田玉英，权开玉

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西 榆林718199）

陕西金泰氯碱化工有限公司（简称“金泰氯碱”），现有2 套烧碱装置， 一线装置于2005 年10 月开车；二线装置于2013 年12 月开车，配套的一次盐水精制均采用有机膜过滤工艺，一、二线盐水装置分别按15 万t/a、10 万t/a 烧碱进行设计，因此一线盐水装置配套ф2 100×6 000 mm HVM 过滤器3 台，二线装置配套ф2 300×5 500 mm HVM 过滤器2 台，在一次盐水精制中HVM 过滤器是否运行正常对一次盐水质量起着至关重要的作用。

1 工艺流程

来自采卤工序的卤水，经盐水换热器加热后，按工艺要求分别加入32%氢氧化钠溶液、1%次氯酸钠溶液和12%碳酸钠溶液后流入粗盐水槽。粗盐水中的镁离子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁， 菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物， 部分钙离子与碳酸钠反应生成碳酸钙；然后用加压泵将粗盐水槽的盐水送出，在气水混合器中与空气混合后进入加压溶气罐，再进入文丘里混合器，同时再加入絮凝剂1%三氯化铁溶液一同进入预处理器，经过预处理的盐水进入反应槽，同时再加入部分12%碳酸钠溶液和5%的亚硫酸钠溶液， 盐水中的剩余钙离子与碳酸钠反应生成碳酸钙，盐水中的游离氯通过化学法被亚硫酸钠还原除去，充分反应后的盐水自流进入缓冲槽，缓冲槽中的盐水自流进入HVM 膜过滤器，过滤后的精盐水进入精制盐水储槽，通过精盐水泵输送至盐水二次精制岗位，过滤器截留的滤渣排入渣浆池；过滤器反冲盐水进入粗盐水槽。

HVM 过滤膜运行一段时间后，为了保持较高的过滤能力和较低的过滤压力，需用15%盐酸进行化学再生，一次盐水精制工艺流程示意图见图1。

在一次盐水精制工艺流程中，HVM 膜过滤器内安装的过滤膜材质为膨体聚四氟乙烯薄膜，是整体成型的无缝管结构，不会产生剥离、开裂现象，耐酸碱腐蚀、抗氧化、耐≤250 ℃高温、无老化现象，具有均匀致密的微孔，膜孔径为0.22～0.50 μm，具有高效的表面过滤能力，膜表面具有不粘接、易清洗、高效率、高强度、长寿命等特点，因此在盐水中两碱、温度等指标满足工艺要求时，正常情况下确保过滤出的精盐水SS 小于1×10-6，是一次精制过程中确保盐水质量的关键。

图1 一次盐水精制工艺流程示意图

2 膜过滤器过滤工艺流程

当过滤液通过进液阀进入过滤器，并经过HVM膜过滤袋进行过滤。清液经过薄膜过滤袋进入清液上腔，并通过清液罐至精盐水储槽；过滤液中的固体物质滤渣被截流在薄膜过滤袋表面，当过滤一段时间后，薄膜过滤袋上的滤渣达到一定厚度，过滤器自动进入反冲清膜状态，各挠性阀按各步骤功能阀门状态表中的状态自动切换，使滤渣脱离薄膜过滤袋表面并沉降到过滤器的锥形底部，过滤器自动进入下一个过滤、反冲、沉降周期；当过滤器锥形底部滤渣达到一定量时，过滤器自动打开排渣阀排出滤渣，然后重新进入下一运行循环周期，膜过滤器工艺流程框图见图2。

3 膜过滤器运行中的异常分析及处理

膜过滤器运行是在PLC 控制下自动进行的，巡检过程中主要从PLC 控制柜内控制面板显示、电磁阀等是否正常运行，以及除PLC 控制柜以外的过滤器内清液状况、管道阀门是否正常两大方面进行检查。控制柜内问题包括控制面板信息Err1、Err2、反冲时面板显示无反冲05 步骤，控制柜内电磁阀或挠性阀上快速排气阀未动作等问题；而过滤器内清液状况及管道阀门问题包括挠性阀漏盐水、阀体漏气、过滤器清液腔内有大量气泡、水质不清等问题。下面就金泰氯碱盐水过滤器在运行过程中遇到的问题简要说明。各步骤功能阀门状态见表1。

图2 膜过滤过滤工艺流程框图

3.1 运行过程中控制面板显示Err1

过滤器运行过程中，PLC 控制面板显示Err1 的最直接原因实际反冲时间超过设定时间，产生此现象的直接原因有以下3 点。

（1）设定反冲时间过短。若时间过短修改至正常值。

（2）反冲时过滤器内液位下降缓慢或不下降。导致液位下降缓慢的原因：PLC 控制柜内5#电磁阀未打开、5#挠性阀快速排气阀未打开排气、5#挠性阀变形严重不能全部打开、挠性阀前手动阀未正确打开、1#进液挠性阀未关闭或因变形严重不能完全关闭等。

（3）过滤器内浮球液位开关不能正确断开。此现象就是过滤器内液位下降正常， 但仍出现Err1，此时应检查液位开关及控制柜内仪表接线是否正常。

控制面板出现Err1，此现象出现次数较多，排查第一步就是手动反冲后观察液位下降是否正常，听4#反冲阀的排气阀排气声音是否正常，根据液位情况更换4#反冲阀内胆或根据排气阀声音判断后更换排气阀。

表1 各步骤功能阀门状态表

3.2 过滤器运行过程中控制面板显示Err2

过滤器运行过程中PLC 控制面板显示Err2 的最直接原因为过滤压力超高，PLC 控制自动停机，直接原因有以下几方面。

（1）压力表设定值有误。此压力表为电接点压力表，压力表信号传至控制柜后由PLC 进行控制，若压力设定异常，在运行过程中压力迅速超过设定值后自动停机，重新进行正确的设定。

（2）压力表故障。压力表不归零，零点位过高，重新校验压力表，更换安装合格的压力表。

（3）过滤器进液量过大。超过过滤器内膜过滤能力，根据实际情况调整进液量使过滤器在正常压力下运行。

（4）预处理器反浑严重或预处理器出口镁含量过高导致过滤膜被污染。从而使膜过滤能力下降，压力升高，调整预处理器运行情况，同时采取酸洗方式恢复膜过滤能力。

（5）膜使用末期，过滤能力大大降低。加大酸洗频次、采用专用清洗剂清洗再生或重新采购更换新膜。

控制面板出现Err2 现象，金泰氯碱一般很少出现，个别出现的现象是预处理器反混严重，导致过滤器过滤能力下降，此种情况下应尽快降低流量，调整预处理器出水正常后，酸洗过滤器。

3.3 过滤器运行达到反冲时无步骤05，直接进入下一步

过滤器正常运行时按PLC 设定程序按01 进液、02 过滤、03 排气、04 泄压、05 反冲、06 沉降、07 排渣自动进行，当手动按下反冲按扭时，程序按03 排气、04 泄压、05反冲的顺序依次进行，若反冲时控制面板显示无步骤05 直接进入下一步，同时观察到过滤器内液位也无下降， 说明实际上反冲步骤未进行。 因为反冲结束的依据就是过滤器内液位开关断开， 故产生此现象的原因就与过滤器内浮球液位开关有关， 排查时通过控制面板上的FUNC2键，检查在过滤状态下F1 液位开关信号I00 LED灯状态是否正常，当液位低于F1 时，球在下面开关接通，指示灯亮；反之则相反，检查处理液位计接线及液位计。

金泰氯碱在过滤器手动反冲时有时会出现此现象，此种情况下按控制面板上的FUNC2 键，检查在过滤状态下F1 液位开关信号I00 LED 灯状态是否正常，检查处理液位计接线及液位计，有时会出现液位计处卡东西，导致液位计无法闭合。

3.4 控制器内电磁阀或挠性阀上快速排气阀不动作

当过滤器正常运行或手动进行反冲、排渣、酸洗等任何操作时不能正常进行，按下电磁阀打开按钮，听不到排气声或排气速度极慢，检查电磁阀、快速排气阀是否正常，两者正常检查气源管是否畅通。

3.5 过滤器内清液状况异常

清液腔内有少量浑浊物、花板上有白色沉淀物、有大量气泡等问题。清液腔内清液即为一次精制盐水工序生产的合格产品，必须达到清彻透明，SS 悬浮物小于1×10-6的指标要求，当清液腔内水质出现以上浑浊物、有白色沉淀物、有大量气泡等现象时立即排查有无膜破损、花板螺丝松动、橡胶垫老化、花板螺丝孔处开裂、内胆破损等现象，根据实际情况进行相应处理。

有该现象发生时，一般通过紧固过滤膜的松动螺丝，或检查密封垫片及密封面后重新上紧即可。

3.6 过滤器挠性阀漏盐水、漏空气

挠性阀是夹管阀的一种， 也称气囊阀、 挤压阀，其结构简单、耐颗粒腐蚀，输送含有纤维的液体时也不会堵塞，在打开状态下，内胆和阀体之间的空隙与大气连通， 流通阻力小。 当阀需要关闭时，内胆受空气的挤压而变形截流。根据过滤器过滤要求，膜需要每天频繁反冲，至少每2 小时开关1 次，挠性阀为橡胶制品，通过空气来开关挤压，疲劳受损。因此一旦有破损，在阀关闭状态下空气进入盐水内产量大量气泡， 在打开状态下盐水通过破损处漏出。

出现此种情况的原因是挠性阀破损造成，因过滤器各个挠性阀在自动过滤过程中充当的作用不同，因而开关次数不同，同时2 条线过滤器均不是单一一台，为了降低维修成本，一般对挠性内胆的维修采取破损时更换的方式进行。

5 结语

加强一次盐水精制管理，尤其是加强有机膜过滤器的运行管理，确保一次精制盐水合格，是确保盐水二次精制的最基本要求，除了管理好HVM 膜过滤器的日常操作运行外，根据相关备件的使用寿命及实际使用情况积累经验，做好计划性更换，确保一次盐水质量稳定。