燒堿裝置工藝設(shè)計(jì)的建議

權(quán)耀寧，石億紅（內(nèi)蒙古中谷礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯016064）

?

燒堿裝置工藝設(shè)計(jì)的建議

權(quán)耀寧，石億紅
（內(nèi)蒙古中谷礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯016064）

摘要：從節(jié)能、環(huán)保、工藝等方面對現(xiàn)在離子膜電解裝置的工藝設(shè)計(jì)提出了優(yōu)化方案并分析了方案的可行性。

關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計(jì)；建議；氯堿工業(yè)

根據(jù)不同的離子膜電解裝置和生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出在設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行的工藝優(yōu)化的建議或方案，供新建、擴(kuò)建或改建項(xiàng)目借鑒。

1　V-409（精鹽水儲(chǔ)槽）代替D-150（過濾鹽水儲(chǔ)槽）的更改

對于設(shè)置D-175（二次鹽水儲(chǔ)槽）的企業(yè)，V-409設(shè)備布置盡可能靠近螯合樹脂塔。P-409（精鹽水泵）的揚(yáng)程40 m以上，可以用V-409代替D-150，即直接用P-409泵送鹽水至鹽水換熱器，經(jīng)過螯合樹脂塔進(jìn)入D-175，可以節(jié)省D-150及其P-154（過濾鹽水泵）。目前已經(jīng)生產(chǎn)的企業(yè)有的只設(shè)置了D-150，缺點(diǎn)是P-154之后的管道泄漏時(shí)，就要面臨全廠停車的危險(xiǎn)；有的企業(yè)既設(shè)置D-150，還設(shè)置D-175，這樣D-150的作用就不明顯了，實(shí)際上有點(diǎn)浪費(fèi)。

2　取樣點(diǎn)的物料回收的建議

（1）電解槽進(jìn)料和出料管上的取樣點(diǎn)，一般設(shè)置在電解槽附近。對于取樣的物料—鹽水和燒堿可以設(shè)置管道分別回收到D-280（陽極液排放槽）、D-290（陰極液排放槽）。需要注意，在每臺(tái)電解槽的取樣回收管上要安裝閥門，當(dāng)不取樣時(shí)關(guān)閉。

（2）pH-150（過濾鹽水pH在線分析儀）、OIA-150（過濾鹽水氧化還原電位在線分析儀）在線分析的物料可以就近回收至D-280、D-260、D-150或者D-165。有的企業(yè)根據(jù)PID（管道及儀表流程圖）回收至D-280，但由于D-280設(shè)置較遠(yuǎn)，管道太長。

3　取樣點(diǎn)物料回收的更改

DT-264（淡鹽水密度檢測儀）、DT-274（燒堿密度檢測儀）在線分析的物料分別回收至P-264（陽極液泵）、P-274（陰極液泵）的進(jìn)口管道上。有的企業(yè)根據(jù)PID設(shè)計(jì)回收至D-260（陽極液槽）、D-270（陰極液槽）的進(jìn)料管線上，導(dǎo)致管線太長，該管線從二次鹽水廠房至電解廠房，管線長達(dá)七十多米，而且冬天需要做保溫和伴熱。如果分別回收至P-264、P-274的進(jìn)料管上，在二次鹽水廠房就可以完成，只需要10多米管線。

4　氯水和在線分析儀的物料回收

原設(shè)計(jì)氯水和二次鹽水各在線分析儀的物料匯總回收至D-280，然后用P-284（陽極液放凈泵）送至T-310（脫氯塔）。如果將這些物料匯總至D-260 （D-280只作為電解槽停車時(shí)使用），則可以將P-284設(shè)置為單泵，且為不連續(xù)運(yùn)行，節(jié)省了投資費(fèi)用和運(yùn)行、檢修費(fèi)用。表1為界區(qū)內(nèi)收集至D-280的物料的流量。

表1　界區(qū)內(nèi)收集的氯水和取樣點(diǎn)的物料流量如下

4.1可行性分析

4.1.1脫氯塔的要求

當(dāng)電解裝置滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，生產(chǎn)的淡鹽水的流量為292.4 m3/h（裝置生產(chǎn)能力為25萬t/a100% NaOH），溫度約85℃，與上表中的物料混合，溫度降至83℃，完全可以滿足脫氯塔對鹽水溫度（≥75℃）的需求。

4.1.2真空系統(tǒng)的要求

真空系統(tǒng)真空度為70 kPa，陽極液循環(huán)槽的壓力為30 kPa（表壓），合計(jì)壓力差為100 kPa，而脫氯塔換熱器E-310（脫氯塔冷卻器）底部標(biāo)高為16 m，只需要在D-260里設(shè)計(jì)插入管，就可以滿足工藝要求。真空泵的標(biāo)高為12 m，所以產(chǎn)生的氯水可以自流進(jìn)入D-260，但是要在D-260設(shè)計(jì)插入管，防止氯氣倒流回真空泵。

4.1.3淡鹽水密度檢測儀的設(shè)置

通過以上更改，由于氯水回收至D-260，如果DT-264設(shè)置在陽極液循環(huán)泵P -264出口管線上，則檢測到的鹽水的密度準(zhǔn)確。需將DT-264設(shè)置在D-260的進(jìn)料管線上，鹽水排放至D-280。經(jīng)過淡鹽水密度檢測儀的鹽水流量大約0.3 m3/h，每天大約有7.2 m3的淡鹽水排放至D-280，生產(chǎn)正常時(shí)D-280 每10～15天往外送1次。

5　P-274（陰極液泵）直接送界區(qū)外

P-274直接送燒堿至界區(qū)外，含各工序自用。旭化成電解工藝?yán)铮怯肞-274送燒堿至D-330（燒堿中間槽），然后用P-334（燒堿中間泵）送至界區(qū)外和各工序自用。經(jīng)對比P-274與P-334的參數(shù)，完全可以用P-274代替P-334。需要注意的是，除送蒸發(fā)工序和電解裝置內(nèi)自用外，其余的送出燒堿需要冷卻至50℃以下。

6　管道材質(zhì)

（1）P-174之后的管道材質(zhì)才更改為鈦材。這一部分管道常設(shè)計(jì)為20/低鈣鎂硬橡膠材質(zhì)，存在的問題是法蘭連接點(diǎn)多，泄漏就會(huì)造成裝置停車。所以，建議從D-175之后的管道材質(zhì)就用鈦材。這樣，即使D-175之前的管道發(fā)生泄漏，D-175至少可以使用1小時(shí)，方便檢修，而又保證了D-175之后的管道很少發(fā)生泄漏，減少可能發(fā)生的停車事故。

（2）氯酸鹽反應(yīng)槽前后的管道材質(zhì)建議用鈦材或者20/PTFE。這一部分管道常設(shè)計(jì)成FRP/PVC材質(zhì)，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行，漏點(diǎn)不好處理，而且管道變形嚴(yán)重，導(dǎo)致氯酸鹽反應(yīng)槽不能連續(xù)使用，影響鹽水質(zhì)量。

（3）鹽酸管道建議用PP-H材質(zhì)或者20/PTFE材質(zhì)。這部分管道常設(shè)計(jì)成FRP/PVC材質(zhì)，常造成鹽酸金屬離子含量不達(dá)標(biāo)，影響正常生產(chǎn)。但是，如果采用PP-H材質(zhì)，需要合理設(shè)計(jì)管道膨脹節(jié)和支撐，防止管道嚴(yán)重變形。

7　P-314回流管接管位置

建議將P-314回流管設(shè)計(jì)在脫氯塔T-310底部的管道上。有的企業(yè)將P-314（脫氯淡鹽水泵）的回流管接口設(shè)計(jì)在T-310的中部位置，特別在低負(fù)荷時(shí)，由于鹽水量少，回流進(jìn)T-310的pH值為9～11的鹽水與P-264送過來的pH值為1.5鹽水混合，導(dǎo)致鹽水的pH值偏高，影響了脫氯塔的運(yùn)行，在化學(xué)脫氯時(shí)，需要加入更多的亞硫酸鈉，而且游離氯很難控制。

如果P-314的回流管接口已經(jīng)設(shè)計(jì)在T-310中部位置，則將回流閥關(guān)閉即可，游離氯就很容易控制了。新的問題就是泵的壓力可能會(huì)偏高，所以最好還是更改回流管接口位置。

8　去除鹽酸中的游離氯

增加亞硫酸鈉管道至D-350（鹽酸儲(chǔ)槽）。一般旭化成離子膜電解工藝鹽酸儲(chǔ)槽D-350沒有專設(shè)除游離氯的管道，但是樹脂塔對鹽酸中的游離氯的指標(biāo)為≤5×10-6，而生產(chǎn)的鹽酸不是全部都能達(dá)到這個(gè)指標(biāo)的。因此，常在D-350里加入固體的亞硫酸鈉來去除游離氯，這樣操作很不方便，增設(shè)亞硫酸鈉管道至D-350，便于操作。

The recommendations for caustic soda plant process design

QUAN Yao-ning，SHI Yi-hong
（Inner Mongolia Zhonggu Mining Industry Co.，Ltd，Ordos 016064，China）

Abstract：From the energy-saving，environmental protection，process and other aspects of the design of the membrane electrolysis process now means proposed optimization scheme，while feasibility analysis program.

Key words：process design；recommendations；chlor-alkali industry

中圖分類號(hào)：TQ114.26

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）05-0007-02

收稿日期：2015-11-23