東明萬(wàn)海氯堿10萬(wàn)噸年離子膜燒堿一次鹽水精制方案的選擇

1、山東化工職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 論 文題目：10萬(wàn)噸/年離子膜燒堿一次鹽水精制方案的選擇年級(jí)專(zhuān)業(yè)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：導(dǎo)師單位： 山東化工職業(yè)學(xué)院化學(xué)工程系 論文完成時(shí)間：2012年11月18日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日審閱人評(píng)語(yǔ)：審閱人簽字： 年 月 日答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)與畢業(yè)論文成績(jī)： 主任簽字： 年 月 日備注：山東化工職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）評(píng) 定 表專(zhuān)業(yè)高分子材料應(yīng)用技術(shù)姓名周數(shù)班級(jí)2009級(jí)學(xué)號(hào)課題名稱(chēng)10萬(wàn)噸/年離子膜燒堿一次鹽水精制工藝方案的選擇指導(dǎo)教師或答辯小組評(píng)語(yǔ) 簽名： 年 月 日系意見(jiàn) 蓋章 年 月 日成績(jī)備注山東化工職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū)設(shè)

2、計(jì)者：合作責(zé)：指導(dǎo)教師：課題名稱(chēng)：10萬(wàn)噸/年離子膜燒堿一次鹽水精制工藝方案的選擇 1、 設(shè)計(jì)目的1） 運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的各門(mén)功課的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程，研究進(jìn)行一次鹽水精制的方法。2） 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作及發(fā)行問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真的學(xué)風(fēng)和踏實(shí)的工作作風(fēng)。3） 對(duì)學(xué)生的知識(shí)面，掌握知識(shí)的深度，理論結(jié)合實(shí)際的能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，外語(yǔ)水平，計(jì)算機(jī)運(yùn)用水平，書(shū)面及口頭表達(dá)能力進(jìn)行考核。2、 設(shè)計(jì)要求：1） 要有結(jié)合某項(xiàng)實(shí)際、具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)能進(jìn)行獨(dú)立的論證，并要做技術(shù)含量較高。2） 設(shè)計(jì)或論文應(yīng)該在教學(xué)計(jì)劃所規(guī)定的時(shí)限內(nèi)按時(shí)完成。3） 書(shū)面材料、框架及字?jǐn)?shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)及論文的規(guī)定等。

3、3、 參考文獻(xiàn)： 1） 曾之平 王扶明主編：化工工藝學(xué)化學(xué)工業(yè)出版社 2005 2）氯堿工業(yè) cn21-1170/tq 3）孫勤 劉蘇 我國(guó)氯堿行業(yè)鹽水精制工藝評(píng)述4、 發(fā)體日期：5、 完成日期：系主任簽字： 東明萬(wàn)海氯堿10萬(wàn)噸/年離子膜燒堿一次鹽水精制方案的選擇摘要：東明萬(wàn)海氯堿10萬(wàn)噸/年離子膜燒堿一次鹽水精制項(xiàng)目，主要采用目前能滿足離子膜燒堿一次鹽水要求的比較成熟的“預(yù)處理+hvm膜”工藝。由于我國(guó)的工業(yè)用原鹽中ca、mg及toc、有機(jī)物、其他重金屬離子含量較高，甚至存在ca、mg離子倒掛等現(xiàn)象，難以滿足離子膜燒堿工藝的要求，故必須對(duì)這些雜質(zhì)進(jìn)行脫除，目前采用的“預(yù)處理+hvm膜”工藝

4、能有效的脫除一次鹽水的ca、mg及toc、有機(jī)物、其他重金屬離子，達(dá)到離子膜燒堿配套的二次鹽水的原料要求，使一次鹽水中ca2+mg2+離子含量低于1ppm以下，為二次鹽水精制（螯合吸附）提供合格的原料。關(guān)鍵詞： 工業(yè)用原鹽 一次鹽水 道爾澄清桶 預(yù)處理+hvm膜 九思膜 ca2+mg2+含量 引 言1、 氯堿化工簡(jiǎn)介naoh、cl2和h2都是重要的化工生產(chǎn)原料，可以進(jìn)一步加工成多種化工產(chǎn)品，廣泛用于各工業(yè)。所以氯堿工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。 我國(guó)最早的氯堿工廠是1930年投產(chǎn)的上海天原電化廠（現(xiàn)上海天原化工廠的前身），日產(chǎn)燒堿2t。到1949年解放時(shí)，全國(guó)只有少數(shù)幾家

5、氯堿廠，燒堿年產(chǎn)量?jī)H1.5萬(wàn)噸，氯產(chǎn)品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。 近年來(lái)，我國(guó)的氯堿工業(yè)在產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、生產(chǎn)技術(shù)等方面都得到很大發(fā)展。到1990年，燒堿產(chǎn)量達(dá)331萬(wàn)噸，僅次于美國(guó)和日本，位于世界第三位。1995年，燒堿產(chǎn)量達(dá)496萬(wàn)噸，其中用離子交換膜電解法生產(chǎn)的達(dá)56.2萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的11.3%。預(yù)計(jì)到2000年，燒堿年產(chǎn)量將達(dá)540萬(wàn)噸，其中用離子膜電解法生產(chǎn)的將達(dá)180萬(wàn)噸，占33.3%。一次鹽水精制是氯堿的龍頭，一般進(jìn)過(guò)精制后的鹽水經(jīng)二次精制鹽水后進(jìn)入電解槽進(jìn)行電離，然后電解生產(chǎn)燒堿、氯氣、氫氣等產(chǎn)品。2、 一次鹽水工藝簡(jiǎn)介2.1道爾澄清桶+砂濾器+碳素管精密過(guò)濾器”鹽水精

6、制工藝工藝流程：出化鹽桶的粗鹽水經(jīng)反應(yīng)器與精制劑na2co3溶液、bacl2溶液及naoh溶液進(jìn)行反應(yīng)，是溶解在粗鹽水中的mg2+/ca2+/so42+生成不溶于水的mg（oh）2、caco3及baso4沉淀而懸浮在精鹽水中，反應(yīng)器出來(lái)的粗鹽水由泵打入澄清桶的高位槽，將助沉劑聚丙烯酸鈉加入高位槽中，由高位槽出來(lái)的粗鹽水靠位差流入道爾澄清桶中，粗鹽水中懸浮的雜質(zhì)慢慢沉到澄清桶的底部，澄清后的清鹽水從澄清桶上部靠位差流入虹吸式砂濾器中，鹽水經(jīng)過(guò)濾層后，較大的懸浮顆粒被截留，出砂濾器的一次精鹽水進(jìn)入一次精鹽水儲(chǔ)罐，供二次精制使用。 澄清桶底部的鹽泥定期排入泥漿池，用泥漿泵打入壓濾機(jī)洗滌、壓縮，回收其

7、中的nacl，洗水進(jìn)入化鹽桶重新利用。2.2“預(yù)處理+膜分離”的鹽水精制新工藝此項(xiàng)工藝發(fā)明于20世紀(jì)80年代初，美國(guó)氯堿行業(yè)鹽水精制工藝開(kāi)始采用無(wú)需助沉劑的多孔ptfe/pp或ptfe無(wú)防布復(fù)合濾膜技術(shù)，本技術(shù)特點(diǎn)是先除鎂，后除鈣。本精制工藝核心設(shè)備是過(guò)濾精度很高的hvm膜過(guò)濾器。由于hvm膜易受氫氧化鎂、有機(jī)物的污染而大大降低過(guò)濾速度，因而采用了預(yù)處理工藝與hvm膜過(guò)濾器搭配，實(shí)行先經(jīng)過(guò)預(yù)處理器除鎂離子、有機(jī)物后，再經(jīng)過(guò)hvm膜過(guò)濾器除鈣離子的工藝，使過(guò)濾鹽水達(dá)到較高的質(zhì)量，直接滿足二次精制的要求。粗鹽水經(jīng)預(yù)處理器處理后，仍含有少量的機(jī)械雜質(zhì)、大量的鈣離子及微量的氫氧化鎂，因此需加入一定量的

8、碳酸鈉充分反應(yīng)后，粗鹽水在一定壓力下通過(guò)hvm膜，使雜質(zhì)被隔阻，從而得到合格的過(guò)濾鹽水。 一次鹽水包括配水、化鹽、前反應(yīng)、預(yù)處理、后反應(yīng)、膜過(guò)濾、中和、鹽泥壓濾、精制等過(guò)程。2.3陶瓷膜鹽水精制技術(shù)南京陶瓷科技有限公司自2004年起，進(jìn)行無(wú)機(jī)陶瓷膜鹽水精制技術(shù)的研究，并探討其在氯堿行業(yè)中的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用?；}桶出來(lái)的粗鹽水加入精制劑在反應(yīng)槽內(nèi)反應(yīng)后，直接進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器，過(guò)濾去除精制反應(yīng)的全部懸浮粒子，保證一次精鹽水中的ss在1104以下，一次精鹽水可直送至二次精制螯合精制以供離子膜法制燒堿裝置。陶瓷膜過(guò)濾器固液分離采用錯(cuò)流過(guò)濾方式，與終端過(guò)濾不同的是錯(cuò)流過(guò)濾存在著滲透和循環(huán)液體兩股液體。系統(tǒng)連續(xù)

9、運(yùn)行，無(wú)需頻繁進(jìn)行及排出物料。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，對(duì)膜組件進(jìn)行周期性的化學(xué)清洗再生，系統(tǒng)能力可完全恢復(fù)。3、 工藝原理介紹3.1化鹽 3.1.1原鹽性質(zhì)鹽的化學(xué)名稱(chēng)是氯化鈉，白色四方結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，因含雜質(zhì)的不同，分別呈灰、褐等顏色；分子式nacl，分子量58.44，熔點(diǎn)800.4，沸點(diǎn)1413，易溶于水，微有潮解性。由于工業(yè)鹽中含有易吸收空氣中水份的氯化鈣、氯化鎂雜質(zhì)而潮解結(jié)塊。氯化鈉的溶解度如下表所示：溫度0102030405060708090溶解度26.3426.3526.4326.5626.7126.8927.0927.3027.5327.80溶解度g/l316.2316.7317.231

10、7.6318.1319.2320.5321.8323.3329.3 氯堿工業(yè)的主要原料為原鹽。世界上的鹽大部分存在于海水中，地殼的變動(dòng)使內(nèi)陸沉積有湖鹽、井鹽、巖鹽。目前我國(guó)氯堿廠所用的原鹽以海鹽為主，為降低堿的成本，內(nèi)地企業(yè)的氯堿廠也有利用當(dāng)?shù)睾}、巖鹽及井鹽的資源進(jìn)行制堿，部分廠還采用全鹵制堿。由于這些原料中含有大量的ca2+、mg2+、so42-，重金屬等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，以及細(xì)菌、藻類(lèi)殘?bào)w、腐殖酸等天然有機(jī)物和機(jī)械雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在化鹽時(shí)會(huì)被帶入鹽水中，如不徹底去除將會(huì)有可能隨著鹽水通過(guò)樹(shù)脂塔，造成樹(shù)脂交換能力下降，進(jìn)入電解槽，導(dǎo)致離子膜電解效率降低，嚴(yán)重破壞電解槽的正常生產(chǎn)，因此必須除去這些雜質(zhì)

11、，以滿足電解生產(chǎn)的要求。 3.1.2鹽質(zhì)量對(duì)鹽水精制的影響 雜質(zhì)含量影響精制劑的消耗及精制操作，如果鹽水中鈣、鎂、硫酸根等離子及天然有機(jī)物含量高，則要增加精制劑、燒堿、純堿、氯化鋇、次氯酸鈉、鐵鹽的用量，從而增加費(fèi)用影響生產(chǎn)成本。影響設(shè)備能力的發(fā)揮，如果鹽水中雜質(zhì)的含量高，特別是天然有機(jī)物、鎂、鈣、硫酸根等離子，將直接影響化鹽、精制設(shè)備的效率。 3.1.3對(duì)工業(yè)鹽質(zhì)量的要求 a氯化鈉含量要高。 b化學(xué)雜質(zhì)如：氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈣、硫酸鈉等含量要少，鎂、鈣比值要小。 c不溶于水的機(jī)械雜質(zhì)要少。 d鹽顆粒要粗。 e天然有機(jī)物和菌、藻、腐殖酸等要低。 3.1.4化鹽溫度為制得飽和鹽水，生產(chǎn)采用熱法

12、化鹽。這是因?yàn)椋?a由氯化鈉在水中的溶解度表可以看出，鹽的溶解度隨溫度的升高而稍有增加。 b鹽的溶解速度隨溫度升高而增加，熱法化鹽可縮短鹽水達(dá)到飽和的時(shí)間。 c溫度愈高，在飽和鹽水中生成mg(oh)2、caco3、baso4的反應(yīng)越快越徹底，可促進(jìn)懸浮物反應(yīng)完全，加速沉降物的沉降速度。 d鹽水的過(guò)濾速度與粘度、鹽泥的形態(tài)、顆粒的大小、架橋性能等多種因素有關(guān)，提高鹽水溫度，可以使鹽水粘度和比重減小，使鹽泥形成較大顆粒，過(guò)濾速度增加，有利于過(guò)濾。 綜上所述，提高溫度對(duì)鹽水精制的各個(gè)工序都有好處，但過(guò)高的溫度會(huì)帶來(lái)能耗的加大，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證，化鹽溫度一般控制在5060之間，58為最佳。系統(tǒng)過(guò)程的

13、溫度不宜下降太快，化鹽出口溫度與過(guò)濾前鹽水溫差不宜大于3；因此，設(shè)備及管道都應(yīng)盡量縮短或進(jìn)行保溫。 3.1.5鹽水的濃度鹽水濃度的變化會(huì)引起過(guò)濾過(guò)程中鹽結(jié)晶析出，影響過(guò)濾能力和濾膜的壽命。過(guò)濾鹽水應(yīng)是不飽和或飽和的，但由于后者很難控制得當(dāng)，因此要求鹽水中nacl含量在300310g/l。如過(guò)飽和的鹽水進(jìn)過(guò)濾器，當(dāng)溫度下降較多，會(huì)出現(xiàn)nacl結(jié)晶析出。這不僅會(huì)堵塞hvm膜孔，造成過(guò)濾阻力增加，同時(shí)nacl結(jié)晶在進(jìn)行過(guò)程中會(huì)使hvm膜受到機(jī)械損壞，縮短使用壽命。3.2脫硫酸根 由于鹽水生產(chǎn)中原鹽帶入一定量的硫酸根離子，與脫氯過(guò)程中產(chǎn)生的硫酸根，離子膜電解生產(chǎn)中硫酸根離子不能隨產(chǎn)品帶走，硫酸根離子在

14、生產(chǎn)系統(tǒng)中累積增加。如果鹽水中so42-含量高，則na2so4會(huì)沉積在離子膜中，使電流效率下降。so42-還會(huì)阻礙cl-放電，促使oh-放電，產(chǎn)生o2，造成氯中含o2量增加，氯氣純度降低。o2還會(huì)腐蝕陽(yáng)極。為了防止硫酸鹽在鹽水系統(tǒng)中積累，本工藝采用部分淡鹽水添加bacl2的方法脫除硫酸根。芒硝是自然界中含鈉硫酸鹽類(lèi)化合物的總稱(chēng)，硫酸根常以硫酸鈉、硫酸鈣的形式存在于粗鹽水中，所以脫硫酸根又稱(chēng)為除硝。加入氯化鋇溶液與so42-反應(yīng)生成不溶的硫酸鋇沉淀。反應(yīng)如下:so42-+bacl2=baso4+2cl- 在ph值為8.5時(shí)so42-和ba2+反應(yīng)生成顆粒狀的沉淀，易于沉降，所以除硫酸根鹽水在加入

15、bacl2前，設(shè)加酸管線，添加31%鹽酸。氯化鋇為白色固體粉末，分子式bacl2，分子量208.4，沸點(diǎn)1560,溶于水，不溶于乙醇、丙酮，微溶于乙酸、硫酸，未有特殊的燃燒爆炸特性，應(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)倉(cāng)間內(nèi)，遠(yuǎn)離火種、熱源，保持容器密封，應(yīng)與氧化劑、酸類(lèi)、食用化工原料分開(kāi)存放，搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞，分裝和搬運(yùn)作業(yè)要注意個(gè)人防護(hù)，本品屬高毒類(lèi)。本工序使用含量大于98的工業(yè)固體bacl2 2h2o，配成20wt的bacl2水溶液。 溶液中鋇離子的存在比硫酸根對(duì)電解部分的影響更大。加入精制氯化鋇不應(yīng)過(guò)量，以保證除硫酸根后鹽水中硫酸根的濃度應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)so42-平衡不增加為準(zhǔn)，一般控制一

16、次粗鹽水中硫酸根含量5g/l，否則將增加離子交換樹(shù)脂的負(fù)荷，而且一旦發(fā)生ba2+泄漏進(jìn)入電槽，就會(huì)和oh生成ba(oh)2沉淀，堵塞離子膜。 根據(jù)全系統(tǒng)物料平衡確定初始投加20wt的bacl2溶液量，生產(chǎn)中定時(shí)檢測(cè)，根據(jù)鹽水中分析的硫酸根量，調(diào)整氯化鋇溶液的投加量。3.3除去有機(jī)物由于工業(yè)原鹽中存在菌藻類(lèi)、腐殖酸及不溶性泥沙等機(jī)械雜質(zhì)，并隨化鹽過(guò)程進(jìn)入鹽水中。鹽水中的菌藻類(lèi)會(huì)分泌出一種粘液，與腐殖酸等天然有機(jī)物混合在一起很難過(guò)濾，增加了鹽泥量和過(guò)濾器運(yùn)行負(fù)荷，大大影響hvm膜的過(guò)濾鹽水量，會(huì)造成過(guò)濾器處理能力降低及運(yùn)行周期縮短。如穿過(guò)濾膜進(jìn)入樹(shù)脂塔，會(huì)造成樹(shù)脂塔樹(shù)脂結(jié)塊，交換能力下降，導(dǎo)致鹽水

17、的質(zhì)量下降，離子膜效率降低，嚴(yán)重破壞電解槽的正常生產(chǎn)。因此（總有機(jī)物）toc必須在控制范圍內(nèi)。為了殺死菌藻類(lèi)并分解有機(jī)物，需在粗鹽水進(jìn)前反應(yīng)槽之前，在2#折流槽d0102內(nèi)投加有效氯10的工業(yè)次氯酸鈉。鹽水中的菌藻類(lèi)、腐殖酸等天然有機(jī)物被次氯酸鈉氧化分解成為小分子，最終通過(guò)鐵鹽的吸附和共沉淀作用，在預(yù)處理器中被預(yù)先除去，一部分不溶性機(jī)械雜質(zhì)也被同時(shí)除去。這是提高過(guò)濾能力、提高精制效率的有效手段。次氯酸鈉：分子式naclo，分子量74.5。 游離氯對(duì)破壞菌藻類(lèi)、有機(jī)物非常重要，投加量少，不能徹底消除菌藻類(lèi)、有機(jī)物，投加量多會(huì)影響離子交換樹(shù)脂的壽命。 為了確保鹽水中的菌藻類(lèi)、腐殖酸等天然有機(jī)物被次

18、氯酸鈉氧化分解成為小分子，次氯酸鈉應(yīng)過(guò)量投加，使過(guò)濾時(shí)鹽水中的游離氯濃度保持在13mg/l為宜。次氯酸鈉加入量應(yīng)隨著原料鹽種的變化而作相應(yīng)調(diào)整，同時(shí)應(yīng)保證進(jìn)入精鹽水罐的精制鹽水的游離氯被除盡，以防止離子交換樹(shù)脂中毒失效。在投加naclo溶液的同時(shí)，定期檢測(cè)進(jìn)過(guò)濾器鹽水的游離氯濃度，再根據(jù)檢測(cè)結(jié)果適量增減naclo溶液的投加量。如游離氯低于1mg/l或未檢出，說(shuō)明次氯酸鈉或未脫氯淡鹽水加入量偏低，或原料中所含菌藻類(lèi)、腐殖酸等天然有機(jī)物較高，應(yīng)加大次氯酸鈉或未脫氯淡鹽水的加入量。如游離氯高于3mg/l，說(shuō)明次氯酸鈉或未脫氯淡鹽水加入量偏高，或原料中所含菌藻類(lèi)、腐殖酸等天然有機(jī)物較低，應(yīng)減少次氯酸鈉

19、或未脫氯淡鹽水的加入量。按下式計(jì)算初始投加2%naclo溶液量： q12q2 (單位l/h，按20mg/l計(jì)） 式中：q1naclo溶液投加量，(l/h) q2處理粗鹽水量，(m3/h)3.4鎂的除去鎂常以氯化鎂、硫酸鎂的形式存在于粗鹽水中。在鹽水中加入燒堿溶液，使氫氧化鈉和鹽水中的mg2+反應(yīng)生成不溶性的氫氧化鎂沉淀。mgcl2+2naoh=mg(oh)2+2nacl mg2+與oh在ph值約為8時(shí)開(kāi)始反應(yīng)，ph值為10.511.5時(shí)反應(yīng)迅速完成，形成膠狀絮凝物。在naoh過(guò)量約0.2g/l時(shí)，鹽水中含mg2+可小于1ppm。為了使反應(yīng)完全，精制劑naoh的加入量必須超過(guò)反應(yīng)式的理論需要量，

20、本工藝控制氫氧化鈉的過(guò)堿量為0.10.3g/l。本反應(yīng)速度快，為工藝中的前反應(yīng)幾乎瞬間完成。3.5預(yù)處理化鹽后的粗鹽水中含有大量的氫氧化鎂沉淀，沉淀為膠狀絮片，極難沉降，同時(shí)也不利于hvm膜過(guò)濾器的正常操作，故采用預(yù)處理器將氫氧化鎂先行除去。首先，將粗鹽水通過(guò)加壓溶氣罐，罐內(nèi)保持0.25mpa左右的壓力，在壓力的作用下使粗鹽水溶解一定量空氣（一般每立方粗鹽水能溶解5升空氣），并在預(yù)處理器進(jìn)口加fecl3。當(dāng)粗鹽水進(jìn)入預(yù)處理器后，壓力忽然下降，粗鹽水中的空氣析出，產(chǎn)生大量的細(xì)微氣泡，細(xì)微氣泡在絮凝劑的作用下與鹽水中的機(jī)械雜質(zhì)形成假比重較低的顆粒一起上浮，在預(yù)處理器上表面形成浮泥，通過(guò)上排泥口定時(shí)

21、排放，部分較重顆粒下沉形成沉泥，通過(guò)下排泥口排出，清液自清液口流出。 投加鐵鹽精制劑是為了吸附天然有機(jī)物并共沉淀去除。三氯化鐵進(jìn)入粗鹽水后即快速水解形成氫氧化鐵，由于氫氧化鐵有非常大的比表面積，它可以中和顆粒的電性，吸附有機(jī)物，同時(shí)作為無(wú)機(jī)絮凝劑，包裹氫氧化鎂膠體和其它較難沉降的鹽泥，被釋放的微小氣泡托浮至預(yù)處理器液面。鐵鹽是保證預(yù)處理效果的一種關(guān)鍵精制劑，根據(jù)原鹽的狀況一般每立方米鹽水投加515ppm的鐵鹽可以有效地吸附天然有機(jī)物，提高過(guò)濾能力。 三氯化鐵化學(xué)式fecl3，分子量163,黑色粉末,易溶于水,具有很強(qiáng)的氧化性,對(duì)鐵、銅等金屬腐蝕特別強(qiáng)，水溶液呈酸性。在生產(chǎn)過(guò)程中，將固體三氯化鐵

22、用自來(lái)水溶解成1%左右的fecl3水溶液供生產(chǎn)使用。按每立方鹽水3升投加，并根據(jù)原鹽質(zhì)量及預(yù)處理器狀況，適量增減fecl3溶液的投加量。按下式計(jì)算初始投加1%fecl3溶液量: q14.5q2（單位l/h，按15mg/l計(jì)） 式中：q1fecl3溶液投加量，(l/h) q2處理粗鹽水量，(m3/h) 由于每立方鹽水僅能溶解5升空氣，因此它所能浮上的氫氧化鎂量也是一定的，超過(guò)設(shè)計(jì)范圍將會(huì)直接影響預(yù)處理器的運(yùn)行效果，使預(yù)處理器出水渾濁。正常情況下溶氣壓力應(yīng)保持在0.25mpa左右，若壓力過(guò)低將無(wú)法正常溶氣，壓力過(guò)高將會(huì)降低泵的輸送能力。3.6鈣的除去 鈣離子一般以氯化鈣和硫酸鈣的形式存在于原鹽中，

23、精制時(shí)向粗鹽水中加碳酸鈉溶液，使碳酸鈉和鹽水中的ca2+反應(yīng)，生成不溶性的碳酸鈣沉淀。碳酸鈣可作為hvm膜過(guò)濾的助濾劑。此反應(yīng)為本工藝中的后反應(yīng)。其反應(yīng)式如下：ca2+ + co32- caco3 本反應(yīng)速度較慢，如碳酸鈉按理論用量加入時(shí)，需攪拌幾個(gè)小時(shí)才能沉淀完全。在一定溫度下ca2+是否除得徹底，決定兩個(gè)因素，即反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短和碳酸鈉過(guò)量程度。若碳酸鈉過(guò)量0.5g/l，溫度高于45，則在半小時(shí)內(nèi)可以完全反應(yīng)，鹽水中的ca2+含量可小于1ppm。此反應(yīng)完全程度直接影響hvm膜過(guò)濾器出口的精鹽水質(zhì)量，為使反應(yīng)完全，將ca2+除凈，加入量必須稍超過(guò)反應(yīng)式的理論需要量，一般控制碳酸鈉過(guò)堿量為0.20

24、.4g/l。 碳酸鈉，俗稱(chēng)純堿或蘇打，分子式na2co3，分子量106，密度2.532，白色粉末或結(jié)晶細(xì)粒，味澀，易溶于水呈強(qiáng)堿性，純度98。高溫下可分解，生成氧化鈉和二氧化碳。長(zhǎng)期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳，生成碳酸氫鈉，并結(jié)成硬塊。本工序配成10%wt的水溶液。3.7hvm膜過(guò)濾3.7.1膜結(jié)構(gòu)及過(guò)濾原理 聚四氟乙烯經(jīng)特殊拉伸后形成不規(guī)則多孔膜形態(tài)，孔徑約0.5微米，極薄的ptfe膜被復(fù)合在經(jīng)加強(qiáng)的pp或ptfe無(wú)紡布上，最后經(jīng)表面處理使ptfe膜由疏水性轉(zhuǎn)為親水性。過(guò)濾時(shí)液體中的懸浮物被全部截留在薄膜的表面，由于薄膜具有極佳的不粘性和非常小的摩擦系數(shù)，因而薄膜濾料不易產(chǎn)生堵

25、塞的現(xiàn)象。這樣在不增加運(yùn)行負(fù)荷的情況下既保證了液體的最大通量，同時(shí)也有效地收集了液體中的固體顆粒。質(zhì)密、多孔、光滑的聚四氟乙烯(ptfe)薄膜使固體顆粒的穿透接近零，它的低摩擦系數(shù)，化學(xué)穩(wěn)定性和表面光滑的特點(diǎn)使過(guò)濾壓力僅需0.050.1mpa，并且薄膜的表面極為容易清理。它以極為短暫以秒計(jì)算的清膜時(shí)間，使過(guò)濾過(guò)程基本達(dá)到連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)聚四氟乙烯又是一種強(qiáng)度很高的材料，使濾料壽命大大高于常規(guī)濾料。 3.7.2hvm膜由新加坡凱發(fā)公司制造的hvm膜，是一種全四氟乙烯整體管式多孔膜。該種膜技術(shù)源自人造血管技術(shù)，采用特殊拉伸技術(shù)，制造外壁孔小、內(nèi)壁孔大的多孔膜，經(jīng)表面處理后用于特殊液體的過(guò)濾。此種膜具

26、ptfe的優(yōu)良化學(xué)及物理性質(zhì)，膜孔徑為0.220.5微米，過(guò)濾效果尤勝于孔徑0.5微米ptfe/pp復(fù)合膜。hvm膜的過(guò)濾方法與眾不同，它是以薄膜濾料達(dá)到真正的表面過(guò)濾效果，其好處是：使液體中的懸浮物被全部截留在薄膜的表面，由于薄膜具有極佳的不粘性和非常小的摩擦系數(shù)，因而薄膜濾料不易產(chǎn)生堵塞的現(xiàn)象。這樣在不增加運(yùn)行負(fù)荷的情況下既保證了液體的最大通量，同時(shí)也有效地收集了液體中的固體顆粒，而其優(yōu)勢(shì)在于其獨(dú)特的管式整體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有膜剝離、撕裂、腐蝕等現(xiàn)象，高效長(zhǎng)壽。 3.7.3hvm膜過(guò)濾器hvm膜過(guò)濾器通過(guò)專(zhuān)用的自控系統(tǒng)對(duì)hvm膜過(guò)濾器的各執(zhí)行部分控制，降低了操作強(qiáng)度，方便了企業(yè)管理，提高了生產(chǎn)的自

27、動(dòng)化運(yùn)行程度，同時(shí)也提高了生產(chǎn)的精度和可靠性。隨hvm膜過(guò)濾器設(shè)備配套使用的還有hvm撓性閥門(mén)，該閥門(mén)獨(dú)特的性能如：開(kāi)閉速度極快、可含雜關(guān)閉、不堵塞無(wú)腐蝕等等，確保了過(guò)濾器正常運(yùn)行和保障過(guò)濾器定期反沖洗膜的條件。hvm薄膜液體過(guò)濾器特點(diǎn)可總結(jié)為： a極小的占地面積，安裝方便、迅速，對(duì)土建要求低。 b膜孔徑為0.220.5微米，過(guò)濾精度極高，一次性過(guò)濾即可將污液中幾乎全部的懸浮物過(guò)濾掉，而且對(duì)污液懸浮物含量的適應(yīng)范圍極寬。 c整個(gè)運(yùn)行過(guò)程全部自動(dòng)控制，無(wú)需人工管理，操作檢修工作量小。 d獨(dú)特的閥門(mén)設(shè)計(jì)-迅速、可靠、防堵塞。 e整個(gè)設(shè)備的特殊防腐處理，可適合寬廣的酸堿要求。 f低壓過(guò)濾、低壓反沖，

28、大大減少了能量的消耗。 g寬廣的使用溫度范圍。 h其獨(dú)特的管式整體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有膜剝離、撕裂、腐蝕等現(xiàn)象，高效長(zhǎng)壽。 i hvm膜的整體結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵。hvm膜過(guò)濾器適用于對(duì)顆粒大于0.5微米懸浮物的除去，被廣泛應(yīng)用于制堿、制鹽行業(yè)飽和鹽水的精制，無(wú)機(jī)廢水、料液的過(guò)濾及超濾的預(yù)處理。3.8中和為中和掉精制過(guò)程中投入的過(guò)量堿，降低鹽水的ph值和除去游離氯，生產(chǎn)過(guò)程中在3#折流槽加入高純鹽酸和亞硫酸鈉溶液，發(fā)生下列反應(yīng)：oh-+hcl=cl-+h2oclo-+na2so3= na2so4+cl-3.9壓濾壓濾機(jī)用于固體和液體的分離。與其它固液分離設(shè)備相比，壓濾機(jī)過(guò)濾后的泥餅有更高的含固率和優(yōu)良的分

29、離效果。固液分離的基本原理是：混合液流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)（濾布），固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過(guò)濾泥餅。而濾液部分則滲透過(guò)濾布，成為不含固體的清液。隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，濾餅過(guò)濾開(kāi)始，泥餅厚度逐漸增加，過(guò)濾阻力加大。過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng)，分離效率越高。特殊設(shè)計(jì)的濾布可截留粒徑小于1m的粒子。壓濾機(jī)除了優(yōu)良的分離效果和泥餅含固率高外，還可提供進(jìn)一步的分離過(guò)程：在過(guò)濾的過(guò)程中可同時(shí)結(jié)合對(duì)過(guò)濾泥餅進(jìn)行有效的洗滌。從而粗鹽水中的氯化鈉可得到回收并且可以獲得過(guò)濾泥餅。4、 一次鹽水各工藝特點(diǎn)對(duì)比4.1道爾澄清桶+砂濾器+碳素管精密過(guò)濾器”鹽水精制工藝特點(diǎn)1）工藝比較成熟，該工藝有20年的時(shí)間，現(xiàn)在仍有不少使用

30、廠家。 2）設(shè)備材質(zhì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使用壽命長(zhǎng)。3）操作方便，正常工作時(shí)無(wú)需人員操作。4）占地面積大。5）一次精鹽水的質(zhì)量不穩(wěn)定，受原鹽的質(zhì)量影響易發(fā)生返渾現(xiàn)象。6）一旦設(shè)備發(fā)生泄漏，維修比較繁瑣。4.2“預(yù)處理+膜分離”的鹽水精制工藝特點(diǎn)1）工藝簡(jiǎn)單、流程短，鹽水中的懸浮物從1000-10000mg/l降至1mg/l，完全可直接進(jìn)入螯合樹(shù)脂進(jìn)行二次精制以供離子膜電解槽使用。2）液固分離一次完成，無(wú)需其他附屬設(shè)備。3）過(guò)濾精度和鹽水質(zhì)量穩(wěn)定。4）處理能力大，節(jié)約資金。5）操作簡(jiǎn)單，全自動(dòng)控制，與傳統(tǒng)工藝相比大大降低了人員的操作強(qiáng)度。6)降低了對(duì)原鹽質(zhì)量的要求，特別是解決了我國(guó)原鹽質(zhì)量差的狀況，使得離

31、子膜制堿大量迅速普及。7）整個(gè)設(shè)備采用特殊防腐處理，可適合較寬范圍的酸堿度液體要求。4.3陶瓷膜鹽水精制技術(shù)1）投資費(fèi)用低。以1套10萬(wàn)噸/年燒堿生產(chǎn)裝置為例，傳統(tǒng)鹽水精制工藝投資需900萬(wàn)元，聚合膜過(guò)濾需800萬(wàn)元左右，陶瓷膜過(guò)濾需550萬(wàn)元。 2）運(yùn)行費(fèi)用低。聚合膜按3年更換1次，聚合膜折合噸堿費(fèi)用為2.63元。陶瓷膜過(guò)濾器保質(zhì)期為5年，元件損耗折合噸堿2.55元，并取消了絮凝劑，故運(yùn)行費(fèi)用最低。 3）流程短，設(shè)備少，占地少。4）尚處于中試階段，無(wú)成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)以上情況綜合考慮，從各工藝成熟程度及各廠家的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合山東原鹽鎂離子含量較高的現(xiàn)實(shí)情況，決定選擇比較成熟、可靠的“預(yù)處理

32、+膜分離”的鹽水精制工藝。這樣先加入氫氧化鈉利用預(yù)處理器除去粗鹽水中的鎂離子，然后加入碳酸鈉除去粗鹽水中的鈣離子分開(kāi)除去，能充分利用地理優(yōu)勢(shì)，利用山東富產(chǎn)的海鹽進(jìn)行生產(chǎn)，與離子膜生產(chǎn)工藝相配套，同時(shí)又節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用。5“預(yù)處理+膜分離”工藝流程訴述5.1脫硫酸根來(lái)自電解工序的脫氯淡鹽水中的硫酸根超標(biāo)時(shí)，在1#折流槽加入來(lái)自高純鹽酸高位槽的濃度為31%的高純鹽酸，調(diào)節(jié)ph值為8.5左右。氯化鋇在氯化鋇配制槽配制成濃度為152%的氯化鋇溶液，用氯化鋇溶液泵送入1#折流槽，與淡鹽水中的硫酸根混合反應(yīng)后流入澄清槽，澄清去除硫酸鋇沉淀。從澄清槽上部流出的清液進(jìn)入配水槽參與配水，硫酸鋇鹽泥排入渣池。

33、5.2配水工業(yè)水、來(lái)自電解的返回過(guò)濾鹽水、脫氯淡鹽水、脫硫酸根后的淡鹽水、來(lái)自板框壓濾機(jī)的濾液、再生系統(tǒng)回收鹽水、鹵水、氫氣洗滌液及機(jī)泵冷卻水等直接進(jìn)配水槽進(jìn)行配水。上述各部分水在配水槽中混合后作為化鹽水，由溶鹽桶給料泵經(jīng)化鹽水換熱器加熱到553，送入溶鹽桶底部。5.3化鹽原鹽由裝載機(jī)加入皮帶機(jī)始端上部的漏斗，使漏斗內(nèi)保持有一定量的鹽層。皮帶機(jī)通過(guò)開(kāi)停電機(jī)滾筒將原鹽經(jīng)計(jì)量秤連續(xù)加入溶鹽桶，保持溶鹽桶始終滿鹽。溫度為553的化鹽水從化鹽桶底部與鹽層呈逆向流動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)一定高度的原鹽，溶解原鹽并達(dá)到飽和后，溢流至2#折流槽。沉積于桶底的泥砂則定期從化鹽桶底部的出泥孔清除。5.4前反應(yīng)來(lái)自氫氧化鈉高位槽的32%氫氧化鈉和來(lái)自次氯酸鈉高位槽的10%次氯酸鈉溶