MVR制硝裝置運(yùn)行總結(jié)

張忠瑞

(安徽華塑股份有限公司，安徽 定遠(yuǎn) 233200)

2019年10月安徽華塑股份有限公司二期燒堿裝置建成投產(chǎn)，因真空制鹽裝置工業(yè)鹽產(chǎn)能不足，補(bǔ)充了部分鹵水，采用摻鹵工藝，而鹵水中硫酸根含量偏高，因此，配套建設(shè)了膜法脫硝和元明粉制備裝置，其中元明粉裝置采用了MVR制備工藝。

MVR制硝工藝是目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的工藝之一，主要原理是將蒸發(fā)罐產(chǎn)出的低壓二次蒸汽利用蒸汽壓縮機(jī)提高壓力后返回加熱室供蒸發(fā)罐重復(fù)利用。MVR制硝工藝相比真空蒸發(fā)工藝，占地面積小、蒸汽消耗低、節(jié)省循環(huán)水，符合國(guó)家能源和環(huán)保政策要求，也是相關(guān)行業(yè)今后發(fā)展的方向之一。

1 制硝工藝及開(kāi)車(chē)

1.1 MVR制硝工藝

MVR制硝工藝流程如圖1所示。

圖1 MVR制硝工藝流程簡(jiǎn)圖Fig.1 Process flow of MVR for producing sodium sulfate

1.2 開(kāi)車(chē)

1.2.1 開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備

向洗滌塔 U 形虹吸管、冷凝水罐、蒸汽洗滌塔加脫鹽水至工作液位，啟動(dòng)冷凝水循環(huán)泵、洗滌塔循環(huán)泵。開(kāi)啟溶硝桶進(jìn)液閥門(mén)，開(kāi)啟溶硝桶溢流管至硝液桶進(jìn)液閥門(mén)，待溶硝桶冷凝液進(jìn)至工作液位(溢流口)，啟動(dòng)攪拌器；待硝液桶液位達(dá)到70%后，向強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)料；待液位上升至55%時(shí)，啟動(dòng)蒸發(fā)器循環(huán)泵。

1.2.2 MVR系統(tǒng)開(kāi)車(chē)

手動(dòng)調(diào)節(jié)生蒸汽進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度，生蒸汽進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)加熱室，逐步提升蒸發(fā)器料液的溫度至沸騰，并穩(wěn)定生成二次蒸汽供蒸汽壓縮機(jī)運(yùn)行使用。蒸發(fā)器運(yùn)行穩(wěn)定后，確認(rèn)蒸汽冷凝水系統(tǒng)和蒸汽洗滌塔系統(tǒng)均運(yùn)行正常，再啟動(dòng)蒸汽壓縮機(jī)。根據(jù)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力逐步調(diào)整電動(dòng)機(jī)變頻器頻率，提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使壓縮機(jī)的吸入壓力始終保持為大氣壓。根據(jù)壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)逐漸減少生蒸汽流量，工況穩(wěn)定后將生蒸汽調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)，與蒸發(fā)器壓力進(jìn)行聯(lián)鎖，只需補(bǔ)充少量生蒸汽維持壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2.3 投料運(yùn)行

MVR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，向溶硝桶進(jìn)芒硝，利用MVR系統(tǒng)外排蒸汽冷凝水和桶內(nèi)攪拌器溶解芒硝，溶解形成的飽和硫酸鈉溶液溢流進(jìn)入硝液桶，硝液桶液位至60%后啟動(dòng)硝液泵將硝液經(jīng)過(guò)換熱器與冷凝水換熱后進(jìn)入蒸發(fā)器。硫酸鈉溶液在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)加熱，料液持續(xù)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶。

1.2.4 離心干燥

當(dāng)檢測(cè)到蒸發(fā)器料液有固液比時(shí)，提前啟動(dòng)干燥系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)固液比≥7%時(shí)，開(kāi)啟離心機(jī)，從鹽腿向離心機(jī)進(jìn)硝漿，在離心機(jī)的作用下，硫酸鈉結(jié)晶和溶液進(jìn)行分離。分離后的溶液進(jìn)入離心母液槽緩沖，通過(guò)離心母液泵返回蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)； 經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離后的含水3%硫酸鈉晶體送入干燥系統(tǒng)干燥后得成品。

2 改造

2019年MVR制硝裝置試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了一些影響生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題，部分問(wèn)題經(jīng)過(guò)改造完善后得到解決。

2.1 管道布局改造

硫酸鈉溶液易結(jié)晶，在運(yùn)行過(guò)程中頻繁出現(xiàn)硫酸鈉結(jié)晶堵管問(wèn)題。

(1)將硫酸鈉溶液管線直角彎頭改為鈍角彎頭，水平鋪設(shè)管線改為傾斜鋪設(shè)，提高介質(zhì)在管道中的流動(dòng)性和減少管道內(nèi)介質(zhì)殘留。

(2)停車(chē)時(shí)要保證料液管線管道沖刷干凈或排空，防止料液結(jié)晶堵塞管道。并在加料管線下循環(huán)管處加裝低壓蒸汽旁通，用于停車(chē)和緊急停車(chē)反吹加料。

(3)在硝漿泵的進(jìn)出口設(shè)沖洗水管線，并時(shí)實(shí)監(jiān)控硝漿泵出口溫度。溫度低于38 ℃時(shí)，加大進(jìn)口沖洗水流量或加大溶硝冷凝水補(bǔ)水量。

2.2 母液外排改造

原設(shè)計(jì)離心母液通過(guò)離心母液泵返回下循環(huán)管重新進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，因富硝液含氯化鈉(210±10)g/L，蒸發(fā)濃縮后氯化鈉不斷富集，同時(shí)由于離心母液未經(jīng)處理回收至系統(tǒng)，加快了氯化鈉的富集，不僅導(dǎo)致鹽硝共析造成元明粉質(zhì)量不合格，更大的危害是造成制硝系統(tǒng)蒸發(fā)量低，二次蒸汽量產(chǎn)出不足，給MVR蒸汽壓縮機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，每天都要對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行洗罐處理以稀釋料液內(nèi)氯離子含量，生產(chǎn)效率極低。因此，改造管線，將離心母液送入公司真空制鹽裝置，不再回收至蒸發(fā)裝置，減少氯化鈉在系統(tǒng)內(nèi)富集。

2.3 溶硝系統(tǒng)改造

原設(shè)計(jì)MVR裝置蒸汽冷凝液送入溶硝桶用于溶解芒硝，但芒硝是經(jīng)過(guò)冷凍脫硝生產(chǎn)出來(lái)的，溫度低于10 ℃，蒸汽洗滌塔輸送來(lái)的冷凝水的水量不足，不能充分溶解溶硝桶內(nèi)芒硝，造成溶解不充分，硝液輸送過(guò)程中堵塞管道。為解決此問(wèn)題，從一期真空制鹽裝置引入蒸汽冷凝水，保障溶硝桶溶硝用水的水量和溫度，滿(mǎn)足低溫芒硝溶解的需要。

溶硝桶設(shè)計(jì)容積僅為6 m3，緩沖能力不足，上游工序不能穩(wěn)定連續(xù)地向溶硝桶輸送芒硝，造成溶硝桶料液濃度忽高忽低，影響MVR裝置穩(wěn)定運(yùn)行；另外，上游工序短時(shí)間大量排放芒硝時(shí)，為穩(wěn)定溶硝溫度，須加大冷凝水用量，就會(huì)使得溶硝桶內(nèi)硝液溢流，既提高了水處理壓力又浪費(fèi)資源。為解決以上問(wèn)題，將設(shè)計(jì)用于MVR裝置停車(chē)時(shí)臨時(shí)存放芒硝的收集池改造成20 m3溶硝池，提高了溶硝系統(tǒng)緩沖能力，保障了MVR裝置連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

安徽華塑股份有限公司元明粉制備裝置經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試、優(yōu)化后工藝更加合理，運(yùn)行更加穩(wěn)定。元明粉產(chǎn)能1 700 kg/h，改造后實(shí)際產(chǎn)能達(dá)到1 740 kg/h,元明粉質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)值，滿(mǎn)足Ⅰ類(lèi)一等品要求。