一次鹽水 HVM 過濾器運行總結

    摘 要： 針對一次鹽水精制有機膜過濾生產工藝中的 HVM 過濾器在運行過程中出現的各種異�，F象進行總結，為一次鹽水精制生產中過濾器異�，F象判斷及處理積累了經驗。

    陜西金泰氯堿化工有限公司（簡稱“金泰氯堿”），現有 2 套燒堿 裝置， 一線裝 置于 2005 年 10 月開 車；二線裝置于 2013 年 12 月開車，配套的一次 鹽水精制均采用有機膜過濾工藝，一、二線鹽水裝置分別按 15 萬t/a、10 萬t/a 燒堿進行設計， 因此一線鹽水裝置配套 ф2 100×6 000 mm HVM 過濾器 3 臺， 二線裝置配套 ф2 300×5 500 mm HVM 過濾器 2 臺， 在一次鹽水精制中 HVM 過濾器是否運行正常對一次鹽水質量起著至關重要的作用。

    1 工藝流程
    來自采鹵工序的鹵水， 經鹽水換熱器加熱后，按工藝要求分別加入 32%氫氧化鈉溶液、1%次氯酸鈉溶液和 12%碳酸鈉溶液后流入粗鹽水槽。 粗鹽水中的鎂離子與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂， 菌藻類、腐殖酸等有機物則被次氯酸鈉氧化分解成為小分子有機物， 部分鈣離子與碳酸鈉反應生 成碳酸鈣；然后用加壓泵將粗鹽水槽的鹽水送出，在氣水混合器中與空氣混合后進入加壓溶氣罐， 再進入文丘里混合器， 同時再加入絮凝劑 1%三氯化鐵溶液一同進入預處理器，經過預處理的鹽水進入反應槽，同時再加入部分 12%碳酸鈉溶液和 5%的亞硫酸鈉溶液， 鹽水中的剩余鈣離子與碳酸鈉反應 生成碳酸鈣，鹽水中的游離氯通過化學法被亞硫酸鈉還原除去，充分反應后的鹽水自流進入緩沖槽，緩沖槽中的鹽水自流進入 HVM 膜過濾器， 過濾后的精鹽水進入精制鹽水儲槽，通過精鹽水泵輸送至鹽水二次精制崗位，過濾器截留的濾渣排入渣漿池；過濾器反沖鹽水進入粗鹽水槽。
    HVM 過濾膜運行一段時間后，為了保持較高的過濾能力和較低的過濾壓力，需用 15%鹽酸進行化學再生，一次鹽水精制工藝流程示意圖見圖 1。

    在一次鹽水精制工藝流程中，HVM 膜過濾器內安裝的過濾膜材質為膨體聚四氟乙烯薄膜，是整體成型的無縫管結構，不會產生剝離、開裂現象，耐酸堿腐蝕、抗氧化、耐≤250 ℃高溫、無老化現象，具有均勻致密的微孔，膜孔徑為 0.22～0.50 μm，具有高效的表面過濾能力，膜表面具有不粘接、易清洗、高效率、高強度、長壽命等特點，因此在鹽水中兩堿、溫度等指標滿足工藝要求時，正常情況下確保過濾出的精鹽水 SS 小于 1×10-6，是一次精制過程中確保鹽水質量的關鍵。

    2 膜過濾器過濾工藝流程
    當過濾液通過進液閥進入過濾器，并經過 HVM膜過濾袋進行過濾。 清液經過薄膜過濾袋進入清液上腔，并通過清液罐至精鹽水儲槽；過濾液中的固體物質濾渣被截流在薄膜過濾袋表面，當過濾一段時間后，薄膜過濾袋上的濾渣達到一定厚度，過濾器自動進入反沖清膜狀態，各撓性閥按各步驟功能閥門狀態表中的狀態自動切換，使濾渣脫離薄膜過濾袋表面并沉降到過濾器的錐形底部，過濾器自動進入下一個過濾、反沖、沉降周期；當過濾器錐形底部濾渣達到一定量時，過濾器自動打開排渣閥排出濾渣，然后重新進入下一運行循環周期，膜過濾器工藝流程框圖見圖 2。

    3 膜過濾器運行中的異常分析及處理
    膜過濾器運行是在 PLC 控制下自動進行的，巡檢過程中主要從 PLC 控制柜內控制面板顯示、電磁閥等是否正常運行，以及除 PLC 控制柜以外的過濾器內清液狀況、管道閥門是否正常兩大方面進行檢查。 控制柜內問題包括控制面板信息 Err1、Err2、反 沖時面板顯示無反沖 05 步驟， 控制柜內電磁閥或撓性閥上快速排氣閥未動作等問題；而過濾器內清液狀況及管道閥門問題包括撓性閥漏鹽水、閥體漏氣、過濾器清液腔內有大量氣泡、水質不清等問題。下面就金泰氯堿鹽水過濾器在運行 過程中遇到 的問題簡要說明。 各步驟功能閥門狀態見表 1。

    3.1 運行過程中控制面板顯示 Err1
    過濾器運行過程中，PLC 控制面板顯示 Err1 的 較直接原因實際反沖時間超過設定時間，產生此現象的直接原因有以下 3 點。
    （1）設定反沖時間過短。 若時間過短修改至正常值。
    （2）反沖時過濾器內液位下降緩慢或不下降。 導致液位下降緩慢的原因：PLC 控制柜內 5# 電磁閥未打開、5# 撓性閥快速排氣閥未打開排氣、5# 撓性閥變形嚴重不能全部打開、撓性閥前手動閥未正確打開、1# 進液撓性閥未關閉或因變形嚴重不能完全關閉等。
    （3）過濾器內浮球液位開關不能正確斷開。此現象就是過濾器內液位下降正常，但仍出現Err1，此時應檢查液位開關及控制柜內儀表接線是否正常。

    控制面板出現 Err1， 此現象出現次數較多，排查第一步就是手動反沖后觀察液位下降是否正常， 聽 4# 反沖閥的排氣閥排氣聲音是否正常， 根據液位情況更換 4# 反沖閥內膽或根據排氣閥聲音判斷后更換排氣閥。

    3.2 過濾器運行過程中控制面板顯示 Err2
    過濾器運行過程中 PLC 控制面板顯示 Err2 的 較直接原因為過濾壓力超高，PLC 控制自動停機，直接原因有以下幾方面。
    （1）壓力表設定值有誤。 此壓力表為電接點壓力表， 壓力表信號傳至控制柜后由 PLC 進行控制，若壓力設定異常，在運行過程中壓力迅速超過設定值后自動停機，重新進行正確的設定。
    （2）壓力表故障。 壓力表不歸零，零點位過高，重新校驗壓力表，更換安裝合格的壓力表。
    （3）過濾器進液量過大。 超過過濾器內膜過濾能力，根據實際情況調整進液量使過濾器在正常壓力下運行。
    （4）預處理器反渾嚴重或預處理器出口鎂含量過高導致過濾膜被污染。 從而使膜過濾能力下降，壓力升高，調整預處理器運行情況，同時采取酸洗方式恢復膜過濾能力。
    （5）膜使用末期，過濾能力大大降低。 加大酸洗頻次、采用專用清洗劑清洗再生或重新采購更換新膜�？刂泼姘宄霈F Err2 現象，金泰氯堿一般很少出現，個別出現的現象是預處理器反混嚴重，導致過濾器過濾能力下降， 此種情況下應盡快降低流量，調整預處理器出水正常后，酸洗過濾器。

    3.3 過濾器運行達到反沖時無步驟 05， 直接進入下一步
    過濾器正常運行時按 PLC 設定程序按01進液、02過濾、03 排氣、04 泄壓、05 反沖、06 沉降、07 排渣自動進行，當手動按下反沖按扭時，程序按03排氣、04 泄壓、05反沖的順序依次進行，若反沖時控制面板顯示無步驟 05 直接進入下一步，同時觀 察到過濾器內液位也無下降，說明實際上反沖步驟未進行。因為反沖結束的依據就是過濾器內液位開關斷開，故產生此現象的原因就與過濾 器內浮球液位開關有關，排查時通過控制面板上的 FUNC2鍵，檢查在過濾狀態下F1 液位開關信號 I00 LED燈狀態是否正常，當液位低于F1時，球在 下 面 開關接通，指示燈亮；反之則相反，檢查處理液位計接線及液位計。金泰氯堿在 過濾器手動 反沖時有時會出現此現象，此種情況下按控制面板上的 FUNC2 鍵，檢查在過濾狀態下 F1 液位開關信號I00 LED 燈狀態是否正常，檢查處理液位計接線及液位計，有時會出現液位計處卡東西，導致液位計無法閉合。

    3.4 控制器內電磁閥或撓性閥上快速排氣閥不動作
    當過濾器正常運行或手動進行反沖、排渣、酸洗等任何操作時不能正常進行， 按下電磁閥打開按鈕，聽不到排氣聲或排氣速度極慢，檢查電磁閥、快速排氣閥是否正常，兩者正常檢查氣源管是否暢通。

    3.5 過濾器內清液狀況異常
    清液腔內有少量渾濁物、花板上有白色沉淀物、有大量氣泡等問題。清液腔內清液即為一次精制鹽水工序生產的合格產品， 必須達到清徹透明，SS 懸浮物小于 1×10-6 的指標要求，當清液腔內水質出現以上渾濁物、有白色沉淀物、有大量氣泡等現象時立即排查有無膜破損、花板螺絲松動、橡膠墊老化、花板螺絲孔處開裂、內膽破損等現象，根據實際情況進行相應處理。
    有該現象發生時，一般通過緊固過濾膜的松動螺絲，或檢查密封墊片及密封面后重新上緊即可。

    3.6 過濾器撓性閥漏鹽水、漏空氣
    撓性閥是夾管閥的一種，也稱氣囊閥、 擠壓閥，其結構簡單、耐顆粒腐蝕，輸送含有 纖維的液體時也不會堵塞，在打開狀態下，內膽和閥體之間的空隙與大氣連通，流通阻力小。 當閥需要 關閉時，內膽受空氣的擠壓而變形截流。根據過濾器過濾要求，膜需要每天頻繁反沖，至少每 2 小時開關1 次，撓性閥為橡膠制品，通過空氣來開關擠壓，疲勞受損。因此一旦有破損，在閥關閉狀態下空氣進入鹽水內產量大量氣泡，在打開狀態 下鹽水通過破損處漏出。
    出現此種情況的原因是撓性閥破損造成，因過濾器各個撓性閥在自動過濾過程中充當的作用 不同，因而開關次數不同，同時 2 條線過濾器均不 是單一一臺，為了降低維修成本，一般對撓性內膽的維修采取破損時更換的方式進行。

    5 結語
    加強一次鹽水精制管理，尤其是加強有機膜過濾器的運行管理，確保一次精制鹽水合格，是確保鹽水二次精制的較基本要求， 除了管理好 HVM 膜 過濾器的日常操作運行外，根據相關備件的使用壽命及實際使用情況積累經驗， 做好計劃性更換，確保一次鹽水質量穩定。

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