新普利一次盐水精制工艺特点.doc

新普利一次盐水精制工艺的特色一、 化盐池1、 悬浮盐带入后道工序，会造成 NaCl含量不稳定，盐层板结、固化，机泵、阀门堵塞等，严重的会产生化盐桶“井喷”现象和一次盐水系统的停车。2、 固体盐由化盐池上部加入，化盐水经环形分配管，从化盐桶底部进入，与盐层逆向接触。3、 粗盐水从化盐池上部溢流流出，出口设有格栅，以除去原盐中夹带的草、绳等。4、 在化盐池中部设有折流板，是为了防止自下而上的化盐水发生短路而影响盐水浓度不均匀。同时避免了垂直向下的细盐粒与垂直向上的化盐水发生对撞。5、 化盐水分配管采用环形分布避免了盐层板结现象，以保证盐水浓度稳定均匀。分配管出口加弯头使其向下，避免杂物流入管道而堵塞。二、 前反应槽设有搅拌器，其作用有：1、 加速并二次溶盐，从化盐池来的粗盐水带有少量的悬浮盐，通过搅拌使其加速溶解。2、 粗盐水中生成的 NH2Cl、NHCl2即易于从盐水中分离出来，以降低生成NCl3的可能性。3、 加速精制反应功能 。三、 后反应槽设有搅拌器，作用是：a.加速并使Ca2+与Na2CO3反应完全并生成CaCO3。b.使生成的CaCO3悬浮于盐水中。四、预处理器及预处理系统的优化设计一）预处理器澄清基本原理所谓预处理器实际上就是氯碱生产中一次盐水精制工序中的浮上澄清桶与斜板澄清桶的结合体。其澄清原理，根据运行工艺的不同分为三种：a、先除镁后除钙加气运行；b、钙、镁同时加气运行；c、钙、镁同时除不加气运行。1、先除镁后除钙加气运行预处理器澄清原理一定压力下溶解于粗盐水中的空气在突然减压后从粗盐水中释放出来，形成一定粒径的微小气泡，并在Fe(OH)3的作用下与盐水中的Mg(OH)2附着在一起形成絮状的悬浮物。这种附着在气泡上的絮状悬浮物表观密度大大降低，它们在盐水中所受的浮力使其克服自身的重力和液体的摩擦力，以一定的速度向上浮起，并从上排泥口排出。而少量的水不溶物、CaCO3固体颗粒（由于采用先除镁后除钙工艺，此时还未投加 Na2CO3，还未生成大量的CaCO3固体颗粒，因此CaCO3固体颗粒是极少量的。）在Fe(OH)3的作用下被 Mg(OH)2裹缠，絮凝成表观密度较大的固体颗粒沉降，部分固体颗粒沉降在斜板上，因斜板的倾角大于盐泥的摩擦角（因此斜板的倾角的设计很重要），使盐泥沿斜板滑入桶底，而另一部分固体颗粒则随着盐水的流速形成同向流沉降到桶底的盐泥沉降区，最终从下排泥口排出。而清液则折流向上以低速度流动从清液溢流管溢出预处理。此工艺去除 Mg(OH)2主要依靠气浮分离，足够的气泡量和气泡直径，Mg(OH)2附着需求的有效气泡成为成败的关键。由此可见此预处理器对含镁量较高的原盐有较好的适应性，而对原盐中的Ca2+：Mg2+没有严格的局限性。但除镁能力的大小取决于能否产生足够量的气泡直径满足 Mg(OH)2附着需求的有效气泡。在额定流量下压缩空气溶解于粗盐水溶解度是有极限的，压缩空气溶解量是有一定限度，况且在减压后溶解的空气被释放出的气泡量是有消耗，质量上是有损失的。因此，当有效的气泡量不能足以让所有Mg(OH)2所裹缠，则没有载体裹缠的Mg(OH)2即不可能气浮从上排泥中排出，会在盐水中游荡，Mg(OH)2的分离效果就会受到极大的影响。因此原盐中 Mg2+含量的绝对值是最为关键。目前国内各氯碱企业原盐中 Mg2+含量 0.15%以上的，预处理器分离Mg(OH)2的能力就勉为其难了。 2、钙、镁同时除加气运行预处理器澄清原理 气浮部分同1，沉降部分应为大量的CaCO3和少量的水不溶物颗粒在 Fe(OH)3的作用下，以下同1。此工艺去除 Mg(OH)2，气浮分离和沉泥沉降并举，预处理器的分离速度为浮泥上升速度和沉泥下降速度的叠加，其分离速度大大提高，预处理器分离Mg(OH)2的能力也大大增强。由此可见此预处理器对镁量较高的原盐有更强的适应性，应该说其去除Mg(OH)2的能力优于先除镁后除钙的预处理器。此工艺一般用于高钙、镁原盐，将盐泥循环技术嫁接到预处理器上，让膜盐水过滤器排出的以CaCO3为主体的盐泥返到前反应槽内，使粗盐水中含有一定量的 CaCO3颗粒。让因没有足够的小气泡而不能裹缠小气泡浮上分离的 Mg(OH)2裹缠在循环盐泥中结晶形的 CaCO3颗粒周围，形成表观密度较大的固体颗粒并借助斜板效应和同向流分离原理，而迅速沉降到桶底。3、钙、镁同时除不加气运行预处理器澄清原理由于不加气不存在气浮，只能是沉降，沉降部分同2。此工艺去除Mg(OH)2主要依靠沉降分离，足够的CaCO 3颗粒成为成败的关键。因此对原盐中的 Ca2：Mg2有着严格的要求，必须是Ca2：Mg22 。目前基本上已没有氯碱企业采用。二)、预处理器结构及水流分布状况 1、预处理器结构预处理器由粗盐水进口管、凝聚搅拌室、凝聚反应室、斜板沉降室、沉泥斗、浮泥槽、清盐水溢流管、集水槽等部分组成。2、各部分水流状态 a、凝聚搅拌区：粗盐水与氢氧化铁（三氯化铁与氢氧化钠反应的生成物）在此因切向水流的动能而发生旋流，从而达到充分混合的目的，同时不会因水流速度慢而导致固体物质的滞留而形成沉积。粗盐水进口管流速在1m/s左右；凝聚搅拌区的停留时间约为1min左右。b.凝聚反应区：此区呈倒锥形，流速不断减慢，水流渐趋稳定，停留时间约10-60min，出口端流速约6-10m/h。此区水流向上。c.上折流区：此区水流由向上转为向下，水流处于不规则运行状态，是一个过渡区。水流向上速度 w1与水流向下折流速度 w2之比应为： w1 ：w2=3.3 4.5左右。d.浮上区：此区水流基本处于静止状态，仅浮泥在此区向上浮动。 e.浮泥区：此区为浮泥储存区，约8h的储量，此区的浮泥应定期移入浮泥储斗中，被排出体外。 f. 斜板沉降区：分离掉浮泥的水流在此区缓慢向下流动，部分较小的固体颗粒则沉降在斜板上，因斜板倾角大于盐泥摩擦角，所以盐泥沿斜板落入桶底；水流速度逐渐加大，部分较大的固体颗粒则随着水流沉向底部。因此斜板的倾角十分重要，一般设计控制在6070为宜。 g.下折流区：此区水流由向下折为向上，水流处于不规则运动状态。向下流速w3与下折流向上流速 w4之比应为： w3 ：w42.33.3左右。h.清水区：分离掉沉泥的清液进入此区，为了使沉泥分离完全，进入此区时的流速要慢，仅为45.5m/h。而水流在离开稳定区的流速（方向向下）却可达到11.518m/h，这就使得沉泥得到较大的向下运行的初速度，在水流向上折流以低速度流动时，沉泥不容易夹带进入清水区。i.清水溢流通道：清盐水经此溢流至预处理器顶端的集水槽送出，溢流通道内流速宜偏小，以免阻力过大造成清水与浮泥液面相差太大，管内流速应10min，保证了凝聚反应的足够时间。 4、优化水流分布，预处理器使之满足浮上澄清和斜板澄清原理 a.凝聚区出口流速w1与上折流区向下折流速度w2之比：w1：w2=3.34.5，让浮泥随着 w1迅速上浮，尽可能减少浮泥随着 w2进入上折流区。下折流区向下折流速度 w3与下折流区向上折流速度 w4之比：w3 ：w42.33.3左右，让沉泥随着 w3迅速下沉，尽可能减少沉泥随着 w4进入清液区。b. 保证斜板倾角：=70o左右，保证斜板倾角大于盐泥的摩擦角，使盐泥沿着斜板滑入桶底。 5、优化清液区结构，确保清液出水口畅通无阻 清液区顶端是一个成三角形的死区，运行一段时间后会有部分机械杂质聚集于清液区顶端，有可能影响清液管的畅通，个别用户出现过清液管堵塞或部分堵塞，致使清液流出不畅，最终导致粗盐水从浮泥层冲出，造成预处理器返浑，影响整个一次盐水工艺的正常运行。针对上述现象我们优化了清液区结构，使清液区顶端体积变大，同时优选清液管管口位置和直径，减小了清液管堵塞的可能性，使由于清液管堵塞而导致粗盐水从浮泥层冲出，预处理器返浑的现象，消灭于优化设计之中。6、预处理器上、下排泥的设计优化a. 预处理器的上排泥以往的设计，预处理器上排泥部分排泥面积大，排泥时需抬高液位，排出大量污泥盐水，排泥时间长，有时会达 20分钟左右，造成大量盐水损失，增加了板框压滤机的压滤负荷，甚至会造成盐水中间槽内粗盐水被抽空。本次设计在预处理器浮泥区，增加泥斗，减小浮泥面积，提高浮泥浓度，大大缩短了排泥时间，可缩短至510分钟，降低了盐水的损失，同时减少了板框压滤机的负荷，使盐水生产稳定、盐水损失小。b. 预处理器的下排泥 有些设计部门将预处理器下排泥设计为自动排泥装置，其排泥阀的开启度、排泥时间、排泥量的多少都是额定的，这不利于排泥量是否确到好处。排泥量过大破坏泥封层，造成澄清桶返混，并造成大量盐水流失，增加板框压滤机的负荷；排泥量过小会引起澄清桶底部盐泥堵塞，同样也会引起返混。我们采用的是人工排泥，并设置玻璃四通，通过对视镜内盐泥浆颜色深浅的变化控制排泥阀的关闭。同时在预处理器排泥口设置反冲水口装置，排泥后用高压的反冲水反冲清洗排泥管线防止堵塞。 c. 增加凝聚搅拌室排泥装置，防止凝聚室盐泥淤结。 当凝聚搅拌室进液管管径与实际生产能力不相匹配，即进液管管径偏大时，进入凝聚搅拌室切线方向的线速度偏小，易使凝聚搅拌室内盐泥淤结，造成凝聚搅拌室体积变小，粗盐水与絮凝剂之间的搅拌不充分，从而影响凝聚反应，最终导致气浮效果不好，Mg(OH)2絮状物分离不清从而导致过滤器压降上升，过滤能力下降，酸洗周期缩短等毛病。在首先优选最佳进液管管径的前提下，增设凝聚搅拌室排泥装置，定期排泥，有利于粗盐水与絮凝剂的充分搅拌和有效反应，起到优化气浮效果的作用。d. 浮上澄清桶下排泥管线上应设置三通，用于第一次盛水试漏和第一次试验开车时，浮上澄清桶正常进水之外，应在此三通外接上进水管道，以防此凝聚室进水后，而凝聚室外侧还未有液体，因压差而致使凝聚室变形。7、盐泥循环技术在预处理器上的应用针对原盐质量Mg2+含量2%以上，新普利充分利用预处理器在结构上的特殊性，将盐泥循环技术嫁接到预处理器上来，让因没有充分足够的小气泡，而不能裹缠小气泡浮上分离的Mg(OH)2，在Fe(OH)3的作用下，裹缠在循环盐泥中结晶形的CaCO3颗粒周围，形成表观密度较大固体颗粒并借助斜板效应和同向流分离原理，而迅速沉降到桶底。此时预处理器的分离速度为浮泥上升速度和沉泥下降速度的叠加，大大地提高了预处理器分离Mg(OH)2的能力。四、 SPL膜过滤器1、 组件由9支膜管组成。连接结构更为合理、简单，无卡箍，紧固更为牢固。可以与颇尔、凯膜过滤器互换。2、 每组的过滤面积为0.72 m2利用盐水中的钙作为助滤介质，提高了过滤能力；不添加有机物、助滤剂，避免杂质残留(如碱溶性的SiO2、S、Zn)，影响离子膜。若采用真空精制盐，由于原盐中Ca2+、Mg2+极低，精制过程中生成的 CaCO3量很少，在滤膜上很难形成疏松的助滤层，膜过滤器压力降上升速度过快，因此采用盐泥循环技术，将膜过滤器自身的自动排渣的盐泥返还到后反应桶，一方面增加后反应桶内的CaCO3量，另一方面加入到后反应槽内的CaCO3作为晶种在后反应槽内不断成长壮大，形成的大颗粒的CaCO3有利于形成优质的助滤层。3、 全四氟材质阻截了影响离子膜的有机物质。4、 耐温、酸碱、氧化的高强度的无缝膜保证系统稳定运行5、 本系统采用自动控制运行，自动阀采用气动挠性，其优点特点：阀芯不结垢；管阀同径，高效长寿；安装简单，控制方便；适用面广，适合于高固含量的流体。6、调整反冲口管口位置，防止膜组件被负压吸进相