mm处。加压罐的液位是至关重要的。稳定的液位有利于溶气，振荡的液位使操作极不稳定。当液位上升时，液体压缩气体，溶气压力会成比例上升，影响加压泵输入，液位下降时，溶气压力会下降。影响溶气效果。溶气罐稳定的液位是通过加压泵变频来实现的。压力太高会增加加压泵的动力，浪费电耗。

我们做的所有操作工艺都是为生产服务的，目的就是确保质量最优，使消耗最低，为企业创造良好的经济效益。