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氯酸钠生产工艺研究

1概述

内蒙古兰太钠业有限责任公司氯酸钠厂始建于2005年,引进加拿大斯特林公司全套工艺设备,设计产能5万t/a,在2009年5万t/a氯酸钠扩建项目顺利通过验收,并且对设备进行了国产化。该厂以再生盐或精制盐为原料,经卤水过滤系统得到精制盐水,然后在精制盐水中加入重铬酸钠、盐酸,调节pH值后送入电解槽中进行电解,电解得到的氯酸钠溶液,经过脱次氯酸钠、结晶、干燥得到结晶氯酸钠成品。氯酸钠在生产过程中,对各种物料的控制相当重要,很多领域都有不断探索改进的空间,以前由于对氯酸钠生产线一些反应过程了解不够深入,生产线控制过程不够成熟,因此,生产成本比较高。随着现代工控技术在工业领域运用越来越广泛,在氯酸钠生产中不断地把新技术运用于生产过程,使生产工艺过程更加容易控制,实现生产智能化的同时达到节能目的。

2实施背景

以前氯酸钠生产过程中一些物料的加入和流量通过手动调节阀门开度来控制,这样加入量难以控制,而且员工劳动强度大,生产不稳定。一些物料的加入量控制不好,会增加生产耗电量以及事故发生的几率。氯酸钠生产过程物料控制技术就是利用现有设备上的监视仪表或者在一些设备上增加温度控制器、流量控制器等智能仪表对相关指标进行实时监控,并且把一些泵的电气主电路由接触器控制改为调速平滑的高品质变频器控制,关键控制点增加自动调节阀和变频器配合工作,通过DCS编程,利用压力、流量等信号即可以智能调节自动调节阀的开度和变频器的转速,也可以根据工艺要求单独在DCS画面手动调节变频器转速和自动阀开度,在控制物料加入量的同时实现了电能的节约。

3实施简述

氯酸钠生产流程是氯化钠通过加水(简称卤水),在电解槽中进行电解后经过脱次氯酸和硫酸根离子,然后干燥结晶成产品。在多年的生产过程中,经过不断探索研究,发现一些物料的加入量会严重影响产品的生产时间,生产成本,设备维护周期以及生产安全。下面介绍在改造生产过程中两个工艺环节部分物料控制方法。电解反应器中氯化钠浓度应控制在(100±5)g/L,氯化钠混合物在电解槽电解反应后,通过管道流入电解液缓冲罐,电解液缓冲罐的内部有挡板,将其分成一个大的混合区和一个小的产品区。混合区接收从电解线的每个反应器内的气体分离挡板自流而来的电解液。电解液循环泵从电解液缓冲罐的混合区通过另一个管道系统将电解液输送到电解液冷却器,然后再返回到反应器中继续参加反应。经过反复摸索,发现反应器中的电解液中浓度要维持在一定值,氯化钠浓度降低会造成氧气产生量增大,从而浪费电能,并对电解槽的阳极涂层造成不可修复的损坏,这就需要关闭电解线,拆除更换所有的阳极板,这样会造成巨大的损失,并长时间的影响生产。氯化钠的浓度升高会造成氯化钠在结晶器中的盐析出,从而使产品不合格。把手动阀改为自动调节阀,氯化钠输送泵接触器电路改为变频器控制,氯化钠的浓度通过成熟的配比和取样分析验证浓度后,通过DCS编程,运用流量显示控制器数字信号自动调节阀开度和变频器转速来精确控制卤水的流量。电解氯化钠的电流最初是按额定电流工作,后来因为销售的原因,需要降低电流控制产量,不同的电解电流需要电解槽的温度控制在不同的范围。电解槽温度升高会造成对阳极基板在垫圈开口处的腐蚀,会增大电解尾气总管的压力,导致更多的水蒸气在卤水洗涤塔中冷凝,而冷凝下来的水分必须在电解槽中蒸发出去。电解槽的温度降低会增大电解槽的电压,从而增大电能消耗。在保留原来反应器现场温度表和手动阀的同时,增加温度显示控制器和自动调节阀,冷却水输送泵改为变频器控制,在电流为不同值的条件下,循环电解液的温度,通过温度显示控制器控制自动调节阀的开度和冷却水输送泵的转速,从而控制冷却水的流量,维持电解液温度在合适值,通过转速的调节可以使电解槽温度的控制更加准确。

4实施效果

通过长时间的生产运行,提高了反应物料控制精度,减少了生产物料浪费,节约电能,而且产品质量明显提高。

5结语

氯酸钠生产工艺控制技术和类似工艺的物料控制技术,特点是在生产流程中,通过特定位置安装智能仪表,自动调节阀和泵的变频控制,通过DCS编程实现物料的合理控制,工艺控制方式的发明创新,从而实现生产过程物料加入量,产品生产时间缩短,生产成本大幅度降低,设备维护周期缩短,人员数量减少,达到了生产稳定、产品质量合格及节能减排目的。

作者:冯建民 鞠红艳 徐国庆 孟晓亮 单位:内蒙古兰太实业股份有限公司

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