氯酸鈉生產(chǎn)工藝研究

時間:2022-08-28 05:51:06

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氯酸鈉生產(chǎn)工藝研究

1概述

內(nèi)蒙古蘭太鈉業(yè)有限責(zé)任公司氯酸鈉廠始建于2005年,引進加拿大斯特林公司全套工藝設(shè)備,設(shè)計產(chǎn)能5萬t/a,在2009年5萬t/a氯酸鈉擴建項目順利通過驗收,并且對設(shè)備進行了國產(chǎn)化。該廠以再生鹽或精制鹽為原料,經(jīng)鹵水過濾系統(tǒng)得到精制鹽水,然后在精制鹽水中加入重鉻酸鈉、鹽酸,調(diào)節(jié)pH值后送入電解槽中進行電解,電解得到的氯酸鈉溶液,經(jīng)過脫次氯酸鈉、結(jié)晶、干燥得到結(jié)晶氯酸鈉成品。氯酸鈉在生產(chǎn)過程中,對各種物料的控制相當(dāng)重要,很多領(lǐng)域都有不斷探索改進的空間,以前由于對氯酸鈉生產(chǎn)線一些反應(yīng)過程了解不夠深入,生產(chǎn)線控制過程不夠成熟,因此,生產(chǎn)成本比較高。隨著現(xiàn)代工控技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域運用越來越廣泛,在氯酸鈉生產(chǎn)中不斷地把新技術(shù)運用于生產(chǎn)過程,使生產(chǎn)工藝過程更加容易控制,實現(xiàn)生產(chǎn)智能化的同時達(dá)到節(jié)能目的。

2實施背景

以前氯酸鈉生產(chǎn)過程中一些物料的加入和流量通過手動調(diào)節(jié)閥門開度來控制,這樣加入量難以控制,而且員工勞動強度大,生產(chǎn)不穩(wěn)定。一些物料的加入量控制不好,會增加生產(chǎn)耗電量以及事故發(fā)生的幾率。氯酸鈉生產(chǎn)過程物料控制技術(shù)就是利用現(xiàn)有設(shè)備上的監(jiān)視儀表或者在一些設(shè)備上增加溫度控制器、流量控制器等智能儀表對相關(guān)指標(biāo)進行實時監(jiān)控,并且把一些泵的電氣主電路由接觸器控制改為調(diào)速平滑的高品質(zhì)變頻器控制,關(guān)鍵控制點增加自動調(diào)節(jié)閥和變頻器配合工作,通過DCS編程,利用壓力、流量等信號即可以智能調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)閥的開度和變頻器的轉(zhuǎn)速,也可以根據(jù)工藝要求單獨在DCS畫面手動調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速和自動閥開度,在控制物料加入量的同時實現(xiàn)了電能的節(jié)約。

3實施簡述

氯酸鈉生產(chǎn)流程是氯化鈉通過加水(簡稱鹵水),在電解槽中進行電解后經(jīng)過脫次氯酸和硫酸根離子,然后干燥結(jié)晶成產(chǎn)品。在多年的生產(chǎn)過程中,經(jīng)過不斷探索研究,發(fā)現(xiàn)一些物料的加入量會嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)時間,生產(chǎn)成本,設(shè)備維護周期以及生產(chǎn)安全。下面介紹在改造生產(chǎn)過程中兩個工藝環(huán)節(jié)部分物料控制方法。電解反應(yīng)器中氯化鈉濃度應(yīng)控制在(100±5)g/L,氯化鈉混合物在電解槽電解反應(yīng)后,通過管道流入電解液緩沖罐,電解液緩沖罐的內(nèi)部有擋板,將其分成一個大的混合區(qū)和一個小的產(chǎn)品區(qū)?;旌蠀^(qū)接收從電解線的每個反應(yīng)器內(nèi)的氣體分離擋板自流而來的電解液。電解液循環(huán)泵從電解液緩沖罐的混合區(qū)通過另一個管道系統(tǒng)將電解液輸送到電解液冷卻器,然后再返回到反應(yīng)器中繼續(xù)參加反應(yīng)。經(jīng)過反復(fù)摸索,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器中的電解液中濃度要維持在一定值,氯化鈉濃度降低會造成氧氣產(chǎn)生量增大,從而浪費電能,并對電解槽的陽極涂層造成不可修復(fù)的損壞,這就需要關(guān)閉電解線,拆除更換所有的陽極板,這樣會造成巨大的損失,并長時間的影響生產(chǎn)。氯化鈉的濃度升高會造成氯化鈉在結(jié)晶器中的鹽析出,從而使產(chǎn)品不合格。把手動閥改為自動調(diào)節(jié)閥,氯化鈉輸送泵接觸器電路改為變頻器控制,氯化鈉的濃度通過成熟的配比和取樣分析驗證濃度后,通過DCS編程,運用流量顯示控制器數(shù)字信號自動調(diào)節(jié)閥開度和變頻器轉(zhuǎn)速來精確控制鹵水的流量。電解氯化鈉的電流最初是按額定電流工作,后來因為銷售的原因,需要降低電流控制產(chǎn)量,不同的電解電流需要電解槽的溫度控制在不同的范圍。電解槽溫度升高會造成對陽極基板在墊圈開口處的腐蝕,會增大電解尾氣總管的壓力,導(dǎo)致更多的水蒸氣在鹵水洗滌塔中冷凝,而冷凝下來的水分必須在電解槽中蒸發(fā)出去。電解槽的溫度降低會增大電解槽的電壓,從而增大電能消耗。在保留原來反應(yīng)器現(xiàn)場溫度表和手動閥的同時,增加溫度顯示控制器和自動調(diào)節(jié)閥,冷卻水輸送泵改為變頻器控制,在電流為不同值的條件下,循環(huán)電解液的溫度,通過溫度顯示控制器控制自動調(diào)節(jié)閥的開度和冷卻水輸送泵的轉(zhuǎn)速,從而控制冷卻水的流量,維持電解液溫度在合適值,通過轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以使電解槽溫度的控制更加準(zhǔn)確。

4實施效果

通過長時間的生產(chǎn)運行,提高了反應(yīng)物料控制精度,減少了生產(chǎn)物料浪費,節(jié)約電能,而且產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。

5結(jié)語

氯酸鈉生產(chǎn)工藝控制技術(shù)和類似工藝的物料控制技術(shù),特點是在生產(chǎn)流程中,通過特定位置安裝智能儀表,自動調(diào)節(jié)閥和泵的變頻控制,通過DCS編程實現(xiàn)物料的合理控制,工藝控制方式的發(fā)明創(chuàng)新,從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程物料加入量,產(chǎn)品生產(chǎn)時間縮短,生產(chǎn)成本大幅度降低,設(shè)備維護周期縮短,人員數(shù)量減少,達(dá)到了生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量合格及節(jié)能減排目的。

作者:馮建民 鞠紅艷 徐國慶 孟曉亮 單位:內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司