CN108950590A - 一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统及方法 - Google Patents

一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统，包括盐水过滤器1、第一切断阀2、钙镁分析仪3、精盐水槽4；所述盐水过滤器1，用于过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；所述精盐水槽4用于接收钙镁含量低于设定值的所述一次盐水；所述钙镁分析仪3用于检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；所述第一切断阀2安装在所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间，用于根据所述第一检测值开通或关闭，当第一检测值大于等于设定值时关闭，停止向所述精盐水槽4输送所述一次盐水，当第一检测值小于设定值时开通，向所述精盐水槽4输送所述一次盐水。确保了一次盐水质量的100％合格，节约了运行成本，可在不改变现有设备工艺的前提下实施。

Description

一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统及方法
技术领域
本发明涉及氯碱生产领域，特别涉及氯碱生产中一次盐水工序的盐水质量控制领域。
背景技术
我国氯碱工业从最早的1930年开始，至今已有几十年的发展历史。目前氯碱工业主要采用离子膜法制取。生产工艺主要由一次盐水、二次盐水、电解、淡盐水脱氯、氯氢处理、HCl合成、氯气液化及包装等工序组成，其中电解工序是氯碱生产的核心部位，而电解槽则是电解工序的核心设备，离子膜则是电解槽的核心部件。一次盐水和二次盐水的盐水质量直接影响电解槽离子膜的运行寿命和运行电耗，盐水质量不高会使企业的运行成本升高，严重的会使离子膜直接报废，给企业带来经济损失。
在一次盐水和二次盐水工序运行过程中，二次盐水的质量又受到一次盐水质量的影响，在一次盐水钙镁含量超出控制指标1ppm时，二次盐水指标很难控制在要求的指标范围内。
这就需要一种能够对一次盐水的质量进行控制的系统，避免因一次盐水指标不合格而造成二次盐水钙镁等金属离子超指标，进一步造成电解槽槽电压上升，电流效率降低，离子膜的使用寿命缩短，电解槽的经济性能降低等后果。
发明内容
本发明需要解决的问题是，提供一种能够对一次盐水进行质量控制的系统，使其具有操作简单、便于施工、在原有生产线上即可实现，节约运行成本等特点。
本发明提供了一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统，包括盐水过滤器1、精盐水槽4、第一切断阀2、钙镁分析仪3；所述盐水过滤器1，用于过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；所述精盐水槽4与所述盐水过滤器1连接，用于接收钙镁含量低于设定值的所述一次盐水；所述钙镁分析仪3安装在所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间，用于检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；所述第一切断阀2安装在所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间，用于根据所述第一检测值开通或关闭，当第一检测值大于等于设定值时关闭，停止向所述精盐水槽4输送所述一次盐水，当第一检测值小于设定值时开通，向所述精盐水槽4输送所述一次盐水。
根据本发明的一种实施方式，还包括第二切断阀5、化盐水槽6，所述化盐水槽6与所述盐水过滤器1连接，用于接收钙镁含量高于设定值的所述一次盐水；所述第二切断阀5安装在所述化盐水槽6和所述盐水过滤器1之间，用于根据所述第一检测值开合，进而控制所述一次盐水的输送，在第一检测值大于等于设定值时开通，在第一检测值小于设定值时关闭。
根据本发明的一种实施方式，所述的系统，包括主管道11和检测分管12，所述主管道11是所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间的一次盐水输送管道，所述检测分管12的一端与主管道11连接，另一端与所述精盐水槽4连接；所述钙镁分析仪3安装在所述检测分管12上，所述第一切断阀2安装在所述主管道11上。
根据本发明的一种实施方式，所述的系统还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀、钙镁分析仪3、第二单向阀依次安装在所述检测分管12上。
根据本发明的一种实施方式，所述的系统，包括泵体8和检测回路7，
所述检测回路7两端与所述盐水过滤器1连接，所述泵体8安装在所述检测回路7上，用于使所述一次盐水经检验后回流至所述盐水过滤器1；所述钙镁分析仪3安装在所述检测回路7上。
根据本发明的上述实施方式的任一项所述的系统，还包括控制模块9，所述控制模块9与所述钙镁分析仪3连接，用于接收所述第一检测值；所述控制模块9和所述第一切断阀2连接，用于根据所述第一检测值控制所述第一切断阀2的开合；所述控制模块9与所述第二切断阀5连接，用于根据所述第一检测值控制所述第二切断阀5的开合。
根据本发明的一种实施方式，所述控制模块9是在DCS系统中增加钙镁分析仪3和第一切断阀2和第二切断阀5的连锁程序而构成。
根据本发明的一个方面，提供了一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的方法，包括，第一步骤，过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；第二步骤，检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；第三步骤，当第一检测值大于等于设定值时，停止所述一次盐水的输送；第四步骤，当第一检测值小于设定值时，进行所述一次盐水的输送。
根据本发明的一个实施方式，所述的方法进一步包括，第五步骤，当所述第一检测值大于等于设定值时，将所述一次盐水输送至精盐水槽4；第六步骤，当所述第一检测值小于设定值时，将所述一次盐水输送至化盐水槽6。
附图说明
图1是本发明所述系统的示意图；
图2是化盐水槽和第二切断阀的示意图；
图3是盐水过滤器至精盐水槽之间一次盐水输送管道的示意图；
图4另一种一次盐水检测方式的示意图；
图5是控制模块的示意图；以及
图6是本发明所述的方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
图1示出了本发明所述系统的示意图。
如图1所示，一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统，包括盐水过滤器1、精盐水槽4、第一切断阀2、钙镁分析仪3；所述盐水过滤器1，用于过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；所述精盐水槽4与所述盐水过滤器1连接，用于接收钙镁含量低于设定值的所述一次盐水；所述钙镁分析仪3安装在所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间，用于检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；所述第一切断阀2安装在所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间，用于根据所述第一检测值开通或关闭，当第一检测值大于等于设定值时关闭，停止向所述精盐水槽4输送所述一次盐水，当第一检测值小于设定值时开通，向所述精盐水槽4输送所述一次盐水。
一次盐水精制，可采用凯膜工艺也可采用无机膜工艺，本发明所提供的控制系统均适用。本发明不限定具体的一次盐水精制工艺。
现以凯膜工艺为例，对本发明进行阐述。氯碱生产中一次盐水工序为：原盐在化盐池内经化盐水溶化，达到300-310g/l的浓度要求，进入反应槽，在反应槽进口加入NaOH和Na2CO3对饱和盐水进行精制，使盐水中的CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4与NaOH和Na2CO生成CaCO3、MgOH2进行沉淀，反应后的盐水进入盐水过滤器1，盐水中悬浮的SS、CaCO3、MgOH2由过滤膜进行过滤，过滤后合格的精盐水(即一次盐水)进入精盐水槽4。
所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4均属于原氯碱生产系统中的设备。
所述精盐水槽4用于接收合格的一次盐水，以继续精制盐水，进行氯碱生产的后续工序。
所述设定值在本发明中是指特定的钙镁含量，指在氯碱生产中符合后续二次精制盐水要求的钙镁含量最高值。
当精制剂加入量不足或过滤膜破裂等原因造成一次盐水钙镁含量超出设定值时，表示所述一次盐水质量不合格，所述第一切断阀2将关闭，阻止一次盐水进入精盐水槽4，从而避免不合格的一次盐水进入后续工序。
所述第一切断阀2可采用电磁开关阀，气开状态，防护等级达到IP65，运行介质为盐水，运行温度在60±5度，采用钢衬四氟蝶阀形式。
所述钙镁分析仪3可采用在线钙镁分析仪，分析精度要达到±1％，检测单位为ppb，检测范围500-8000ppb，要耐腐蚀材质或衬四氟，运行介质为盐水，运行温度在60±5度。
图2示出了化盐水槽和第二切断阀的示意图。
如图2所示，根据权利要求1所述的系统，其中，还包括第二切断阀5、化盐水槽6，所述化盐水槽6与所述盐水过滤器1连接，用于接收钙镁含量高于设定值的所述一次盐水；所述第二切断阀5安装在所述化盐水槽6和所述盐水过滤器1之间，用于根据所述第一检测值开合，进而控制所述一次盐水的输送，在第一检测值大于等于设定值时开通，在第一检测值小于设定值时关闭。
在一次盐水精制过程中，所述第二切断阀5初始状态为关闭状态，即保持盐水过滤器1和精盐水槽4之间畅通的状态。当一次盐水中钙镁含量超出设定值之后，即产生不合格一次盐水时，第一切断阀2关闭，第二切断阀5打开，使所述盐水过滤器1和精盐水槽4之间关闭，使盐水过滤器1和化盐水槽6之间畅通，不合格的一次盐水通过所述第二盐水通道输送。
一方面，在氯碱生产线上，所述盐水过滤器1在持续接收来自前序工序的盐水，当切断第一盐水通道时，所述盐水过滤器1内压力上升，若没有盐水排出通道，会导致压力持续上升，对设备造成损坏。另一方面，不合格的一次盐水需要进行再次处理，避免浪费；一次盐水质量不合格的原因需要排查，都需要将所述一次盐水输送至化盐水槽6。
所述第二切断阀5可采用电磁开关阀，气关状态，防护等级达到IP65，运行介质为盐水，运行温度在60±5度，采用钢衬四氟蝶阀形式。
图3示出了盐水过滤器至精盐水槽之间一次盐水输送管道的示意图。
如图3所示，所述的系统包括主管道11和检测分管12，所述主管道11是所述盐水过滤器1和所述精盐水槽4之间的一次盐水输送管道，所述检测分管12的一端与主管道11连接，另一端与所述精盐水槽4连接；
所述钙镁分析仪3安装在所述检测分管12上，所述第一切断阀2安装在所述主管道11上。
所述主管道11将所述一次盐水直接输送至后续的精盐水槽4。
在所述检测分管12上，钙镁分析仪3两侧各设置一个单向阀，使得所述一次盐水单向流动。而且，由于检测分管12独立于主管道11，所以在一次盐水的钙镁含量合格时，不影响一次盐水的输送。
在所述一次盐水质量不合格时，第一切断阀2关闭所述第一盐水通道，同时停止主管道11和检测分管12的一次盐水输送。
图4示出了另一种一次盐水检测方式的示意图。
如图4所示，所述的系统，其中，包括泵体8和检测回路7，所述检测回路7两端与所述盐水过滤器1连接，所述泵体8安装在所述检测回路7上，用于使所述一次盐水经检验后回流至所述盐水过滤器1；所述钙镁分析仪3安装在所述检测回路7上。
所述检测回路7从盐水过滤器1中接收一次盐水，并使所述一次盐水被检测后回流至所述盐水过滤器1，使得所述钙镁分析仪3能够实时检测所述一次盐水的钙镁含量。进一步的，通过钙镁分析仪33的测量值的变化，判断产生不合格一次盐水的原因是否排除的依据。
所述泵体8安装在所述检测回路7上，使得所述检测回路7中的一次盐水不断循环，进而实现所述钙镁分析仪3对一次盐水的的实时监测。
在所述检测回路7上，钙镁分析仪3两侧可以各设置一个单向阀，使得所述一次盐水单向流动。而且，由于检测回路7独立于一次盐水从盐水过滤器1到精盐水槽4的输送管道而设置，所以其检测不会影响一次盐水的输送。
图5示出了控制模块的示意图。
如图5所示，所述的系统，还包括控制模块9，所述控制模块9与所述钙镁分析仪3连接，用于接收所述第一检测值；所述控制模块9和所述第一切断阀2连接，用于根据所述第一检测值控制所述第一切断阀2的开合；所述控制模块9与所述第二切断阀5连接，用于根据所述一次检测值控制所述第二切断阀5的开合。
所述控制模块9可以根据所述第一检测值，对所述第一切断阀2和第二切断阀5进行联锁控制，保证一次盐水合格时输送至精盐水槽4，一次盐水不合格时，输送至化盐水槽6，从而达到使不合格盐水不进入后续盐水精制工序中的目的。
所述控制模块9可以是在DCS系统增加在线钙镁分析仪3与第一切断阀2和第二切断阀5的联锁程序而实现。当在线钙镁分析仪3检测出的钙镁含量超过设定数值后，第二切断阀5自动打开，设定为10秒后第一切断阀2自动关闭。这种在原有系统的基础上进行有限的改进，就能够取得良好的效果，节约了成本，也降低了施工难度。
一次盐水不合格时，将所述一次盐水输送至化盐水槽6进行重新化盐，使不合格一次盐水得到回收利用，避免资源的浪费。
根据本发明的一个实施方式，所述控制模块9是在DCS系统中增加钙镁分析仪3和第一切断阀2和第二切断阀5的连锁程序而构成的。
所述联锁程序是指所述控制系统能够使所述第一切断阀2和第二切断阀5按照既定的程序相关联的开合。本发明不限制具体的程序，只要其能实现阀门联动的功能即可。
图6示出了本发明所述的方法的步骤示意图。
如图6所示，一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的方法，包括，第一步骤，过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；第二步骤，检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；第三步骤，当第一检测值大于等于设定值时，停止所述一次盐水的输送；第四步骤，当第一检测值小于设定值时，进行所述一次盐水的输送。
当一次盐水质量不合格时，使一次盐水停止向后续工序，即精盐水槽4输送，此时，操作人员可以查找一次盐水不合格原因，精盐水槽4中的盐水未被不合格盐水污染，可继续使用。当操作人员查找到一次盐水不合格原因并排除后，第一切断阀22打开，按照过滤器的开车程序开车，从而达到控制一次盐水质量的目的。
进一步的，第五步骤，当所述第一检测值大于等于设定值时，将所述一次盐水输送至精盐水槽4；第六步骤，当所述第一检测值小于设定值时，将所述一次盐水输送至化盐水槽6。
当一次盐水质量不合格时，使一次盐水停止向后续工序，转而输送至化盐水槽6中去重新化盐，从而实现了不合格的一次盐水的生产系统内循环利用，而且，不用使盐水的输送停止，有利于操作人员查找一次盐水不合格的原因。
实施例
一次盐水精制工艺正常运行时，第二切断阀5处于关闭状态，第一切断阀2处于打开状态，在线分析仪前后单向阀处于打开状态，控制系统DCS进入联锁状态(即根据钙镁分析仪3的检测值连锁控制第一切断阀2和第二切断阀55)。当盐水中钙镁含量超出设定值之后，联锁启动，第二切断阀5打开，运行秒后第一切断阀2关闭，不合格盐水进入化盐水槽6。操作人员进行查找一次盐水不合格原因，精盐水槽4中的盐水未被不合格盐水污染，可继续使用。当操作人员查找到一次盐水不合格原因并排除后，将控制系统DCS的联锁解除，第二切断阀5自动关闭，第一切断阀2自动打开，然后按照过滤器的开车程序开车，一次盐水进入精盐水槽4。此时，将在线钙镁分析仪3与第二切断阀5和第一切断阀2的联锁重新启动，即可达到自动保护盐水质量的目的。
本发明通过在氯碱生产系统中安装在线检测装置、自动切断阀和联锁控制系统，确保一次盐水质量的100％合格。本发明具有操作简单、工艺联锁清晰、便于施工、节约运行成本等优点，可在不改变现有设备工艺的前提下进行实施。本发明为提高一次盐水和二次盐水的质量、电解槽长周期经济运行和延长离子膜的使用寿命提供了有力保障。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (9)

1.一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的系统，包括盐水过滤器(1)、第一切断阀(2)、钙镁分析仪(3)、精盐水槽(4)；
所述盐水过滤器(1)，用于过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；
所述精盐水槽(4)与所述盐水过滤器(1)连接，用于接收钙镁含量低于设定值的所述一次盐水；
所述钙镁分析仪(3)安装在所述盐水过滤器(1)和所述精盐水槽(4)之间，用于检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；
所述第一切断阀(2)安装在所述盐水过滤器(1)和所述精盐水槽(4)之间，用于根据所述第一检测值开通或关闭，当第一检测值大于等于设定值时关闭，停止向所述精盐水槽(4)输送所述一次盐水，当第一检测值小于设定值时开通，向所述精盐水槽(4)输送所述一次盐水。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括第二切断阀(5)、化盐水槽(6)，所述化盐水槽(6)与所述盐水过滤器(1)连接，用于接收钙镁含量高于设定值的所述一次盐水；
所述第二切断阀(5)安装在所述化盐水槽(6)和所述盐水过滤器(1)之间，用于根据所述第一检测值开合，进而控制所述一次盐水的输送，在第一检测值大于等于设定值时开通，在第一检测值小于设定值时关闭。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，包括主管道(11)和检测分管(12)，所述主管道(11)是所述盐水过滤器(1)和所述精盐水槽(4)之间的一次盐水输送管道，所述检测分管(12)的一端与主管道(11)连接，另一端与所述精盐水槽(4)连接；
所述钙镁分析仪(3)安装在所述检测分管(12)上，所述第一切断阀(2)安装在所述主管道(11)上。
4.根据权利要求3所述的系统，还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀、钙镁分析仪(3)、第二单向阀依次安装在所述检测分管(12)上。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，包括泵体(8)和检测回路(7)，
所述检测回路(7)两端与所述盐水过滤器(1)连接，所述泵体(8)安装在所述检测回路(7)上，用于使所述一次盐水经检验后回流至所述盐水过滤器(1)；
所述钙镁分析仪(3)安装在所述检测回路(7)上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，还包括控制模块(9)，
所述控制模块(9)与所述钙镁分析仪(3)连接，用于接收所述第一检测值；
所述控制模块(9)和所述第一切断阀(2)连接，用于根据所述第一检测值控制所述第一切断阀(2)的开合；
所述控制模块(9)与所述第二切断阀(5)连接，用于根据所述第一检测值控制所述第二切断阀(5)的开合。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块(9)是在DCS系统中增加钙镁分析仪(3)和第一切断阀(2)和第二切断阀(5)的连锁程序而构成。
8.一种控制氯碱生产中的一次盐水质量的方法，包括，
第一步骤，过滤盐水中的杂质，以得到一次盐水；
第二步骤，检测所述一次盐水中的钙镁含量，得到第一检测值；
第三步骤，当第一检测值大于等于设定值时，停止所述一次盐水的输送；
第四步骤，当第一检测值小于设定值时，进行所述一次盐水的输送。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括，
第五步骤，当所述第一检测值大于等于设定值时，将所述一次盐水输送至精盐水槽(4)；
第六步骤，当所述第一检测值小于设定值时，将所述一次盐水输送至化盐水槽(6)。
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