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提高凯膜过滤器生产能力的措施

 2009-02-01 生意社

　　生意社02月01日讯                                     提高凯膜过滤器生产能力的措施
                                      闰健  刘国庆  李勇刚
                          (山东华阳农药化工集团氯碱厂，山东宁阳271411)
    摘要:总结了在一次盐水生产中采用凯膜过滤技术的经验，找出影响过滤能力的因素和解决措施。介绍了生产过程中的控制要点。
    关键词:凯膜过滤器;过滤能力;控制要点
    中图分类号:TQ 114.26 文献标识码:B 文章编号:1009-1785(2006)08-0008-03
    山东华阳农药化工集团氯碱厂，一次盐水采用预处理器+凯膜过滤工艺，设计能力为8万t/a烧碱生产装置，其中离子膜烧碱6万t/a,隔膜碱2万t/a。该工艺采用粗盐水加压溶气盐泥浮上，后经凯膜过滤的流程，凯膜过滤器3台套，每台膜过滤面积为100 m2;脱氯淡盐水除硫酸根加人BaClz采用道尔澄清桶沉降澄清。本装置于2004年1月离子膜电解装置先行开工建设，于2004年6月一次开车成功，向隔膜电解装置输送合格盐水。
    自开车以来，该装置运行比较稳定，凯膜过滤压降控制在0.030.05 MPa，过滤时间大于1 500s,常规化学法分析盐水中SS< 1 mg/L、钙、镁质量浓度< 1 mg/L，直至检测不出。
    1 凯膜过滤一次盐水工艺流程
    卤水加人NaC10除按后进入化盐水储罐，离子膜电解回脱氯淡盐水加人BaC12进澄清桶除SO:后进人化盐水储罐，隔膜电解蒸发回水进化盐水储罐(当回水含5S042-高时必须加BaC12除S《一)。化盐水经换热器控制温度至5055℃进行化盐，粗盐水加碱或酸(当蒸发回水含碱高时加酸)调pH值至9-10o M犷与OH的粗盐水池内反应后，在加压溶气罐内经溶气进人文丘里混合器与絮凝剂FeC13混合，Mg(OH)2颗粒凝聚变大进人预处理器，溶气释放，Mg(OH)2以浮泥形式浮至上部，排至盐泥池，出预处理器盐水加人.Na2CO3进入反应罐，cCa2‘与CO犷反应生成CaC03，再加人Na2S03调氧化一还原电位除游离氯，进人中间槽，用泵送至凯膜过滤器除CaC03和SS，生产出粗制盐水，精盐水送隔膜电解和离子膜电解二次盐水。
    该工艺的特点是工艺简单、操作方便;自动化程度高;劳动强度低;过滤器采用PLC控制，装置运行可靠;盐水质量稳定，过滤后的盐水中SS<l mg/L;采用预处理器除M矿‘和部分cCa2+降低过滤器负荷，生产操作弹性大大提高。
    2 盐水生产过程的控制要点
    通过 1 .5 a 的运行，在掺用卤水化盐的生产过程中，该厂结合自身的生产特点，总结出了提高凯膜过滤器生产能力，满足生产要求的措施。
    2.1 精制荆加入f
    2.1.1 过碱量的控制
    保持一 定的过碱量是降低精盐水中钙、镁离子含量，提高电流效率所必需的。长期以来该厂根据生产经验，控制精盐水中NaOH过量0.10.3 g/L,Na2C03过量0.30.5 g/L。为保持精盐水的过碱量达标，粗盐水折流槽出口NaOH过量为0.2-0.4 g几，预处理器出口盐水中Mg2+质量浓度在1mg /L。由于生产中掺用卤水量较大，隔膜电解单独开车时掺卤率85%,隔膜与离子膜电解同时开车时掺卤率约为百分之六十，而进厂卤水钙、镁离子含量要比原盐高，cCa2+、, Mg 2+质量浓度分别为1.4g /L,0. 2g /L，按照常规操作只在后反应桶除钙，CaCO3生成量过大，会给凯膜过滤器带来较大负担，因此根据实际情况就需要在预处理器先预除一部分cCa2+。正常情况下化盐水折流槽cCa2+质量浓度为300800mg /L，预处理出口盐水的cCa2+质量浓度控制在200一600m 酬g/L，,cCa2 +含量过低，则不利于CaC03在凯膜表面形成架桥助滤层，造成小颗粒Mg(OH)2絮状沉淀物直接进人膜表面，堵塞膜微孔，压差升高过滤周期缩短。出预处理器盐水中cCa2+:M 犷二10x1时，过滤效果较好。
    2.1.2 三氯化铁加入量的控制
    三氯化铁作为膜过滤盐水精制生产过程的絮凝剂，对盐水澄清起到相当大的作用。三氯化铁之所以能起絮凝作用，是因进人盐水后生成了Fe(OH)3,Fe(OH)3为胶状物，将小颗粒Mg(OH)2及有机物等轻质物质胶粘在一起，共同形成絮状悬浮物上浮至预处理器上层，达到除Mg2+的目的。通常将FeC13溶液配制成质量分数为1.0%-1.5%，为提高三氯化铁的利用率，在配制溶液过程中加人一定量的盐酸，调节pH值为2.03.0，三氯化铁加人量与粗盐水量控制在0.0 025:1.0 000-0.003:1.000，同时还要根据卤水、原盐质量及预处理器的运行效果随时进行调整，通常以浮泥颜色不出现棕黄色为宜。
    2.1.3 次氯酸钠加入量的控制
    在盐水精制过程中加人次氯酸钠是为了除去盐水中的有机物和菌藻类物质，腐殖酸等有机物被次氯酸钠氧化分解成小分子;菌藻类物质被次氯酸钠杀死。次氯酸钠加入量过小，有可能造成有机物除去不彻底而阻塞过滤膜，而阻塞过滤膜的有机物用普通酸洗方法处理效果不佳，造成过滤器压力升高，过滤周期缩短;加人量过大，会对设备造成腐蚀，如处理不彻底，还会使游离氯进人过滤器破坏凯膜，使膜寿命缩短，如果游离氯进人二次盐水，将会造成鳌合树脂中毒，影响二次盐水精制，给电解生产带来危害。
    2.2 脱氯淡盐水除硫酸根后澄清效果
    在离子膜碱生产装置开车之初，脱氯淡盐水全部回一次盐水，进人折流槽加BaC12及FeC13除SO犷，盐水流量、温度、浓度保持稳定，澄清效果一直较好。为降低生产成本提高掺卤量，经过改造脱氯淡盐水去隔膜碱蒸发洗盐，由于蒸发为间歇性生产，回水量不稳定，造成进人澄清桶的淡盐水量极不稳定，同时温差较大。改造之初，曾一度造成澄清桶返浑，大量BaS04通过化盐桶进人预处理器，造成预处理器返浑，预处理器出口盐水呈微红棕色。BaSq结晶体通过预处理器进人凯膜过滤器造成膜阻塞，过滤压力迅速升高，即使经过酸洗，过滤压力很快又升高，经多方查找原因，发现是由澄清桶返浑造成的。通过采取对进人澄清桶的淡盐水流量严加控制;采用淡盐水部分分流除SO:;尽量减少进人澄清桶的盐水流
量;对蒸发回水进行控制，延长回水时间，避免大流量短时间集中回水;对管道阀门进行保温等处理，有效地控制了盐水澄清的效果。
    2.3 澄清桶、预处理器的排泥
    预处理器 、澄清桶内的盐泥积聚对盐水精制的影响也是较大的。一次盐水开车之初，由于只供隔膜碱使用，盐水用量较少，系统能力过大，采用间歇性生产，加之隔膜碱生产使用盐水不需要除SO犷，澄清桶始终未投人使用。离子膜电解装置开车之初，由于5024-积聚量少处理量小，未引起足够的重视。装置转人正常生产后，盐水工序连续化盐，SO犷质量浓度升高，最高时达到14 g/L，系统积聚太多，采取集中处理后盐泥量突然增大，澄清桶、预处理器依然按照两三天排泥1次，未及时进行监控，脱氯淡盐水去隔膜碱蒸发洗盐改造完成后，矛盾显露出来，受回水流量、温度、浓度波动的影响造成澄清桶返浑，同时影响到预处理器出现返浑，造成凯膜过滤器过滤能力迅速下降，导致精盐水供应不足，离子膜电解装置被迫降电流运行。后经集中排泥压滤，严格控制澄清桶及预处理器澄清，问题得到了解决。
    2.4 过滤器的酸洗
    当过滤器运行一定周期后，膜的表面就会形成一层泥垢，泥垢长时间地附着在膜的表面或进人膜的微孔内，正常的反洗无法去除这些泥垢，使过滤压差升高能力下降，这时就要对过滤器进行酸洗。根据经验，过滤器酸洗周期为1520 d，酸洗所用盐酸的质量分数为百分之十五左右，每次酸洗1h即可达到效果。
    2.5 盐泥压滤的影响
    盐泥压滤的滤液质量直接影响预处理器的澄清效果。首先是滤布目数和质地的影响，对于盐水生产产生的盐泥处理，一般采用100目纤维滤布，这种滤布耐用，过滤效果又好;其次是压滤机采用的导流方式，在压滤液自流的情况下可采用明流的方式，有利于观察压滤情况，在带压回水的情况下可选择暗流，但汇集管及每块滤板应接有取样口便于观察，以便滤布出现损坏时可及时发现并更换，防止因滤布损坏，盐泥进人化盐水贮槽，影响预处理器澄清及凯膜过滤器过滤能力。
    3 过滤器过滤能力下降的主要原因及对策
    在过碱量及各种精制剂加人量稳定合理的情况
下，凯膜过滤器有时也会出现过滤能力不足的情况，酸洗以后过滤压力又迅速升高，过滤能力急剧下降，主要原因有:
    (1) 澄清桶返浑，会有大量BaS04沉淀通过化盐桶进人预处理器，造成预处理器返浑，豁浊的BaS04结晶体进入过滤器堵塞膜。
    (2)压滤机滤布损坏未及时发现，盐泥进人化盐水贮罐，化盐后带人预处理器影响澄清效果，进人过滤器造成膜堵塞。
    (3) 处理器出口钙离子含量过低，影响CaC03结晶在膜表面形成架桥助滤层，导致小颗粒Mg(OH)2结晶体直接进人膜表面堵塞微孔。
    以上问题应引起足够重视，对澄清桶及预处理器出现的异常情况，要及时排查原因，加大排泥量，稳定澄清效果，使问题消除在萌芽状态;发现过滤器能力下降，应及时调整过滤器的运行参数，缩短过滤时间及沉降时间;对于过滤器经过多次酸洗仍存在过滤时间短、压差高等不可恢复的状态，应及时与凯膜公司联系，寻求帮助解决。
    4 结语
    凯膜过滤技术具有自动化程度高、运行可靠、盐水质量稳定等优点，逐渐被越来越多的氯碱生产企业所采用。但先进的工艺设备需要精心操作控制，才能够生产出优质的一次盐水供应电解生产，使装置生产高效、稳定运行，达到节能降耗的效果。