氯酸鈉生產工藝研究

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1概述

內蒙古蘭太鈉業有限責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備，設計產能5萬t/a，在2009年5萬t/a氯酸鈉擴建項目順利通過驗收，并且對設備進行了國產化。該廠以再生鹽或精制鹽為原料，經鹵水過濾系統得到精制鹽水，然后在精制鹽水中加入重鉻酸鈉、鹽酸，調節pH值后送入電解槽中進行電解，電解得到的氯酸鈉溶液，經過脫次氯酸鈉、結晶、干燥得到結晶氯酸鈉成品。氯酸鈉在生產過程中，對各種物料的控制相當重要，很多領域都有不斷探索改進的空間，以前由于對氯酸鈉生產線一些反應過程了解不夠深入，生產線控制過程不夠成熟，因此，生產成本比較高。隨著現代工控技術在工業領域運用越來越廣泛，在氯酸鈉生產中不斷地把新技術運用于生產過程，使生產工藝過程更加容易控制，實現生產智能化的同時達到節能目的。

2實施背景

以前氯酸鈉生產過程中一些物料的加入和流量通過手動調節閥門開度來控制，這樣加入量難以控制，而且員工勞動強度大，生產不穩定。一些物料的加入量控制不好，會增加生產耗電量以及事故發生的幾率。氯酸鈉生產過程物料控制技術就是利用現有設備上的監視儀表或者在一些設備上增加溫度控制器、流量控制器等智能儀表對相關指標進行實時監控，并且把一些泵的電氣主電路由接觸器控制改為調速平滑的高品質變頻器控制，關鍵控制點增加自動調節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節自動調節閥的開度和變頻器的轉速，也可以根據工藝要求單獨在DCS畫面手動調節變頻器轉速和自動閥開度，在控制物料加入量的同時實現了電能的節約。

3實施簡述

氯酸鈉生產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過脫次氯酸和硫酸根離子，然后干燥結晶成產品。在多年的生產過程中，經過不斷探索研究，發現一些物料的加入量會嚴重影響產品的生產時間，生產成本，設備維護周期以及生產安全。下面介紹在改造生產過程中兩個工藝環節部分物料控制方法。電解反應器中氯化鈉濃度應控制在（100±5）g/L，氯化鈉混合物在電解槽電解反應后，通過管道流入電解液緩沖罐，電解液緩沖罐的內部有擋板，將其分成一個大的混合區和一個小的產品區。混合區接收從電解線的每個反應器內的氣體分離擋板自流而來的電解液。電解液循環泵從電解液緩沖罐的混合區通過另一個管道系統將電解液輸送到電解液冷卻器，然后再返回到反應器中繼續參加反應。經過反復摸索，發現反應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的損壞，這就需要關閉電解線，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。氯化鈉的濃度升高會造成氯化鈉在結晶器中的鹽析出，從而使產品不合格。把手動閥改為自動調節閥，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字信號自動調節閥開度和變頻器轉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。在保留原來反應器現場溫度表和手動閥的同時，增加溫度顯示控制器和自動調節閥，冷卻水輸送泵改為變頻器控制，在電流為不同值的條件下，循環電解液的溫度，通過溫度顯示控制器控制自動調節閥的開度和冷卻水輸送泵的轉速，從而控制冷卻水的流量，維持電解液溫度在合適值，通過轉速的調節可以使電解槽溫度的控制更加準確。

4實施效果

通過長時間的生產運行，提高了反應物料控制精度，減少了生產物料浪費，節約電能，而且產品質量明顯提高。

5結語

氯酸鈉生產工藝控制技術和類似工藝的物料控制技術，特點是在生產流程中，通過特定位置安裝智能儀表，自動調節閥和泵的變頻控制，通過DCS編程實現物料的合理控制，工藝控制方式的發明創新，從而實現生產過程物料加入量，產品生產時間縮短，生產成本大幅度降低，設備維護周期縮短，人員數量減少，達到了生產穩定、產品質量合格及節能減排目的。

作者:馮建民 鞠紅艷 徐國慶 孟曉亮 單位:內蒙古蘭太實業股份有限公司