除硝膜運行壽命管理總結

郭占明，郝濤，沙拉木，趙宗強

(1.新疆圣雄氯堿有限公司，新疆 吐魯番 838100；2.新疆中泰(集團)有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830001)

目前，氯堿行業一次鹽水工序大部分采用膜法工藝除硝，免除了工藝中氯化鋇的使用，減少了危化品管理壓力。該工藝成熟可靠，操作人員勞動強度低，已經成為工藝主流。膜法除硝的納濾膜使用壽命一般為2年，在滲透液中硫酸根含量超標時就進行整體更換，經濟性差。

新疆圣雄氯堿有限公司(以下簡稱“圣雄氯堿”)為新疆中泰化學(集團)股份有限公司的子公司，目前正在運行的兩條19萬t/a離子膜法燒堿裝置均采用納濾膜除硝工藝，裝置運行平穩。在生產過程中，滲透液中硫酸根含量超標時，經過單組膜組件取樣就可以判定是哪一組膜組件滲透液的硫酸根含量超標。嚴重超標時會整體更換膜組件。隨著圣雄氯堿阿米巴經營管理模式的開展，如何更加經濟合理地更換納濾膜，成為圣雄氯堿的一個研究課題。

1 提出問題

在除硝膜運行過程中，某組膜組件的滲透液經過取樣檢測，判定其硫酸根含量超標。通常是將這組膜組件的5支單膜全部更換，運行指標就可達到正常。供應商一般保證膜的使用壽命為2年，但圣雄氯堿在近10年的生產中運行發現：同一批膜在投用一段時間后，某組膜組件內滲透液中的硫酸根含量會超標，而某些膜組件內滲透液的硫酸根含量不超標，說明同一批膜的質量也不相同。由此分析，同一膜組件內的5支單膜的質量也不一定完全相同。也許某一組膜組件滲透液的硫酸根含量超標只有其中一兩支單膜管出現了問題，而其他沒有問題的單支膜也被更換。因此，筆者考慮對單支膜進行測試，只更換有問題的單支膜，沒問題的仍然保留。

2 膜法除硝膜組件介紹

目前圣雄氯堿正在運行中的除硝膜主要為一泵杉樹型結構，高壓法配置為Ⅲ級，中壓法為Ⅱ級，膜管的數量配置基本為第Ⅰ級為第Ⅱ級的2倍(見圖1)，第Ⅱ級為第Ⅲ級的2倍(見圖2)，每一級膜管的數量由產能決定。經過認真對比，兩種膜組件的配置在級數和數量上各不相同，但單支膜的內部結構與密封形式都相同。

圖1 中壓法膜組件

圖2 高壓法膜組件

3 膜運行管理

為了更好地對膜進行管理，安裝膜時須對膜進行有效記錄，以方便后期管理。其命名規則是:按過濾級數編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，然后按膜組件編號為1、2、3……，最后按單支膜在每組膜組件中的安裝順序(每組膜組件內有5支單膜)，第1根編號為1，以此類推，例如，第Ⅰ級過濾的第1組膜組件中的第1支膜記為Ⅰ-1-1。筆者以圣雄氯堿正在運行的1套除硝膜為例介紹管理經驗，該套膜組件為三級過濾，第Ⅰ級為7組膜組件，第Ⅱ級為3組膜組件，第Ⅲ級為2組膜組件，簡稱7-3-2型。

3.1 新膜安裝記錄

新膜安裝記錄(以7-3-2型為例)如表1所示。

表1 新膜安裝記錄表

3.2 膜運行后的檢測管理

3.2.1 單支膜檢測工具

筆者2012年參加1套膜法除硝裝置開車，開車過程中曾遇到過有兩批國產除硝膜質量不合格的情況。當時采取的測試方式為采用Ф 225的PVC管做成假膜，4支假膜和1支除硝膜為一組進行測試，用了2天時間才完成70支除硝單支膜的測試，操作人員的勞動強度非常大。目前，圣雄氯堿為了對除硝單支膜進行有效管理，又回到這個研究方向上。

圣雄氯堿尋求廠家制作了單膜測試工具，如圖3所示，原可以安裝5支膜的膜殼，長度減到只能安裝1支單膜。

1—玻璃鋼壓力外殼；2—O形密封圈；3—密封板；4—O形密封圈；5—O形密封圈；6—保安螺絲；7—管堵；8—凈出水口；9—預埋鐵；10—擋塊；11—支承板；12—原/濃出水口；13—鎖圈；14—O形密封圈；15—適配器；16—O形密封圈。

3.2.2 單支膜檢測管理

在膜過濾裝置運行過程中，檢測到某膜組件的硫酸根指標或流量下降時，就對該膜組件內的單支膜進行測試。單膜管測試流程如圖4所示。合格的淡鹽水經過高壓泵的升壓作用，提升到膜組件所規定的擴口壓力，然后從高壓泵出口接1根DN25的鈦管線，將合格淡鹽水物料引入單支膜測試工具，滲透液的量用容器進行計量，運行平穩后，取樣進行分析，再計算出滲透液的通量。測試時，單支膜號、時間都要進行記錄(見表2)。

圖4 單支膜測試流程示意圖

表2 單支膜測試記錄表

經過測試，除去不合格的單支膜。重新組裝后再次測試并記錄，例如更換了第Ⅰ級過濾的第1組膜組件中的5支膜和Ⅰ-2-5膜(如表3所示)。

表3 重新組裝后測試記錄表

這樣,通過記錄，可以了解單支膜的使用情況，特別是在一組膜組件經過幾年運行后，可以了解因采購或市場原因以及不同膜混在一起使用出現的各種問題；同時，也可以預測膜組件的更換時間與數量，做到對膜組件的精準管理，使每支膜都能達到它的運行壽命。

4 結語

經過圣雄氯堿的實際運用，減少了因對單支膜無法測試而整體更換造成的浪費。該測試工具投用以來，圣雄氯堿共使用3次，檢測單支膜30支，更換7支，節省更換23支單支膜的費用近20萬元，且余下的膜的運行情況良好，使用壽命均超過2年，經濟效益顯著。