一次鹽水 HVM 過(guò)濾器運(yùn)行總結(jié)

    摘 要： 針對(duì)一次鹽水精制有機(jī)膜過(guò)濾生產(chǎn)工藝中的 HVM 過(guò)濾器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，為一次鹽水精制生產(chǎn)中過(guò)濾器異常現(xiàn)象判斷及處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

    陜西金泰氯堿化工有限公司（簡(jiǎn)稱“金泰氯堿”），現(xiàn)有 2 套燒堿 裝置， 一線裝 置于 2005 年 10 月開(kāi) 車(chē)；二線裝置于 2013 年 12 月開(kāi)車(chē)，配套的一次 鹽水精制均采用有機(jī)膜過(guò)濾工藝，一、二線鹽水裝置分別按 15 萬(wàn)t/a、10 萬(wàn)t/a 燒堿進(jìn)行設(shè)計(jì)， 因此一線鹽水裝置配套 ф2 100×6 000 mm HVM 過(guò)濾器 3 臺(tái)， 二線裝置配套 ф2 300×5 500 mm HVM 過(guò)濾器 2 臺(tái)， 在一次鹽水精制中 HVM 過(guò)濾器是否運(yùn)行正常對(duì)一次鹽水質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

    1 工藝流程
    來(lái)自采鹵工序的鹵水， 經(jīng)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(yīng)生成氫氧化鎂， 菌藻類(lèi)、腐殖酸等有機(jī)物則被次氯酸鈉氧化分解成為小分子有機(jī)物， 部分鈣離子與碳酸鈉反應(yīng)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(jìn)入加壓溶氣罐， 再進(jìn)入文丘里混合器， 同時(shí)再加入絮凝劑 1%三氯化鐵溶液一同進(jìn)入預(yù)處理器，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鹽水進(jìn)入反應(yīng)槽，同時(shí)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(yīng) 生成碳酸鈣，鹽水中的游離氯通過(guò)化學(xué)法被亞硫酸鈉還原除去，充分反應(yīng)后的鹽水自流進(jìn)入緩沖槽，緩沖槽中的鹽水自流進(jìn)入 HVM 膜過(guò)濾器， 過(guò)濾后的精鹽水進(jìn)入精制鹽水儲(chǔ)槽，通過(guò)精鹽水泵輸送至鹽水二次精制崗位，過(guò)濾器截留的濾渣排入渣漿池；過(guò)濾器反沖鹽水進(jìn)入粗鹽水槽。
    HVM 過(guò)濾膜運(yùn)行一段時(shí)間后，為了保持較高的過(guò)濾能力和較低的過(guò)濾壓力，需用 15%鹽酸進(jìn)行化學(xué)再生，一次鹽水精制工藝流程示意圖見(jiàn)圖 1。

    在一次鹽水精制工藝流程中，HVM 膜過(guò)濾器內(nèi)安裝的過(guò)濾膜材質(zhì)為膨體聚四氟乙烯薄膜，是整體成型的無(wú)縫管結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生剝離、開(kāi)裂現(xiàn)象，耐酸堿腐蝕、抗氧化、耐≤250 ℃高溫、無(wú)老化現(xiàn)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(guò)濾能力，膜表面具有不粘接、易清洗、高效率、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，因此在鹽水中兩堿、溫度等指標(biāo)滿足工藝要求時(shí)，正常情況下確保過(guò)濾出的精鹽水 SS 小于 1×10-6，是一次精制過(guò)程中確保鹽水質(zhì)量的關(guān)鍵。

    2 膜過(guò)濾器過(guò)濾工藝流程
    當(dāng)過(guò)濾液通過(guò)進(jìn)液閥進(jìn)入過(guò)濾器，并經(jīng)過(guò) HVM膜過(guò)濾袋進(jìn)行過(guò)濾。 清液經(jīng)過(guò)薄膜過(guò)濾袋進(jìn)入清液上腔，并通過(guò)清液罐至精鹽水儲(chǔ)槽；過(guò)濾液中的固體物質(zhì)濾渣被截流在薄膜過(guò)濾袋表面，當(dāng)過(guò)濾一段時(shí)間后，薄膜過(guò)濾袋上的濾渣達(dá)到一定厚度，過(guò)濾器自動(dòng)進(jìn)入反沖清膜狀態(tài)，各撓性閥按各步驟功能閥門(mén)狀態(tài)表中的狀態(tài)自動(dòng)切換，使濾渣脫離薄膜過(guò)濾袋表面并沉降到過(guò)濾器的錐形底部，過(guò)濾器自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)過(guò)濾、反沖、沉降周期；當(dāng)過(guò)濾器錐形底部濾渣達(dá)到一定量時(shí)，過(guò)濾器自動(dòng)打開(kāi)排渣閥排出濾渣，然后重新進(jìn)入下一運(yùn)行循環(huán)周期，膜過(guò)濾器工藝流程框圖見(jiàn)圖 2。

    3 膜過(guò)濾器運(yùn)行中的異常分析及處理
    膜過(guò)濾器運(yùn)行是在 PLC 控制下自動(dòng)進(jìn)行的，巡檢過(guò)程中主要從 PLC 控制柜內(nèi)控制面板顯示、電磁閥等是否正常運(yùn)行，以及除 PLC 控制柜以外的過(guò)濾器內(nèi)清液狀況、管道閥門(mén)是否正常兩大方面進(jìn)行檢查。 控制柜內(nèi)問(wèn)題包括控制面板信息 Err1、Err2、反 沖時(shí)面板顯示無(wú)反沖 05 步驟， 控制柜內(nèi)電磁閥或撓性閥上快速排氣閥未動(dòng)作等問(wèn)題；而過(guò)濾器內(nèi)清液狀況及管道閥門(mén)問(wèn)題包括撓性閥漏鹽水、閥體漏氣、過(guò)濾器清液腔內(nèi)有大量氣泡、水質(zhì)不清等問(wèn)題。下面就金泰氯堿鹽水過(guò)濾器在運(yùn)行 過(guò)程中遇到 的問(wèn)題簡(jiǎn)要說(shuō)明。 各步驟功能閥門(mén)狀態(tài)見(jiàn)表 1。

    3.1 運(yùn)行過(guò)程中控制面板顯示 Err1
    過(guò)濾器運(yùn)行過(guò)程中，PLC 控制面板顯示 Err1 的 較直接原因?qū)嶋H反沖時(shí)間超過(guò)設(shè)定時(shí)間，產(chǎn)生此現(xiàn)象的直接原因有以下 3 點(diǎn)。
    （1）設(shè)定反沖時(shí)間過(guò)短。 若時(shí)間過(guò)短修改至正常值。
    （2）反沖時(shí)過(guò)濾器內(nèi)液位下降緩慢或不下降。 導(dǎo)致液位下降緩慢的原因：PLC 控制柜內(nèi) 5# 電磁閥未打開(kāi)、5# 撓性閥快速排氣閥未打開(kāi)排氣、5# 撓性閥變形嚴(yán)重不能全部打開(kāi)、撓性閥前手動(dòng)閥未正確打開(kāi)、1# 進(jìn)液撓性閥未關(guān)閉或因變形嚴(yán)重不能完全關(guān)閉等。
    （3）過(guò)濾器內(nèi)浮球液位開(kāi)關(guān)不能正確斷開(kāi)。此現(xiàn)象就是過(guò)濾器內(nèi)液位下降正常，但仍出現(xiàn)Err1，此時(shí)應(yīng)檢查液位開(kāi)關(guān)及控制柜內(nèi)儀表接線是否正常。

    控制面板出現(xiàn) Err1， 此現(xiàn)象出現(xiàn)次數(shù)較多，排查第一步就是手動(dòng)反沖后觀察液位下降是否正常， 聽(tīng) 4# 反沖閥的排氣閥排氣聲音是否正常， 根據(jù)液位情況更換 4# 反沖閥內(nèi)膽或根據(jù)排氣閥聲音判斷后更換排氣閥。

    3.2 過(guò)濾器運(yùn)行過(guò)程中控制面板顯示 Err2
    過(guò)濾器運(yùn)行過(guò)程中 PLC 控制面板顯示 Err2 的 較直接原因?yàn)檫^(guò)濾壓力超高，PLC 控制自動(dòng)停機(jī)，直接原因有以下幾方面。
    （1）壓力表設(shè)定值有誤。 此壓力表為電接點(diǎn)壓力表， 壓力表信號(hào)傳至控制柜后由 PLC 進(jìn)行控制，若壓力設(shè)定異常，在運(yùn)行過(guò)程中壓力迅速超過(guò)設(shè)定值后自動(dòng)停機(jī)，重新進(jìn)行正確的設(shè)定。
    （2）壓力表故障。 壓力表不歸零，零點(diǎn)位過(guò)高，重新校驗(yàn)壓力表，更換安裝合格的壓力表。
    （3）過(guò)濾器進(jìn)液量過(guò)大。 超過(guò)過(guò)濾器內(nèi)膜過(guò)濾能力，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整進(jìn)液量使過(guò)濾器在正常壓力下運(yùn)行。
    （4）預(yù)處理器反渾嚴(yán)重或預(yù)處理器出口鎂含量過(guò)高導(dǎo)致過(guò)濾膜被污染。 從而使膜過(guò)濾能力下降，壓力升高，調(diào)整預(yù)處理器運(yùn)行情況，同時(shí)采取酸洗方式恢復(fù)膜過(guò)濾能力。
    （5）膜使用末期，過(guò)濾能力大大降低。 加大酸洗頻次、采用專(zhuān)用清洗劑清洗再生或重新采購(gòu)更換新膜。控制面板出現(xiàn) Err2 現(xiàn)象，金泰氯堿一般很少出現(xiàn)，個(gè)別出現(xiàn)的現(xiàn)象是預(yù)處理器反混嚴(yán)重，導(dǎo)致過(guò)濾器過(guò)濾能力下降， 此種情況下應(yīng)盡快降低流量，調(diào)整預(yù)處理器出水正常后，酸洗過(guò)濾器。

    3.3 過(guò)濾器運(yùn)行達(dá)到反沖時(shí)無(wú)步驟 05， 直接進(jìn)入下一步
    過(guò)濾器正常運(yùn)行時(shí)按 PLC 設(shè)定程序按01進(jìn)液、02過(guò)濾、03 排氣、04 泄壓、05 反沖、06 沉降、07 排渣自動(dòng)進(jìn)行，當(dāng)手動(dòng)按下反沖按扭時(shí)，程序按03排氣、04 泄壓、05反沖的順序依次進(jìn)行，若反沖時(shí)控制面板顯示無(wú)步驟 05 直接進(jìn)入下一步，同時(shí)觀 察到過(guò)濾器內(nèi)液位也無(wú)下降，說(shuō)明實(shí)際上反沖步驟未進(jìn)行。因?yàn)榉礇_結(jié)束的依據(jù)就是過(guò)濾器內(nèi)液位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，故產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因就與過(guò)濾 器內(nèi)浮球液位開(kāi)關(guān)有關(guān)，排查時(shí)通過(guò)控制面板上的 FUNC2鍵，檢查在過(guò)濾狀態(tài)下F1 液位開(kāi)關(guān)信號(hào) I00 LED燈狀態(tài)是否正常，當(dāng)液位低于F1時(shí)，球在 下 面 開(kāi)關(guān)接通，指示燈亮；反之則相反，檢查處理液位計(jì)接線及液位計(jì)。金泰氯堿在 過(guò)濾器手動(dòng) 反沖時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，此種情況下按控制面板上的 FUNC2 鍵，檢查在過(guò)濾狀態(tài)下 F1 液位開(kāi)關(guān)信號(hào)I00 LED 燈狀態(tài)是否正常，檢查處理液位計(jì)接線及液位計(jì)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)液位計(jì)處卡東西，導(dǎo)致液位計(jì)無(wú)法閉合。

    3.4 控制器內(nèi)電磁閥或撓性閥上快速排氣閥不動(dòng)作
    當(dāng)過(guò)濾器正常運(yùn)行或手動(dòng)進(jìn)行反沖、排渣、酸洗等任何操作時(shí)不能正常進(jìn)行， 按下電磁閥打開(kāi)按鈕，聽(tīng)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(guò)濾器內(nèi)清液狀況異常
    清液腔內(nèi)有少量渾濁物、花板上有白色沉淀物、有大量氣泡等問(wèn)題。清液腔內(nèi)清液即為一次精制鹽水工序生產(chǎn)的合格產(chǎn)品， 必須達(dá)到清徹透明，SS 懸浮物小于 1×10-6 的指標(biāo)要求，當(dāng)清液腔內(nèi)水質(zhì)出現(xiàn)以上渾濁物、有白色沉淀物、有大量氣泡等現(xiàn)象時(shí)立即排查有無(wú)膜破損、花板螺絲松動(dòng)、橡膠墊老化、花板螺絲孔處開(kāi)裂、內(nèi)膽破損等現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)處理。
    有該現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，一般通過(guò)緊固過(guò)濾膜的松動(dòng)螺絲，或檢查密封墊片及密封面后重新上緊即可。

    3.6 過(guò)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐顆粒腐蝕，輸送含有 纖維的液體時(shí)也不會(huì)堵塞，在打開(kāi)狀態(tài)下，內(nèi)膽和閥體之間的空隙與大氣連通，流通阻力小。 當(dāng)閥需要 關(guān)閉時(shí)，內(nèi)膽受空氣的擠壓而變形截流。根據(jù)過(guò)濾器過(guò)濾要求，膜需要每天頻繁反沖，至少每 2 小時(shí)開(kāi)關(guān)1 次，撓性閥為橡膠制品，通過(guò)空氣來(lái)開(kāi)關(guān)擠壓，疲勞受損。因此一旦有破損，在閥關(guān)閉狀態(tài)下空氣進(jìn)入鹽水內(nèi)產(chǎn)量大量氣泡，在打開(kāi)狀態(tài) 下鹽水通過(guò)破損處漏出。
    出現(xiàn)此種情況的原因是撓性閥破損造成，因過(guò)濾器各個(gè)撓性閥在自動(dòng)過(guò)濾過(guò)程中充當(dāng)?shù)淖饔?不同，因而開(kāi)關(guān)次數(shù)不同，同時(shí) 2 條線過(guò)濾器均不 是單一一臺(tái)，為了降低維修成本，一般對(duì)撓性內(nèi)膽的維修采取破損時(shí)更換的方式進(jìn)行。

    5 結(jié)語(yǔ)
    加強(qiáng)一次鹽水精制管理，尤其是加強(qiáng)有機(jī)膜過(guò)濾器的運(yùn)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(guò)濾器的日常操作運(yùn)行外，根據(jù)相關(guān)備件的使用壽命及實(shí)際使用情況積累經(jīng)驗(yàn)， 做好計(jì)劃性更換，確保一次鹽水質(zhì)量穩(wěn)定。

    相關(guān)內(nèi)容：磁翻板液位計(jì)