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(大連鹽化集團有限公司,遼寧 大連 116309)
自20世紀80年代以來,海鹽生產(chǎn)工藝倡導(dǎo)“新、深、長”工藝,有效提高了海鹽產(chǎn)品質(zhì)量。塑曬結(jié)晶工藝契合了“新、深、長”工藝和設(shè)備基礎(chǔ)條件,結(jié)晶水深一般都在20 cm~40 cm,這樣就使結(jié)晶海鹽的質(zhì)量得到了提高。當然,前提是必須有足夠的新飽和鹵水。
塑曬灘結(jié)晶的面積是一定的,但是蒸發(fā)面積和結(jié)晶面積不同(結(jié)晶面積一般是指析鹽面積,蒸發(fā)面積是指水從液面向外溢出的面積)。蒸發(fā)面積是可以改變的,加深結(jié)晶水,在刮風(fēng)時,水面掀起波浪,并且水越深掀起的波浪相對也就越大,與空氣接觸面積就越大,從而蒸發(fā)面積增加就越大,能夠有效提高蒸發(fā)量。
深鹵結(jié)晶鹵水濃度提高得慢,在一定的面積上水越深水的體積越大,含有NaCl的溶質(zhì)量就越多,在相同蒸發(fā)量的條件下析出的時間也越長。從而NaCl的終結(jié)析出的時間易于掌握,能夠使NaCl在最佳狀態(tài)下,并長時間析出。不像淺水結(jié)晶那樣鹵水濃度提高的快,使Mg2+等可溶性雜質(zhì)的過飽和度變快,而隨之析出,影響了NaCl的含純量。同時,深水結(jié)晶給后步制鹵創(chuàng)造了更多的制鹵時間,增加了飽和鹵成鹵量,確保了結(jié)晶工藝的需要。
從太陽垂直照射水體時透至不同深度處,太陽輻射和水體吸收率看一下不同水深處熱能的利用情況。
表1為太陽輻射和水體吸收率。從表1看,水越深,吸收熱量越多,對蒸發(fā)量有利。同理,在相同的面積上結(jié)晶水越深,吸收的熱量越多,蒸發(fā)出的淡水越多,析出的NaCl就越多。但是,從結(jié)晶面積和后步制鹵情況以及其他方面因素綜合考慮,在海鹽生產(chǎn)的實際中結(jié)晶水深取20 cm~40 cm比較理想。
表1 太陽輻射和水體吸收率
塑曬池水深有一定抗雨能力。雨前可以苫上塑料布。既保鹽又保鹵。雨后收起塑料布仍可以繼續(xù)結(jié)晶,避免了平曬生產(chǎn)中來雨時,使飽和鹵水被稀釋損失掉。
另外塑曬結(jié)晶池的水深還應(yīng)根據(jù)季節(jié)特點采取不同的水深標準,比如春季蒸發(fā)量大、氣溫低、降雨少鹵水深度可以淺一些,雨季降雨多、氣溫高鹵水深度大一些。
表2為1 m33.5 °Be′海水濃縮至各種不同比重時含鹽量。
所謂新鹵結(jié)晶,就是沒有產(chǎn)過鹽的飽和鹵水,從表2可以看出,飽和鹵水濃度越低,產(chǎn)1 t鹽需要消耗的淡水蒸發(fā)量越小,而需要的飽和鹵量越多。主要是鹵水濃度越低,鹵水的粘度越小,鹵水蒸發(fā)系數(shù)越大。
從表2可知,在28.5 °Be′,鹵水中NaCl含量幾乎等于26.25 °Be′鹵水中NaCl含量的三分之一,也就是說,用1 m326.25 °Be′鹵水析出的NaCl的量等于用3 m3的28.5 °Be′鹵水析出的NaCl量。
從表2中看,鹵水飽和后,隨著濃度的不斷提高,NaCl的含水量逐漸減少。
表2 1 m3 3.5 °Be′海水濃縮至各種不同比重時含鹽量
在生產(chǎn)實踐中,每當把結(jié)晶池子的高濃度鹵水泄掉后,換上新鹵,結(jié)晶池內(nèi)的鹵水減少得非常明顯,鹽長得也新鮮;而用高濃度鹵水,結(jié)晶池內(nèi)鹵水減少的不明顯,池內(nèi)長的鹽也不好看,會出現(xiàn)片鹽,嚴重時會長出MgSO4·7H2O(俗稱鹵針),這些都是可溶性雜質(zhì)析出的緣故。因此,在生產(chǎn)中必須嚴格控制鹵水的終結(jié)濃度,一般掌握在28 °Be′最好,不宜超過28.5 °Be′,否則將影響海鹽的產(chǎn)量和質(zhì)量。
1.3.1 一次性加鹵,新、陳鹵水要分清,嚴禁老鹵回頭
結(jié)晶池加鹵要一次加足。主要是一次性加鹵,池內(nèi)鹵水相同,減少鹵水濃度差的均衡時間,這比幾次加鹵要強得多。實踐中不難發(fā)現(xiàn),結(jié)晶池內(nèi)有27.5 °Be′鹵水,即使往池內(nèi)加漂花鹵,鹵水也不能馬上結(jié)晶析鹽,總有一段時間使兩個濃度不同的鹵水達到均勻濃度后才開始結(jié)晶析出,加鹵次數(shù)越多,這種停止析出的時間越長。新鹵和陳鹵分清也是這個道理,主要是減少停止析出時間,同時也可避免不同濃度鹵水蒸發(fā)系數(shù)不同,而影響鹵水蒸發(fā)量。
1.3.2 在結(jié)晶中不要續(xù)欠度水
所謂欠度水,是指鹵水沒有達到飽和。這種鹵水加進結(jié)晶池中不但要化鹽,還增加Ca2+進入結(jié)晶池子的機會。因為Ca2+主要是以CaSO4·2H2O的形式析出,而CaSO4·2H2O這種物質(zhì)在NaCl沒有達到飽和前基本析出完了。在NaCl沒有達到飽和時,CaSO4·2H2O還沒有完全析出,一旦進入結(jié)晶池中就會隨著鹵水濃度提高達到飽和結(jié)晶析出CaSO4·2H2O并混入原鹽中,造成原鹽含鈣高的質(zhì)量問題。在生產(chǎn)中必須嚴格控制欠度水,往結(jié)晶池中加鹵水要一次加足。還應(yīng)按一定的比例進行分曬,分曬可以分為一段、二段或者多段。這是根據(jù)結(jié)晶池面積、個數(shù)以及灘田結(jié)構(gòu)合理安排,主要的原則就是讓后步制鹵與結(jié)晶需鹵平衡,并且使結(jié)晶水深、鹵水濃度、鹵水的Na/Mg達到工藝要求標準充分地發(fā)揮每寸結(jié)晶面積的作用。對不合理的灘田結(jié)構(gòu)要下決心整改,使灘田的“制、保、排”能力保證生產(chǎn)需要。
搞好塑苫布管理,保證塑苫設(shè)備的完好率,達到塑苫收放自如。塑苫池子結(jié)晶的主要作用是為了防止天氣異變時降水稀釋結(jié)晶池子中的鹵水,把結(jié)晶析出的NaCl化掉,從而延長NaCl在結(jié)晶池子中的結(jié)晶時間,這就要求在天氣異變時必須能夠苫上塑料布,把結(jié)晶池子蓋上讓雨水接在布上,不讓雨水與鹵水結(jié)合。苫布一般都比較大,就全場來看,小的塑曬超1 000 m2,大的超10 000 m2。苫蓋方式上主要是機械浮卷式,機械操作省人、省力,但費用大,還有一個問題就是受電力控制,一旦在操作中停電,會帶來很大的麻煩。因此,在降水集中季節(jié),要勤觀天,多協(xié)商,在放塑中能早不晚,要為后期操作留有更多的時間;人工擠縮式除費人、費力外,在收苫布時比較困難。因此,有預(yù)報時不要急于操作,但要把防老化以及繩索等解決好,做好塑料布的準備工作,看天真要下雨了,馬上行動,在雨前把塑料布苫上,做到要有時間計劃安排。
為了達到上述目的,平時必須對塑料布進行維護,發(fā)現(xiàn)塑料布有破裂處,要及時粘補上,最好每次放塑時,有專人檢查塑料布,發(fā)現(xiàn)破裂及時補上;其次,要檢查好滑道,小塑的滑道一般用鐵絲和塑料繩兩種,用鐵絲要做好涂油防腐,在日常也要經(jīng)常檢查,保持鐵絲的緊度,同時注意鐵絲與池堰的距離要越近越好;塑料繩與鐵絲相比不用涂油防腐,使用時間也比鐵絲長,其它與鐵絲一樣。為了使滑道在塑料苫上后起到高吊塑料和防風(fēng)的目的,滑道中間要做好吊線,吊線的距離一般在10 m左右,當然,多比少好。
大塑的滑道走的是吊球,滑道主要是鐵和塑料兩種,鐵的腐蝕比較大,但壞的機會少,塑料滑道雖然腐蝕小,但接頭處理要求比較高,在檢查和保養(yǎng)中是重點,滑道要達到光滑暢通。
各種繩索要完好齊全,抗負荷能力強,機械的傳動、制動、防護部分要牢固安全有效,對于傳動部分要經(jīng)常涂油潤滑,對于有鋼鐵外露部分要離土上油防腐,以保證使用的靈活和安全,達到塑料布的使用壽命,減少產(chǎn)鹽成本。
塑曬工藝水平高低取決于制鹵能力大小,如果飽和鹵量充足,工藝水平就高,否則是達不到工藝要求水平,嚴格上講制鹵管理比結(jié)晶管理重要得多。
蒸發(fā)濃縮海水使之達到NaCl飽和過程,即制取飽和鹵水過程。一般應(yīng)是制取飽和鹵水的能力在塑曬生產(chǎn)中要大于結(jié)晶池需要的能力,最低也要等于結(jié)晶池需要,這樣才能滿足結(jié)晶工藝要求,使結(jié)晶池始終處在最佳的長鹽狀態(tài)。塑苫結(jié)晶池水比平曬結(jié)晶池水深,這就為后步制鹵創(chuàng)造了更多的時間。
為了滿足結(jié)晶用鹵水,后步制鹵就要擴大制取高級水的面積,高級水的面積越大越好,因此,在生產(chǎn)安排上要多安排制取飽和鹵水的面積,基本上要達到制取飽和鹵水的面積占結(jié)晶池面積的50%以上,這樣結(jié)晶區(qū)再進行分曬,才可以達到工藝要求,否則是難以滿足工藝標準的,并且也不能合理、高效地運用灘田面積。
表3為不同濃度鹵水在相同面積蒸發(fā)量的成鹵量。
表3 不同濃度鹵水在相同面積蒸發(fā)量的成鹵量
分曬面積的確定,從表3可看出,制鹵濃度越低,需要的制鹵面積越大,用15 °Be′鹵水兌鹵制取飽和鹵水要滿足結(jié)晶用水,制鹵面積必須達到12.29 hm2,而用23 °Be′鹵水兌鹵要滿足結(jié)晶用水,制鹵面積必須達到1.935 hm2。鹵水飽和濃縮到28.5 °Be′時,剩余母液量占總母液量的49.67%,而在100 m2面積放入20 cm飽和鹵濃縮到28.5 °Be′時,剩余的母液量為20×49.67%=9.934 m3。老鹵區(qū)的結(jié)晶水深最少得比新鹵區(qū)深20%,如果新鹵區(qū)為20 cm,老鹵區(qū)則為20×(1+20%)=24 cm,100 m2面積上新鹵區(qū)結(jié)晶剩余母液可以滿足老鹵區(qū)面積:9.934÷24=0.419 3 hm2。
鹵水從28.5 °Be′~30.5 °Be′需要蒸發(fā)出的水量為88 g,蒸發(fā)率為:
88÷496.7=17.72%
鹵水從28.5 °Be′~30.5 °Be′時鹵水平均蒸發(fā)系數(shù)為:
f2=99.04-98.86/105.2-104.7=0.36
深度蒸發(fā)系數(shù)取20 cm~30 cm的平均系數(shù)f2=1.32,在E皿=27.09 mm時:
E鹵=27.09×0.75×0.36×1.32×1=9.65 m3
在100 m2面積上需要蒸發(fā)鹵水9.65 m3,所以在0.413 9 hm2面積上需要鹵水蒸發(fā)為3.994 m3,因此,3.994/17.72=22.54 cm。
從鹵水濃縮規(guī)律看,老鹵濃縮區(qū)比新鹵區(qū)深20%,完全可以滿足新陳鹵水平衡析出規(guī)律。
在結(jié)晶區(qū),新鹵區(qū)結(jié)晶面積為100 m2,老鹵區(qū)為0.419 3 hm2,合計1.419 hm2的結(jié)晶面積,在總的結(jié)晶面積中,新鹵面積占總面積:1÷1.419 3=70.73%,因此,后步制鹵可按總結(jié)晶面積的70.73%考慮。
在制鹵上,無論使用什么方法,在一定的制鹵面積上,同等的天氣狀態(tài)下,制取的鹵量是相等的,因此,在操作中一要看灘型;二要看制取的鹵量,另外還要看天氣條件。
看灘型主要是看上下灘田落差以及上面制鹵步數(shù),一般各步驟濃度差應(yīng)控制在1.5 °Be′~3 °Be′之間比較合理。各步濃度差的大小要根據(jù)各步制鹵面積確定。在實際中可以參照表4安排。
表4 蒸發(fā)系數(shù)與濃度的關(guān)系
看制取鹵量。是指制取鹵水濃度和成鹵量,一般地講,應(yīng)是制取高濃度鹵水,在海鹽產(chǎn)鹽季節(jié)中以制取飽和鹵為主,這就要求在制鹵期應(yīng)盡量擴大制取高濃度鹵水的面積,對塑曬灘來講,管理飽和鹵區(qū)應(yīng)象管理平曬結(jié)晶區(qū)一樣,嚴格控制,記錄在帳。
為了充分發(fā)揮自然條件,利用灘田設(shè)備,減少降水損失,可以采取深淺結(jié)合的方法進行制鹵,深以保為主,以度為輔。有的灘田落差、溝道不好使用,在今后的修灘中要逐步完善。深淺結(jié)合制鹵的好處就是擴大了保鹵面積,減少接雨面積,擴大排淡面積,相當于多利用了蒸發(fā)量,如上步制鹵有四筒:一筒深、三筒淺,有雨時把三筒淺的收到深中保布起來,接雨的面積有一筒深的,三筒淺的降水量可以排到灘外。假若一年中降水量為400 mm,影響制鹵的降水只有100 mm,這對制鹵相當有利,但是現(xiàn)在的灘田落差、溝道不配套,特別是轉(zhuǎn)水有的相當深,有的低于池面1m,泄水時泄不干,降雨時排不凈,這種灘田結(jié)構(gòu)對制鹵不利。因此,在實行時要因地制宜,先易后難,把不配套的灘田逐步修復(fù)完善。解決好“制、保、排”問題是海鹽生產(chǎn)的關(guān)鍵。
冰下抽咸是冬季制取低濃度鹵水的最好方法,掌握好抽咸時間,做好化冰分水工作,操作得當在制鹵上就相當于多利用了一個5月份的蒸發(fā)量。
塑曬產(chǎn)鹽時間長,扒鹽一般一年扒一次,現(xiàn)在實行的是活碴鹽生產(chǎn),這不但浪費人力,而且浪費物力,增加制鹽成本,鑒于外部經(jīng)驗可以從改變工藝條件入手,實行死碴鹽生產(chǎn),這不但可節(jié)省人力,降低制鹽成本,還可以抽出大量人力進行鹽田改造工作,以改變?yōu)┨锊缓侠斫Y(jié)構(gòu)。
另外,實行死碴鹽可以提高海鹽質(zhì)量,特別是減少不溶物含量,因為活碴鹽容易把池板中的浮土帶起來,落在鹽的表面,結(jié)晶時夾在鹽顆粒中難以去掉,而死碴鹽不用破碴,浮土不易帶起來,遇風(fēng)天除混也比較容易,因此死碴鹽所含不溶物較少、白度也高于活碴鹽。