一次盐水精制工艺改造

1、收稿日期:2006-09-20作者简介:戚明睿(1974-,男,1997年毕业于原中南工业大学(现中南大学化工系精细化工专业,工程师,主要从事化工工艺设计工作,联系电话:0731-*。一次盐水精制工艺改造戚明睿(湖南化工医药设计院,长沙410007摘要:介绍了我院为适应衡阳(建滔化工有限公司60kt/a 离子膜法烧碱项目建设需要,应用凯膜工艺结合企业原有工艺设备情况而对其配套一次盐水进行的技术改造,并对凯膜工艺中主要工艺设备及注意事项进行了简述。关键词:离子膜烧碱;一次盐水;盐水精制;凯膜工艺;改造;应用中图分类号:TQ114116+111文献标识码:A 文章编号:1003-6490(2006

2、04-0028-040引言进入21世纪后,中国的氯碱行业总的产能、产量迅猛地增长,传统的隔膜法制碱技术已不能完全满足今后的生产发展,离子膜烧碱技术作为现今世界上最先进的制碱技术,正在国内不断地推广,促进了烧碱生产能力、产量的不断增长,也对氯碱生产中的盐水精制工艺提出了更高的要求。在此背景下,我院承担了衡阳(建滔化工有限公司(以下简称建滔60kt/a 离子膜法烧碱项目。建滔原有我院上世纪八十年代末设计投产的隔膜法烧碱生产线(30kt/a ,其盐水采用了传统一次盐水精制工艺。在此次一次盐水扩建改造中,企业希望将两种制碱生产线所需盐水合并考虑,经我院深入考察调研,并结合原有盐卤特点以及目前的生产实际

3、,决定采用凯膜分离技术对盐水处理工艺进行改造,以便更好地提高一次盐水质量,满足离子膜烧碱生产需要。1原有盐水精制工艺及其存在的问题111原有工艺流程简述原有一次盐水工艺流程(见图1。流程简述:来自隔膜碱电解的淡盐水、蒸发析出盐水、洗泥压滤后清滤液和一次水进入配水槽配制成合格的化盐水,经化盐泵加压与蒸汽混合后送至化盐桶溶盐。溢流出化盐桶的饱和粗盐水经折流槽,依次加入氯化钡、碳酸钠、氢氧化钠后,在进入道尔澄清桶前加入沉淀剂。从澄清桶出来的清液经砂滤器过滤,再经中和槽加盐酸调节p H 值制成合格精盐水送入精盐水槽,经泵送原隔膜法制碱生产线。112原有工艺存在的问题原有一次盐水精制工艺存在的问题:a

4、1对盐品种变化的适应性差,易受原盐质量的限制。当钙、镁比例失调或化盐温度、盐水流量、排泥、人为操作原因等因素发生变化时,极易导致道尔第32卷第4期2006年12月化工设计通讯Chemical Engineering Design CommunicationsVol 132No 14December 12006澄清桶返浑,精盐水质量不稳定,严重影响电解生产的正常运行;b 1精制剂加入位置不当。精制剂在折流槽加入后,折流槽与道尔澄清桶间的管道易因结垢造成盐水流量受阻,被迫停车进行清理;c 1由于化盐桶使用年限已长,保温效果不太好,进入冬季后,化盐桶壁常因温差大而出现结晶架桥现象,致使化盐水短路,造

5、成盐水中氯化钠含量不稳定,影响生产的正常进行;d 1由于精制工艺中采用砂滤器过滤盐水,以石英砂等为过滤介质,当盐水p H 值超过915时,石英砂中就会溶解出对Si 2+,对精盐水造成有害污染。2 凯膜盐水精制工艺211凯膜盐水精制工艺流程(见图2简述已经过热交换的脱硝盐卤水与离子膜电解工序的脱氯淡盐水和二次盐水的回收盐水等流入配水槽,并用空气充分搅拌。其中部分脱硝盐卤水在1#折流槽(利旧中与氯化钡溶液混合反应后流入澄清桶(利旧澄清去除硫酸钡,澄清后的卤盐水流入配水槽用于化盐,硫酸钡盐泥排入泥浆槽。11配水槽;21化盐泵;31化盐桶;41折流槽;51道尔澄清桶;61砂滤器;71中和槽;81精盐水

6、槽;91精盐水泵;101洗泥桶;111泥浆槽;121泥浆泵;131板框压滤机图1原有一次盐水工艺流程从化盐池出来的粗盐水在流入前反应池之前于2#折流槽内按工艺要求,分别加入精制剂氢氧化钠、次氯酸钠,在前反应槽内粗盐水中的镁离子与精制剂氢氧化钠反应生成氢氧化镁,菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物;然后用加压泵将前反应槽内的粗盐水送出,在气水混合器中与空气混合后进入加压溶气罐再进入预处理器,并在预处理器进口前经文丘里混合器加三氯化铁,经过预处理的盐水进入后反应槽,同时将碳酸钠加入后反应槽,盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀,充分反应后的盐水进入中间槽,同时在滤液中间槽

7、中加入5%亚硫酸钠溶液除去盐水中的游离氯,而后经过滤泵进入凯膜过滤器,滤清精盐水流入精盐水槽,一部分加盐酸调节p H 值后供隔膜电解使用,一部分送离子膜盐水二次精制工序。凯膜过滤器截留的滤渣排入泥浆槽。泥浆槽中92第4期戚明睿:一次盐水精制工艺改造的盐泥浆再用泥浆泵打入板框压滤机脱水,滤饼用拖车运出界区,滤液流入配水槽 。111#折流槽(利旧;21澄清桶(利旧;31配水槽;41化盐泵;51换热器;61化盐池;712#折流槽;81前反应槽;91加压泵;101加压溶气罐;111预处理器;1211#后反应槽;1312#后反应槽;141中间槽;151过滤泵;161凯膜过滤器;171精盐水槽(利旧;18

8、1精盐水泵(利旧;191泥浆槽(利旧;201泥浆泵(利旧;211板框过滤机(利旧图2凯膜盐水精制工艺流程212凯膜工艺与传统工艺的比较与传统工艺相比,采用凯膜盐水精制工艺技改后的主要具有以下几个优点:a 1优化了生产工艺,自动化程度高、操作简便、易于控制;b 1保证了粗盐水的浓度、质量。新工艺采用地下化盐池的方式,解决了化盐桶内壁由于温差大而经常出现的结晶架桥问题,确保了粗盐水的浓度;c 1实现了对钙、镁离子和硫酸根离子分开处理,装置操作弹性大,对盐品种的适用范围广,可以充分保证精盐水质量的稳定,有助于优化电解槽的运行;d 1采用无机絮凝剂三氯化铁替代有机絮凝沉淀剂,避免了有机高分子物质进入电

9、解槽及由此带来的不良影响;e 1在盐水精制过程中加入次氯酸钠可起到有效分解含铵物质的作用,从根本上减少了系统中NCl 3的生成,确保氯碱生产的安全;f 1去掉了原有砂滤器,避免了Si 2+对精盐水的污染,保护离子膜;g 1淘汰掉原二次盐水工段中的碳素管过滤器,节约了成本,简化了二次精制盐水工艺流程;h 1改造后提高了电流效率,并节约了电费成本。3精盐水的质量在建滔离子膜烧碱项目中一次盐水于2003年下半年开始试运行,2004年初开始工业化生产。几个月来,采用凯膜过滤技术的一次精盐水运行情况见表1。表1采用凯膜过滤技术后一次盐水的运行情况日期(SS /mg L -1(Ca 2+/mg L -1(

10、Mg 2+/mg L -12003-1101301245011482003-1201401253011512004-0101301249011462004-0201301247011492004-0301101241011412004-0401201245011433化工设计通讯第32卷由表1可见,盐水的各项指标均能满足进离子交换树脂塔的工艺要求:(SS1mg/L,(Ca2+2mg/L,(Mg2+1mg/L。4经济效益经过凯膜工艺改造后的精盐水质量完全可以满足进离子交换树脂塔的工艺要求,从而节省了企业对碳素管过滤器的投入。现在,以取消1个碳素管过滤器为例,碳素管按每根900元,每个64根计算,

11、可节约单个总设备费用12万元左右。另以平均耗-纤维素013kg/(t NaOH、60kt/a烧碱生产能力计算,-纤维素的消耗量为18t/a、-纤维素的价格以12元/kg计,则可节约费用2116万元。由此可见其效益非常可观。5主要工艺设备及注意事项511加压溶气罐加压溶气罐在安装时,必须保证罐的轴线垂直度偏差<2mm,与气水混合器上部接口法兰的水平偏差必须保证在<015mm范围内。以保证气水混合器达到很好的气溶效果,安装时必须要保证其喷嘴的同心度达标,与加压溶气罐连接时也必须校核其垂直度。512预处理器预处理器在工艺管道安装过程中,应尽量减少加压溶气罐到预处理器进口管道弯头的使用数量

12、,在安装电磁流量计时,按照流量计前直管段长度>10D,后直管段长度>5D的原则合理安装电磁流量计。预处理前文丘里混合器、释放阀和预处理器间的管道距离及变径管段需经过准确计算后,再进行合理配管,以保证气溶盐水在预处理器中达到很好的气浮效果,确保进入凯膜过滤器的粗盐水达标。513凯膜过滤器凯膜过滤器主要由罐体、反冲罐、管道、自动控制阀、过滤元件,自动控制系统、气动控制系统等部分组成。作为关键设备,在使用中还应注意以下问题: a1游离氯控制到位:进入凯膜过滤器盐水中的游离氯控制为零,在中间槽处设置氧化还原电极,在线监测闭环控制亚硫酸钠的加入量;b1凯膜酸洗操作应每半个月进行一次,而不是根

13、据过滤压力是否上升来决定酸洗周期,保证了滤膜长期处于低负荷过滤状态,从而对膜起到很好的保护作用;酸洗前后必须严格执行清水漂洗这道必不可少的程序;c1保持预处理器良好的分离效果,以保证凯膜过滤器始终在低压下运行。6结论建滔盐水精制系统于2005年9月并网联动试车,并一次性开车成功。经过短期调试,装置运行稳定,整套工艺使精盐水质量得到极大的提高,过滤后的盐水指标均到了工艺设计要求,简化了二次盐水精制工艺,大大减少了离子膜烧碱装置的投资,降低了烧碱成本,值得在氯碱行业中推广使用。(上接第25页面情况良好,尤其是大头瓦、销头瓦摩擦面非常光洁,无任何剥落和划痕,比新瓦还显致密。于是没有更换任何零件,进行

14、了回装。泵运行至今,情况依然良好,曲轴箱温度完全正常。4结语卧式柱塞泵在备件国产化后虽然出现了一些问题,但经过不断的改进完善和“摩圣”技术的应用,现在运行正常,满足生产的需求。日常维护工作大大降低,检修周期也大大延长,备件消耗明显降低,取得了较好的经济效益。13第4期戚明睿:一次盐水精制工艺改造troduce equipment plan and piping plan of the technique in engi2 neering design1T o table a proposal about im prove on suggestion1 K ey w ords:ash agglo

15、meration technique,piping plan,sim2 ple depictionT echnical T ransformation onPrimary B rine Purif ication ProcessQ I Ming2rui(Hunan Chemical&Pharm aceutical EngineeringDesign Institut r,Changsha410007,China Abstract:This article introduces the technical transformation on primary brine purificat

16、ion process in60kt/a sodium hydrox2 ide project by ion2exchange membrane process for Hengyang (JiantaoChemical Co1,Ltd1It describes the main equip2 ment and points for attention briefly1K ey w ords:ion2exchange membrane,sodium hydroxide,primary brine,brine purification,membraneprocess,transformation

17、Design of Collocation Point andNumber for Fire ExtinguisherL I Da2zhi(S hijiaz huang Jinshi Fertilizer Co1,L td,S hijiaz huang,Henam050041,China Abstract:This article introduces the design principle,pro2 cess and method for collocation point and number in fire dan2 gerous area1K ey w ords:dangerous

18、avea,fire extinguisher,collocation, designPoints for Attention During PipeInstallation in Chemical PlantCU I Jin2ling1,WAN G Y an1,ZEN G Xiang2mei1(S handong Zhongf u Chemical Scientif icCo.,L td,Jinan250240,China Abstract:This artical describes several points for attention during pipe installation

19、in chemical plant as viewed from mate2 rial2in,inspection,pipe welding and welding joint inspection1 K ey w ords:pipe,installation,weld,welding jointJudgement of Leakage Position in Oil T ransferLine By N egative2pressure W ave PrincipleZHOU Xiao2hua(Hunan B ranch of South China L antian A viationOi

20、l Co1,L td,ChangS ha,Hunan410041,China Abstract:This article introduces the basic method for judg2 ing the leakage position in oil transfer line by negative2pressure wave principle1It is worth promotion for long2distance oil transfer and other liquid transfer1K ey w ords:negative2pressure wave,oil t

21、rans fer line,leakage The Interface of R ectisol ProcessSimulator Perfecting and ApplicationGUAN Feng2bao,ZHAN G Shu2wei,GUAN Wei(Depart ment of Chemical Engineering,Dalian U niversity of Technology,Dalian,L iaoning116012,ChinaAbstract:A novel interface of RPS has been designed with Visual FORTRAN l

22、anguage1But in practical application, there are some shortcomings in the interface and need to be perfected1Through the perfection,the RPS interface is sim2 ple to study and use,self2contained in function,and steady2 going1It is completely adaptable to the work of Rectisol pro2 cess simulation and c

23、alculation1K ey w ords:Rectisol Process Simulator,Design,Perfect,Process SimulationCurrent Situation and Development of N ano2Z nOWEI Shao2dong(East China Engineering Science andTechnology Co1,L td,Hef ei230024,China Abstract:This paper introduces the research developments on manufacture technologic

24、al of nano2ZnO world2wide1It also describes the manufacture process and characteristics of major technologies as well as the current situation of production of nano2ZnO both at home and abroad1Through the comparison of production prospects of major manufacture technologies,it presents the technologi

25、cal route of the manufacture of nano2 ZnO by homogeneous precipitation method with urea as the precipitator and zinc nitrate as zinky raw material1It studies the relative processes,reaction condition,washing of reactant and calcination of nano2ZnO and discusses the existent prob2 lems and future research direction1K ey w ords:nano2ZnO,manufacture technology,current situ2 ation of production,commercial production The Probing of Pow er Output of NitricAcid T ail G as Turbine ExpanderZEN G Xiang2gen(N it ric Acid Section of N anjing ChemicalIndust rial CO1L TD