新型均布式化鹽裝置在化鹽池中的應(yīng)用

趙振旺，辛嬌杰

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

原鹽是氨堿法純堿生產(chǎn)的主要原料，我公司生產(chǎn)用原鹽以日曬海鹽為主。目前，日曬海鹽采購價(jià)格呈現(xiàn)逐年增長趨勢，井礦鹽采購價(jià)格較海鹽存在較大利潤空間，為應(yīng)對(duì)日曬海鹽價(jià)格上漲導(dǎo)致的純堿生產(chǎn)成本增加等問題，亟需將井礦鹽應(yīng)用于純堿生產(chǎn)中。

井礦鹽與日曬海鹽相比，具有主含量高、雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)；但由于井礦鹽粒度遠(yuǎn)小于日曬海鹽，在原生產(chǎn)設(shè)備中溶解速度慢、存在“帶鹽”的現(xiàn)象，設(shè)備及管道易堵塞，造成設(shè)備生產(chǎn)能力降低，因此，亟需設(shè)備升級(jí)改造滿足現(xiàn)生產(chǎn)需求。

1 原化鹽池設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介

化鹽工序化鹽池長7 m、寬5 m、深9 m，為無攪拌設(shè)備的地下結(jié)構(gòu)，DN350進(jìn)水管線由化鹽池北側(cè)向下進(jìn)入到化鹽池底部，并均布延展4條6 m長DN250進(jìn)水支管，支管平均分布φ50進(jìn)水孔?；}池頂部為長9 m寬8 m布料頂蓋，頂蓋中均布6個(gè)1 m×1 m的正方形下料孔，化鹽池東側(cè)布置深度5 m，直徑6 m的粗鹽水地槽，化鹽池與粗鹽水地槽間通過寬1 m、深1.5 m、長2 m溢流槽連接?；}池北側(cè)原鹽經(jīng)推土機(jī)作業(yè)，經(jīng)化鹽池頂部6個(gè)下料孔進(jìn)入化鹽池內(nèi)部，待化鹽池內(nèi)原鹽上滿后，開啟化鹽池進(jìn)水閥門，淡鹽水與原鹽通過逆向接觸充分溶解制備合格鹽分的一次粗鹽水，經(jīng)溢流槽自流進(jìn)入粗鹽水地槽，通過粗鹽水泵輸送至一次精制工序。

2 原化鹽設(shè)備使用情況

井礦鹽在原化鹽設(shè)備生產(chǎn)過程中，由于其密度及粒度較海鹽均下降明顯，造成化鹽池內(nèi)部出水短路、溝流等原因造成的進(jìn)水跑偏現(xiàn)象，按照正?；}池粗鹽水量300 m3/h生產(chǎn)負(fù)荷條件下操作，粗鹽水帶鹽情況非常嚴(yán)重，化鹽池溢流口取樣靜置10 min后，原鹽顆粒沉降率達(dá)到15%～20%，化鹽后粗鹽水鹽分介于100～105 tt。淡鹽水進(jìn)水量降低至180 m3/h左右，粗鹽水帶鹽情況有所緩解，化鹽池溢流口取樣靜置10 min后，原鹽顆粒沉降率降低至10%左右，但化鹽后粗鹽水鹽分指標(biāo)均介于90～100 tt之間，完全不能滿足生產(chǎn)需求；且使用過程中由于粗鹽水帶鹽，地槽及其附屬管線等輸送設(shè)備內(nèi)原鹽顆粒堆積較為嚴(yán)重，粗鹽水泵需間斷性倒泵處理，對(duì)輸送設(shè)備及電氣設(shè)備造成較大影響。

表1 井礦鹽與海鹽物理特性比較

溶解海鹽時(shí)期化鹽池使用周期為60天左右，清理區(qū)域僅為化鹽池底部淤泥，各出水管、溢流槽及粗鹽水地槽暢通。溶解井礦鹽期間，化鹽池使用周期下降至45天左右，清理區(qū)域包括化鹽池底部、溢流槽、粗鹽水地槽以及粗鹽水泵真空罐、進(jìn)水管線，都存在大量未溶解原鹽。

3 設(shè)備升級(jí)改造

基于上述諸多問題，本實(shí)用新型發(fā)明將化鹽池的布鹽漏斗及布水管線進(jìn)行改造，提供了一種可有效解決化鹽池出水“帶鹽”、化鹽進(jìn)水跑偏等問題的裝置。具體技術(shù)方案如下。

拆除原化鹽池頂部布鹽設(shè)備，重新制作安裝一套長9 m、寬5 m布鹽裝置，布鹽裝置均布下料口由6個(gè)增加至10個(gè)。原化鹽池進(jìn)水裝置保留，在其上方重新配置一條DN250進(jìn)水總管及傘狀分水器，于進(jìn)水總管處安裝流量計(jì)及氣動(dòng)閥，傘狀分水器周圍布置20條DN80布水支管，各支管夾角18°，布水支管均勻設(shè)置不同孔徑的出水孔：34個(gè)φ10孔、29個(gè)φ13孔、80個(gè)φ16孔，且傘狀分支管路均采用短節(jié)式連接，方便清理疏通管線內(nèi)結(jié)疤。進(jìn)水經(jīng)各布水孔進(jìn)入化鹽池底部與裝置內(nèi)原鹽逆向接觸反應(yīng)制備粗鹽水，形成兩套化鹽方式共存的新型均布式井礦鹽化鹽裝置。

淡鹽水通過DN250進(jìn)水總管進(jìn)入化鹽池底部傘狀分水器，經(jīng)均布DN80傘翅支管上的各出水孔注入化鹽池，通過與化鹽池內(nèi)原鹽逆向接觸溶解制備飽和粗鹽水產(chǎn)品，由于傘翅支管出水孔以傘心發(fā)散式的布局特點(diǎn)，各出水孔淡鹽水流量壓力大致相同，能夠保證井礦鹽顆粒在達(dá)到溢流堰出口前充分溶解，防止化鹽池內(nèi)進(jìn)水跑偏造成的局部粗鹽水“帶鹽”現(xiàn)象，溶解后粗鹽水經(jīng)化鹽池頂部溢流槽溢流至粗鹽水緩沖地槽。

圖1 化鹽池進(jìn)水總管路布置圖

圖2 化鹽池進(jìn)水總管結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 傘狀分水器結(jié)構(gòu)示意圖

4 改造后效果

此新型化鹽池布水裝置成功投用，使用效果良好：

1)通過對(duì)原化鹽池內(nèi)部布水結(jié)構(gòu)的升級(jí)改進(jìn)，能夠較好控制底部各出水孔淡鹽水流量、壓力，有利于化鹽池內(nèi)各化鹽流道暢通，保證化鹽池內(nèi)原鹽充分溶解，根據(jù)設(shè)備投用后分析查定，化鹽池出口粗鹽水鹽分由103 tt提高至107.1 tt，粗鹽水鹽分合格率97%，化鹽池生產(chǎn)能力由240 m3/h提高至350 m3/h，作業(yè)期間無原鹽顆粒夾帶現(xiàn)象，新型均布式井礦鹽化鹽裝置的投用使得化鹽池生產(chǎn)能力及化鹽效果得到大幅提升。

2)由于井礦鹽較海鹽雜質(zhì)少、主含量高的特點(diǎn)，新型化鹽池使用周期由45天延長至90天，每年可節(jié)約清理費(fèi)用6.4萬元。

通過化鹽池的布鹽漏斗及布水管線改造，解決了化鹽池出水“帶鹽”、化鹽進(jìn)水跑偏等問題。將井礦鹽應(yīng)用于純堿生產(chǎn)，緩解單一原鹽品種價(jià)格波動(dòng)影響公司利潤，降低純堿生產(chǎn)成本，在行業(yè)中開創(chuàng)井礦鹽應(yīng)用于純堿生產(chǎn)系統(tǒng)的先例。