一次盐水预处理工艺技术改进和创新

一次盐水预处理工艺技术改进和创新
摘要：预处理系统是一次盐水精制的关键工艺，其设计的优劣决定了膜过滤器
能否正常运行。

预处理器在一次盐水精制过程中起到很重要的作用，其设计优劣
决定了膜过滤器能否正常运行、盐水的质量以及电解工序的稳定运行。

关键词：一次盐水；预处理器；技术
一次盐水的质量是离子膜电解槽长期、稳定运行的关键，而一次盐水的运行
质量最直接、最关键的环节是预处理器的处理效果，预处理器稳定运行率基本决
定了一次盐水质量的达标率。

一、一次盐水工艺
来自电解工序的脱氯后淡盐水、蒸发的回收工艺水、一次盐水的板框压滤液，以及其他装置回收的工艺水进入配水槽，配水后经输送泵加压送出，先进入换热
器加热到 60～65 ℃，再通过化盐池盐水分布器进入化盐池进行化盐;化盐后的饱
和盐水溢流进入前置反应槽，加入烧碱混合后，进入反应池;反应后，经加压泵输
送进入气水混合器，与压缩空气混合，混合后进入加压容器罐，盐水与压缩空气
融合后，由位差自流进入预处理器，并在进入预处理器前加入 FeCl3 溶液。

粗盐
水在预处理器内经过凝聚、浮上过程，除去Mg2 +。

除镁后的盐水靠位差自流入
后反应桶，在反应桶内与在此加入的 Na2CO3 溶液反应，形成 CaCO3絮凝物，再
自流入缓冲桶，靠位差进入凯膜盐水过滤器，进行盐水过滤，除去钙沉淀物及其
他悬浮杂质后，自流入盐水中和反应槽，加入盐酸，中和调节盐水 pH 值至 9～10，根据游离氯检测值调节亚硫酸钠的加入量，确保游离氯含量符合工艺指标要求来
自电解工序的脱氯盐水一部分去膜法脱硝装置，在膜法脱硝装置内进行芒硝的脱除，保证一次盐水SO2－4含量符合工艺要求。

在离子膜法制烧碱的生产过程中，一次盐水精制至关重要。

一次盐水精制质量直接决定了电解运行质量。

两期氯碱
项目一次盐水均采用预处理加凯膜过滤的工艺，在两套装置投入运行后，一次盐
水质量基本稳定。

二、预处理器工作原理
粗盐水经预处理准备后进入预处理器凝聚区，切向进入的盐水在这里旋流搅拌，使盐水与氢氧化铁混合均匀，同时向上的流速使固体不断被冲击向上，与盐
水一起向上旋流进入预处理器内的倒锥型凝聚反应区，在盐水流速逐渐下降过程
中完成凝聚反应。

粗盐水中的 Mg(OH)2 等沉淀物与絮凝剂充分接触，凝聚成大小
不等的絮团，浮出倒锥壳，进入上折流区(在这个区间水流处于向上转为向下的不
规则过程，是一个过度过程)，再进入浮上区(水流流速缓慢)。

浮泥向上浮动，进
入浮渣区汇集一段时间后，排出。

在分离掉浮泥的盐水斜板沉降区，盐水缓慢向
下流动，未浮出的固体颗粒在此进行沉降，进一步分离出固体颗粒。

分离沉降的
盐泥沿斜板进入沉泥斗，富集一段时间后排出。

较大而紧密的絮团折返，向下进
入由倒置锥壳组构成的多道上宽下窄的环形沉降区。

由于通道截面积逐渐缩小，
而流速加快，进一步分离后的盐水进入下折流区，水流由向下折为向上进入澄清
区(锥形结构使盐水流速逐渐加大，保证了分离完整)，经桶外周围多个均布的外
接排出管端溢流到环形集水槽，在澄清盐水出口处流出［1］。

三、预处理器稳定运行的影响因素及管理措施
1、控制盐水流量稳定。

预处理主要工作环节为凝聚搅拌室、凝聚反应室、浮
泥分离、斜板沉降，而这环节都与盐水流速/流量相关。

盐水流量的控制在表观上
讲应该最好管理，但受间歇上盐方式、电解运行电流的频繁升降因素的影响，也
时常波动，因此，氯碱企业须避免由于简单问题导致的预处理器反浑。

日常生产
按照一次盐水匹配的电解电流流量测算值进行，以保证稳定运行。

2、粗盐水溶气量、FeCl3 添加量与盐水量的匹配
①盐水中杂质确定后。

预处理器 Mg (OH)2 浮上的关键在于反应完全、溶气
量满足、分离有效。

反应完全取决于精制剂的加入量，也就是 NaOH 的过碱量符
合工艺要求，且稳定。

采用匹配加入法可以提高稳定性。

溶气量主要控制溶气压力，正常情况下溶气压力保持在 0.2～ 0.3MPa(1 m3 盐水仅能溶解 5 L 空气)，若压
力过低将无法正常溶气，气泡释放量不足，浮力不足，使 Mg(OH)2 不能完全上浮，出现反浑。

但溶气压力也不能过高，以免影响加压泵的输送能力及溶气的稳定性(非稳态释放的气泡会搅浑浮泥层)。

在日常生产过程中，要注意对原盐的管理，
对镁含量不同的盐分类存放、合理搀兑使用，尽量使化盐水的镁含量处于相对稳
定的范围，从而减少溶气环节的调节，为稳定凝聚剂含量创造条件。

②盐水精
制反应完全后。

凝聚剂是去除杂质不可或缺的物质，预处理时氯碱企业大多采用
氯化铁为絮凝剂。

加入到盐水中的 FeCl3 絮凝剂首先发生水解:
这个反应与温度、溶液的碱性相关，碱性条件下易发生水解，生成胶体物质
氢氧化铁。

氢氧化铁通过扫集、网扑作用吸附盐水中的悬浮物形成共沉淀，通过
吸附使Mg (OH)2 胶体凝聚，形成共沉淀;同时，氢氧化铁对盐水中的微量硫化物、杂色、少量油污、被 NaClO 分解的菌藻类、有机腐殖酸等都有去除作用。

特别对
有机菌藻类、腐殖酸类的去除作用是树脂提高交换能力的保障。

在生产过程中，
须抓好FeCl3配制，注意维持其浓度的稳定。

曾经发生辅料人员未按规程配料，
导致 FeCl3 浓度超标，进而造成盐水絮凝剂加入量超标，预处理器反浑。

经常观
察预处理器浮泥的颜色(正常时为土黄色;若颜色发红，说明絮凝剂加入过多，同
时随着颜色的加深，预处理器会呈现反浑的趋势;若颜色发白，说明絮凝剂加入量
偏少，这时预处理器虽不反浑，但一次盐水质量呈下降的趋势。

3、过碱量影响及控制。

一次盐水精制保持一定的过碱量是除 Mg2 + 、Ca2 +
必须具备的条件。

氯碱厂根据生产经验，控制精盐水中 NaOH(过量)质量浓度为0．2～0．35 g /L，Na2CO3 (过量)质量浓度为0.40～0.65 g /L。

粗盐水的精制过程
与过碱量多少、稳定性密切相关。

在一定温度下，当粗盐水过碱量低时，反应时
间就长;反之，当粗盐水过碱量高时，反应时间就短。

当过碱量偏低时，精制反应
进行不完全。

过碱量高了反应易形成细小的胶体物质，对凝聚的要求就高，同时
造成精制剂浪费，增加成本，也增大了后续生产负荷，浪费了盐酸。

控制好过碱
量使其稳定是预处理器的本质要求。

过碱量不稳定的盐水进入预处理器后进行二
次传质对流，很容易造成预处理器反浑，生产很被动。

另外，这种情况下膜过滤
器也随之波动，在预处理器没有除去的镁悬浮物进入膜过滤器，小颗粒Mg(OH)2
絮状物直接存留在膜表面，甚至进入膜内，堵塞膜微孔，升高压差，缩短过滤周
期和再生周期。

该化工在生产中重视过碱量的控制，加强分析、仪表手段的利用，控制好盐水流量、上盐盐层管理、输送变频调节，过碱量得到了稳定。

氯碱工业离子膜盐水工艺从传统的道尔澄清桶+自动反洗过滤工艺发展到预处
理器+膜过滤工艺，对盐水精制质量的稳定及提升奠定了良好基础。

工艺装置本
身是基础条件，管理以及不断地对新工艺加深了解、研究其本质相互关系及本质
要求是每一个管理者不能忽视的环节。

不断地提高对装置的理解，不断地实践，
促进装置最大潜能的发挥。

对预处理器+膜过滤工艺而言，抓住预处理器这个核
心装置本质要求，开展好满足预处理器本质要求的外部条件工艺管理及工艺创新
活动，是一次盐水长周期稳定运行、一次盐水质量稳定与提高的根本出发点。

参考文献：
［1］钟永铎，胡艳刚．一次盐水预处理器反浑的原因及处理措施［J］．中国氯碱，2018(3):9 － 10．
［2］何恕，郑涛，敬增秀．水基硅酸盐钻井液的页岩井眼稳定性研究[J]．钻井液与完井液，2017(3)：25—27．。