二次盐水镁离子含量超标的解决方法_赵兴良.pdf

二次盐水镁离子含量超标的解决方法赵兴良*(青海盐湖元品化工有限责任公司，青海 格尔木 816000)关键词盐水;精制;金属离子;解决方法 摘要分析了二次盐水镁离子含量超标的原因，提出了解决方法并介绍了产生的效果。中图分类号TQ114 261 文献标志码B 文章编号1008 133X(2023)02 0005 02Solutions to excessive magnesium ion content in secondary brineZHAO Xingliang(Qinghai Salt Lake Yuanpin Chemical Co，Ltd，Golmud 816000，China)Key words:brine;refining;metal ion;solutionAbstract:The causes of excessive magnesium ion content in secondary brine were analyzed The solu-tions were proposed，and the effects were introduced离子膜法烧碱生产工艺是世界上比较先进成熟的制碱技术，目前已在国内广泛应用。利用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，防止阴极产生的H2和阳极产生的 Cl2相混合而引起爆炸，且避免Cl2与 NaOH 溶液作用生成 NaClO 而影响烧碱的质量。为延长电解槽阳离子交换膜的使用寿命，需要对盐水进行精制脱除 Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2 4等杂质，得到满足进槽指标的精盐水。盐水精制的主要工艺流程为:原盐经脱除钙镁后进入凯膜过滤器脱硝，得到一次盐水;一次盐水加热至 60 65 后进入过滤盐水贮槽，由过滤盐水泵送入螯合树脂塔吸附，盐水中所含微量钙、镁等多价阳离子与螯合树脂中的钠离子进行交换，得到二次盐水，其(Mg2+Ca2+)0 02 mg/L 时，可送去电解槽。在实际生产过程中，会出现二次盐水金属离子含量超标的现象。现以某氯碱公司的 10 万 t/a 离子膜烧碱装置二次盐水 Mg2+含量超标事件为例，介绍提高离子膜烧碱二次盐水质量的方法。1生产现状某氯碱公司 10 万 t/a 离子膜烧碱装置于 2012年全面投运达产，产品质量优良，远销省内外。自开车以来，二次盐水系统运行稳定，盐水质量满足进槽盐水指标，但自 2015 年 5 月中旬开始，二次盐水质量不稳定。使用 ICP iCAP 6500 Duo，赛默飞世尔科技(中国)有限公司对螯合树脂塔出水进行分析，发现二次盐水的镁离子含量超标，大部分时间大于0 04 mg/L。2问题排查根据盐水处理工艺流程，采用排除法从生产运行的每个步骤进行排查分析。2 1一次盐水质量通过化验分析，来自化盐工序的盐水经一次精制后，其镁离子的质量浓度在20 mg/L 以下，满足二次精制进水要求。5第 59 卷第 2 期2023 年 2 月氯碱工业Chlor Alkali IndustryVol 59，No 2Feb，2023*作者简介赵兴良(1988)，男，助理工程师，2021 年 7 月毕业于青海大学化学工程与工艺专业，主要从事设备管理工作。收稿日期2022 09 202 2入塔盐水质量在二次精制工段，盐水加热至 50 60 后，调节其 pH 值为 8 5 9 5，然后送入螯合树脂塔进行螯合处理。当入塔盐水的 SS 含量较高时，会导致螯合树脂抱团、结块，树脂孔道被堵塞，树脂破碎加速，从而降低树脂交换能力，造成树脂塔压力升高，同时会使再生难度加大，并容易在运行及再生过程中产生偏流。这些不利影响会导致二次盐水金属离子含量超标。经检测，入塔盐水的 SS 含量满足工艺要求，树脂塔再生废水中也不含 纤维素，盐水满足入塔要求。2 3螯合树脂塔性能螯合树脂吸附钙、镁离子后，失去交换能力，须进行再生。该装置的螯合树脂塔为三塔串联使用，相互切换，轮流再生。再生时，首先用盐酸进行酸洗，将树脂吸附的钙、镁等金属离子溶离下来。在酸洗第 40 min 取样，测得盐酸浓度大于 1 3 mol/L，满足工艺要求，故在第 45 min 停止酸洗，用纯水进行水洗。水洗 2 h 至中性后，加入烧碱进行碱洗，恢复其交换能力。在碱洗第 40 min 取样，测得烧碱浓度大于 0 5 mol/L，满足工艺要求，用纯水进行水洗。水洗 1 h 至中性后，加入盐水置换螯合树脂塔，再生结束。螯合树脂塔运行过程中，其压差0 1 MPa，符合工艺要求;利用螯合树脂塔的视镜进行观测，塔内树脂层表面平整，树脂层高度正常;每次再生后，再次通过视镜观察，树脂层高度差小于 10 cm，满足工艺要求。为了考察螯合树脂的性能是否下降，延长酸洗、碱洗时间，增加纯水置换时长、盐水置换时长后，分析检测发现螯合树脂塔出水的镁离子含量仍然超标，因此排除了螯合树脂性能下降的因素。2 4树脂塔内件其中 1 台螯合树脂塔停止运行后，排净塔内的盐水，开塔对塔内件进行检查。塔内共有 8 段盐水布水器，发现其中 1 段盐水布水器错位，3 段纱纶网局部松开，部分脱落，用来固定纱纶网的板条已经严重弯曲变形，导致螯合树脂塔在运行过程中出现盐水偏流或短路，盐水无法均匀分布，局部树脂的负荷增大，超出工作能力，导致吸附效率迅速下降，出水镁离子含量超标。继续对其他 2 台螯合树脂塔进行开塔检查，发现其均存在不同程度的纱纶网固定板条变形、盐水布水器错位的情况。3原因分析通过对比生产装置运行数据，发现二次盐水镁离子含量超标是烧碱装置扩产，电解系统提高电流造成的。这是因为电解系统提高电流后，盐水的流量增大，流速提高，水力冲击力增大，使盐水布水器错位;同时，因板条较薄，纱纶网固定不够牢固而被冲破，导致塔内盐水流动不均匀，树脂吸附效率降低，造成二次盐水镁离子含量超标。4解决方法及效果螯合树脂塔原来采用的是 4 mm PVC 板条，更换为 6 mm 聚四氟乙烯板条并重新固定纱纶网，重新安装盐水布水器，固定结实后投入运行。投运后，螯合树脂塔出水镁离子质量浓度降到 0 02 mg/L 以下，其余金属离子含量均合格。此外，单台螯合树脂塔的运行时间也有所延长，再生时间从原来的 48 h延长到 72 h 左右，3 台螯合树脂塔 1 年可减少再生167 次;每次洗塔用水 156 t，31%盐酸 2 25 m3，32 5%烧碱 1 8 m3，则 1 年可节水 2 6 万 t，节约盐酸 376 m3，烧碱301 m3;纯水价格为10 元/t，盐酸价格为 200 元/m3，烧碱价格为 1 100 元/m3，则 1 年可节约费用 66 68 万元。5结语在离子膜烧碱装置运行中要加强对工艺指标、关键设备的监测及日常检修，及时发现生产中存在的问题，提高装置运行的安全性和稳定性。编辑:董红果欢迎订阅 氯碱工业 聚氯乙烯 杂志联系人:董红果;电话/微信:186098935386盐水氯碱工业2023 年