摘要：预处理系统是一次盐水精制的关键工艺，其设计的优劣决定了膜过滤器能否正常运行。预处理器在一次盐水精制过程中起到很重要的作用，其设计优劣决定了膜过滤器能否正常运行、盐水的质量以及电解工序的稳定运行。
关键词：一次盐水；预处理器；技术
一次盐水的质量是离子膜电解槽长期、稳定运行的关键，而一次盐水的运行质量最直接、最关键的环节是预处理器的处理效果，预处理器稳定运行率基本决定了一次盐水质量的达标率。
一、一次盐水工艺
来自电解工序的脱氯后淡盐水、蒸发的回收工艺水、一次盐水的板框压滤液，以及其他装置回收的工艺水进入配水槽，配水后经输送泵加压送出，先进入换热器加热到 60～65 ℃，再通过化盐池盐水分布器进入化盐池进行化盐;化盐后的饱和盐水溢流进入前置反应槽，加入烧碱混合后，进入反应池;反应后，经加压泵输送进入气水混合器，与压缩空气混合，混合后进入加压容器罐，盐水与压缩空气融合后，由位差自流进入预处理器，并在进入预处理器前加入 FeCl3 溶液。粗盐水在预处理器内经过凝聚、浮上过程，除去Mg2 +。除镁后的盐水靠位差自流入后反应桶，在反应桶内与在此加入的 Na2CO3 溶液反应，形成 CaCO3絮凝物，再自流入缓冲桶，靠位差进入凯膜盐水过滤器，进行盐水过滤，除去钙沉淀物及其他悬浮杂质后，自流入盐水中和反应槽，加入盐酸，中和调节盐水 pH 值至 9～10，根据游离氯检测值调节亚硫酸钠的加入量，确保游离氯含量符合工艺指标要求来自电解工序的脱氯盐水一部分去膜法脱硝装置，在膜法脱硝装置内进行芒硝的脱除，保证一次盐水 SO2－4含量符合工艺要求。在离子膜法制烧碱的生产过程中，一次盐水精制至关重要。一次盐水精制质量直接决定了电解运行质量。两期氯碱项目一次盐水均采用预处理加凯膜过滤的工艺，在两套装置投入运行后，一次盐水质量基本稳定。
二、预处理器工作原理
粗盐水经预处理准备后进入预处理器凝聚区，切向进入的盐水在这里旋流搅拌，使盐水与氢氧化铁混合均匀，同时向上的流速使固体不断被冲击向上，与盐水一起向上旋流进入预处理器内的倒锥型凝聚反应区，在盐水流速逐渐下降过程中完成凝聚反应。粗盐水中的 Mg(OH)2 等沉淀物与絮凝剂充分接触，凝聚成大小不等的絮团，浮出倒锥壳，进入上折流区(在这个区间水流处于向上转为向下的不规则过程，是一个过度过程)，再进入浮上区(水流流速缓慢)。浮泥向上浮动，进入浮渣区汇集一段时间后，排出。在分离掉浮泥的盐水斜板沉降区，盐水缓慢向下流动，未浮出的固体颗粒在此进行沉降，进一步分离出固体颗粒。分离沉降的盐泥沿斜板进入沉泥斗，富集一段时间后排出。较大而紧密的絮团折返，向下进入由倒置锥壳组构成的多道上宽下窄的环形沉降区。由于通道截面积逐渐缩小，而流速加快，进一步分离后的盐水进入下折流区，水流由向下折为向上进入澄清区(锥形结构使盐水流速逐渐加大，保证了分离完整)，经桶外周围多个均布的外接排出管端溢流到环形集水槽，在澄清盐水出口处流出［1］。
三、预处理器稳定运行的影响因素及管理措施
1、控制盐水流量稳定。预处理主要工作环节为凝聚搅拌室、凝聚反应室、浮泥分离、斜板沉降，而这环节都与盐水流速/流量相关。盐水流量的控制在表观上讲应该最好管理，但受间歇上盐方式、电解运行电流的频繁升降因素的影响，也时常波动，因此，氯碱企业须避免由于简单问题导致的预处理器反浑。日常生产按照一次盐水匹配的电解电流流量测算值进行，以保证稳定运行。
2、粗盐水溶气量、FeCl3 添加量与盐水量的匹配
①盐水中杂质确定后。预处理器 Mg (OH)2 浮上的关键在于反应完全、溶气量满足、分离有效。反应完全取决于精制剂的加入量，也就是 NaOH 的过碱量符合工艺要求，且稳定。采用匹配加入法可以提高稳定性。溶气量主要控制溶气压力，正常情况下溶气压力保持在 0.2～ 0.3MPa(1 m3 盐水仅能溶解 5 L 空气)，若压力过低将无法正常溶气，气泡释放量不足，浮力不足， 使 Mg(OH)2 不能完全上浮，出现反浑。但溶气压力也不能过高，以免影响加压泵的输送能力及溶气的稳定性(非稳态释放的气泡会搅浑浮泥层)。在日常生产过程中，要注意对原盐的管理，对镁含量不同的盐分类存放、合理搀兑使用，尽量使化盐水的镁含量处于相对稳定的范围，从而减少溶气环节的调节，为稳定凝聚剂含量创造条件。 ②盐水精制反应完全后。凝聚剂是去除杂质不可或缺的物质，预处理时氯碱企业大多采用氯化铁为絮凝剂。加入到盐水中的 FeCl3 絮凝剂首先发生水解:
这个反应与温度、溶液的碱性相关，碱性条件下易发生水解，生成胶体物质氢氧化铁。氢氧化铁通过扫集、网扑作用吸附盐水中的悬浮物形成共沉淀，通过吸附使 Mg (OH)2 胶体凝聚，形成共沉淀;同时，氢氧化铁对盐水中的微量硫化物、杂色、少量油污、被 NaClO 分解的菌藻类、有机腐殖酸等都有去除作用。特别对有机菌藻类、腐殖酸类的去除作用是树脂提高交换能力的保障。在生产过程中，须抓好FeCl3配制，注意维持其浓度的稳定。曾经发生辅料人员未按规程配料，导 致 FeCl3 浓度超标，进而造成盐水絮凝剂加入量超标，预处理器反浑。经常观察预处理器浮泥的颜色(正常时为土黄色;若颜色发红，说明絮凝剂加入过多，同时随着颜色的加深，预处理器会呈现反浑的趋势;若颜色发白，说明絮凝剂加入量偏少，这时预处理器虽不反浑，但一次盐水质量呈下降的趋势。
3、过碱量影响及控制。一次盐水精制保持一定的过碱量是除 Mg2 + 、Ca2 + 必须具备的条件。氯碱厂根据生产经验，控制精盐水中 NaOH(过量)质量浓度为 0．2～0．35 g /L，Na2CO3 (过量)质量浓度为0.40～0.65 g /L。粗盐水的精制过程与过碱量多少、稳定性密切相关。在一定温度下，当粗盐水过碱量低时，反应时间就长;反之，当粗盐水过碱量高时，反应时间就短。当过碱量偏低时，精制反应进行不完全。过碱量高了反应易形成细小的胶体物质，对凝聚的要求就高，同时造成精制剂浪费，增加成本，也增大了后续生产负荷，浪费了盐酸。控制好过碱量使其稳定是预处理器的本质要求。过碱量不稳定的盐水进入预处理器后进行二次传质对流，很容易造成预处理器反浑，生产很被动。另外，这种情况下膜过滤器也随之波动，在预处理器没有除去的镁悬浮物进入膜过滤器，小颗粒Mg(OH)2絮状物直接存留在膜表面，甚至进入膜内，堵塞膜微孔，升高压差，缩短过滤周期和再生周期。该化工在生产中重视过碱量的控制，加强分析、仪表手段的利用，控制好盐水流量、上盐盐层管理、输送变频调节，过碱量得到了稳定。
氯碱工业离子膜盐水工艺从传统的道尔澄清桶+自动反洗过滤工艺发展到预处理器+膜过滤工艺，对盐水精制质量的稳定及提升奠定了良好基础。工艺装置本身是基础条件，管理以及不断地对新工艺加深了解、研究其本质相互关系及本质要求是每一个管理者不能忽视的环节。不断地提高对装置的理解，不断地实践，促进装置最大潜能的发挥。对预处理器+膜过滤工艺而言，抓住预处理器这个核心装置本质要求，开展好满足预处理器本质要求的外部条件工艺管理及工艺创新活动，是一次盐水长周期稳定运行、一次盐水质量稳定与提高的根本出发点。
参考文献：
［1］钟永铎，胡艳刚． 一次盐水预处理器反浑的原因及处理措施［J］． 中国氯碱，2018(3):9 － 10．
［2］何恕 ，郑涛 ，敬增秀．水基 硅酸盐 钻井液 的页岩井 眼稳 定性研究[J]．钻井液与完井液，2017(3)：25—27．