提高離子膜固堿質(zhì)量的措施

陳勇江，任勇強(qiáng)

(新疆圣雄氯堿有限公司，新疆 吐魯番 838100)

為了提高固堿質(zhì)量，可在一定程度上通過改善客觀條件、加強(qiáng)工藝控制來實(shí)現(xiàn)。下面介紹對固堿中碳酸鈉和三氧化二鐵含量的控制措施。

1 固堿生產(chǎn)工藝流程

離子膜電解生產(chǎn)的32%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)堿液，經(jīng)過三效逆流降膜蒸發(fā)濃縮至50.0%～55.0%。由于該工藝過程在完全封閉環(huán)境中進(jìn)行，且連續(xù)生產(chǎn)，堿液在設(shè)備管線中停留時(shí)間短，堿液中無雜質(zhì)產(chǎn)生。

50%堿液經(jīng)過濃效蒸發(fā)器由中壓蒸汽加熱濃縮至66.0%～70.0%，自流入濃堿槽，由濃堿泵送入最終濃縮器繼續(xù)濃縮至98.0%～99.9%。堿液通過最終濃縮器的過程中由熔鹽系統(tǒng)加熱。98.0%～99.9%的熔融堿進(jìn)入再分配器，再自流至片堿機(jī)堿鍋，轉(zhuǎn)鼓粘堿后，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻，由刮刀加工成低溫片堿。生產(chǎn)出的片堿在重力作用下，經(jīng)過片堿出料溜槽進(jìn)入自動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行稱重包裝，經(jīng)熱合內(nèi)袋、外袋封口，進(jìn)行碼垛。

50%堿濃縮至98.0%～99.9%熔融堿過程中，堿液溫度和濃度高，對管線和設(shè)備具有一定的腐蝕性，造成固堿中金屬離子含量升高。由于片堿機(jī)堿鍋不是全封閉，堿鍋中的結(jié)晶堿長時(shí)間與空氣中的CO2接觸生成碳酸鈉，造成固堿中碳酸鈉含量升高。固堿中金屬離子和碳酸鈉含量直接決定了固堿質(zhì)量。因此，降低固堿中金屬離子和碳酸鈉的含量是提高固堿質(zhì)量的重要途徑。

GB/T 209—2018 《工業(yè)用氫氧化鈉》中要求的片狀固體氫氧化鈉(IS-Ⅰ型)指標(biāo)[1]如表1所示。

表1 工業(yè)用片狀固體氫氧化鈉(IS-Ⅰ型)指標(biāo)

2 固堿中Na2CO3含量的控制

(1)徹底沖洗堿鍋。沖洗堿鍋是影響固堿質(zhì)量的主要因素之一。開停車時(shí)，由于下堿溫度較低，堿鍋內(nèi)堿液結(jié)晶，鍋內(nèi)壁等處均附著一定量的NaOH，這部分NaOH與空氣中的CO2接觸生成碳酸鈉。若堿鍋沖洗不徹底，則鍋周圍已形成的碳酸鈉和洗鍋水中的NaCl、碳酸鈉直接進(jìn)入下一批固堿中，影響固堿質(zhì)量。因此，沖洗堿鍋時(shí)，將堿鍋內(nèi)的殘余堿全部沖洗干凈可有效降低固堿中碳酸鈉含量。

(2)盡量密閉操作。堿液的特性決定了其極易吸收空氣中的CO2生成碳酸鈉，因此堅(jiān)持密閉操作也是減少固堿中碳酸鈉含量的有效措施。目前，濃縮堿液過程在密閉環(huán)境下進(jìn)行，但是在制片過程中，堿會(huì)與空氣接觸。因此，在制片和包裝過程中應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)，盡量避免片堿與空氣接觸，消除環(huán)境中二氧化碳對固堿中碳酸鈉含量的影響。

3 固堿中三氧化二鐵含量的控制

固堿中三氧化二鐵含量不僅影響產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，也會(huì)在外觀上使堿呈現(xiàn)出不同的色層。近年來，由于固堿顏色問題造成降級(jí)和用戶投訴的情況時(shí)有發(fā)生，給企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此，提高調(diào)色及其他相關(guān)操作技能，降低固堿中三氧化二鐵含量是提高品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

離子膜工序生產(chǎn)的堿液中鐵離子含量較低，因此固堿中鐵離子濃度主要由固堿生產(chǎn)過程決定。從降膜管出來的高溫濃堿對堿鍋和轉(zhuǎn)鼓有一定的腐蝕性，從而增加了堿液中鐵離子的含量。同時(shí)，離子膜堿液中所含氯酸鹽也隨著溫度的升高不斷分解，在氯酸鹽隨溫度升高分解的過程中對鑄鐵鍋和轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生了腐蝕，在不同溫度下，氧化、還原離子的價(jià)位及種類不同，導(dǎo)致堿液顏色的變化 。

在實(shí)際生產(chǎn)中，降低及去除大部分鐵、錳離子的措施是：在開車時(shí)，利用開車頭堿將轉(zhuǎn)鼓和堿鍋的鐵銹清洗干凈后再開車生產(chǎn)；在生產(chǎn)中，保證連續(xù)生產(chǎn)，減少開停車和蒸汽吹掃的次數(shù)，保持轉(zhuǎn)鼓和堿鍋的干燥，防止因設(shè)備潮濕生銹而將鐵銹帶入固堿中。

4 其他注意事項(xiàng)

首先，將下堿溫度控制在380 ℃左右，堿純度完全可滿足質(zhì)量要求；其次，檢驗(yàn)樣品要迅速，并對取樣瓶進(jìn)行烘干處理，防止吸潮。