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1、山东化工职业学院毕 业 论 文题目：10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择年级专业：学生姓名：指导教师：导师单位： 山东化工职业学院化学工程系 论文完成时间：2012年11月18日指导教师评语： 指导教师签字： 年 月 日审阅人评语：审阅人签字： 年 月 日答辩委员会评语与毕业论文成绩： 主任签字： 年 月 日备注：山东化工职业学院毕 业 设 计（论文）评 定 表专业高分子材料应用技术姓名周数班级2009级学号课题名称10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制工艺方案的选择指导教师或答辩小组评语 签名： 年 月 日系意见 盖章 年 月 日成绩备注山东化工职业学院毕 业 设 计（论文）任 务 书设
2、计者：合作责：指导教师：课题名称：10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制工艺方案的选择 1、 设计目的1） 运用已经学过的各门功课的知识，结合生产实习过程，研究进行一次盐水精制的方法。2） 培养学生独立工作及发行问题、分析问题、解决问题的综合能力。培养学生认真的学风和踏实的工作作风。3） 对学生的知识面，掌握知识的深度，理论结合实际的能力，实验能力，外语水平，计算机运用水平，书面及口头表达能力进行考核。2、 设计要求：1） 要有结合某项实际、具体项目的设计能进行独立的论证，并要做技术含量较高。2） 设计或论文应该在教学计划所规定的时限内按时完成。3） 书面材料、框架及字数应符合设计及论文的规定等。
3、3、 参考文献： 1） 曾之平 王扶明主编：化工工艺学化学工业出版社 2005 2）氯碱工业 CN21-1170/TQ 3）孙勤 刘苏 我国氯碱行业盐水精制工艺评述4、 发体日期：5、 完成日期：系主任签字： 东明万海氯碱10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择摘要：东明万海氯碱10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制项目，主要采用目前能满足离子膜烧碱一次盐水要求的比较成熟的“预处理+HVM膜”工艺。由于我国的工业用原盐中Ca、Mg及TOC、有机物、其他重金属离子含量较高，甚至存在Ca、Mg离子倒挂等现象，难以满足离子膜烧碱工艺的要求，故必须对这些杂质进行脱除，目前采用的“预处理+HVM膜”工艺
4、能有效的脱除一次盐水的Ca、Mg及TOC、有机物、其他重金属离子，达到离子膜烧碱配套的二次盐水的原料要求，使一次盐水中Ca2+Mg2+离子含量低于1ppm以下，为二次盐水精制（螯合吸附）提供合格的原料。关键词： 工业用原盐 一次盐水 道尔澄清桶 预处理+HVM膜 九思膜 Ca2+Mg2+含量 引 言1、 氯碱化工简介NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。 我国最早的氯碱工厂是1930年投产的上海天原电化厂（现上海天原化工厂的前身），日产烧碱2t。到1949年解放时，全国只有少数几家
5、氯碱厂，烧碱年产量仅1.5万吨，氯产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。 近年来，我国的氯碱工业在产量、质量、品种、生产技术等方面都得到很大发展。到1990年，烧碱产量达331万吨，仅次于美国和日本，位于世界第三位。1995年，烧碱产量达496万吨，其中用离子交换膜电解法生产的达56.2万吨，占总产量的11.3%。预计到2000年，烧碱年产量将达540万吨，其中用离子膜电解法生产的将达180万吨，占33.3%。一次盐水精制是氯碱的龙头，一般进过精制后的盐水经二次精制盐水后进入电解槽进行电离，然后电解生产烧碱、氯气、氢气等产品。2、 一次盐水工艺简介2.1道尔澄清桶+砂滤器+碳素管精密过滤器”盐水精
6、制工艺工艺流程：出化盐桶的粗盐水经反应器与精制剂Na2CO3溶液、BaCl2溶液及NaOH溶液进行反应，是溶解在粗盐水中的Mg2+/Ca2+/SO42+生成不溶于水的Mg（OH）2、CaCO3及BaSO4沉淀而悬浮在精盐水中，反应器出来的粗盐水由泵打入澄清桶的高位槽，将助沉剂聚丙烯酸钠加入高位槽中，由高位槽出来的粗盐水靠位差流入道尔澄清桶中，粗盐水中悬浮的杂质慢慢沉到澄清桶的底部，澄清后的清盐水从澄清桶上部靠位差流入虹吸式砂滤器中，盐水经过滤层后，较大的悬浮颗粒被截留，出砂滤器的一次精盐水进入一次精盐水储罐，供二次精制使用。 澄清桶底部的盐泥定期排入泥浆池，用泥浆泵打入压滤机洗涤、压缩，回收其
7、中的NaCl，洗水进入化盐桶重新利用。2.2“预处理+膜分离”的盐水精制新工艺此项工艺发明于20世纪80年代初，美国氯碱行业盐水精制工艺开始采用无需助沉剂的多孔PTFE/PP或PTFE无防布复合滤膜技术，本技术特点是先除镁，后除钙。本精制工艺核心设备是过滤精度很高的HVM膜过滤器。由于HVM膜易受氢氧化镁、有机物的污染而大大降低过滤速度，因而采用了预处理工艺与HVM膜过滤器搭配，实行先经过预处理器除镁离子、有机物后，再经过HVM膜过滤器除钙离子的工艺，使过滤盐水达到较高的质量，直接满足二次精制的要求。粗盐水经预处理器处理后，仍含有少量的机械杂质、大量的钙离子及微量的氢氧化镁，因此需加入一定量的
8、碳酸钠充分反应后，粗盐水在一定压力下通过HVM膜，使杂质被隔阻，从而得到合格的过滤盐水。 一次盐水包括配水、化盐、前反应、预处理、后反应、膜过滤、中和、盐泥压滤、精制等过程。2.3陶瓷膜盐水精制技术南京陶瓷科技有限公司自2004年起，进行无机陶瓷膜盐水精制技术的研究，并探讨其在氯碱行业中的开发和应用。化盐桶出来的粗盐水加入精制剂在反应槽内反应后，直接进入陶瓷膜过滤器，过滤去除精制反应的全部悬浮粒子，保证一次精盐水中的SS在1104以下，一次精盐水可直送至二次精制螯合精制以供离子膜法制烧碱装置。陶瓷膜过滤器固液分离采用错流过滤方式，与终端过滤不同的是错流过滤存在着渗透和循环液体两股液体。系统连续
9、运行，无需频繁进行及排出物料。长时间运行后，对膜组件进行周期性的化学清洗再生，系统能力可完全恢复。3、 工艺原理介绍3.1化盐 3.1.1原盐性质盐的化学名称是氯化钠，白色四方结晶或结晶性粉末，因含杂质的不同，分别呈灰、褐等颜色；分子式NaCl，分子量58.44，熔点800.4，沸点1413，易溶于水，微有潮解性。由于工业盐中含有易吸收空气中水份的氯化钙、氯化镁杂质而潮解结块。氯化钠的溶解度如下表所示：温度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 氯碱工业的主要原料为原盐。世界上的盐大部分存在于海水中，地壳的变动使内陆沉积有湖盐、井盐、岩盐。目前我国氯碱厂所用的原盐以海盐为主，为降低碱的成本，内地企业的氯碱厂也有利用当地湖盐、岩盐及井盐的资源进行制碱，部分厂还采用全卤制碱。由于这些原料中含有大量的Ca2+、Mg2+、SO42-，重金属等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质，这些杂质在化盐时会被带入盐水中，如不彻底去除将会有可能随着盐水通过树脂塔，造成树脂交换能力下降，进入电解槽，导致离子膜电解效率降低，严重破坏电解槽的正常生产，因此必须除去这些杂质
11、，以满足电解生产的要求。 3.1.2盐质量对盐水精制的影响 杂质含量影响精制剂的消耗及精制操作，如果盐水中钙、镁、硫酸根等离子及天然有机物含量高，则要增加精制剂、烧碱、纯碱、氯化钡、次氯酸钠、铁盐的用量，从而增加费用影响生产成本。影响设备能力的发挥，如果盐水中杂质的含量高，特别是天然有机物、镁、钙、硫酸根等离子，将直接影响化盐、精制设备的效率。 3.1.3对工业盐质量的要求 a氯化钠含量要高。 b化学杂质如：氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸钠等含量要少，镁、钙比值要小。 c不溶于水的机械杂质要少。 d盐颗粒要粗。 e天然有机物和菌、藻、腐殖酸等要低。 3.1.4化盐温度为制得饱和盐水，生产采用热法
12、化盐。这是因为： a由氯化钠在水中的溶解度表可以看出，盐的溶解度随温度的升高而稍有增加。 b盐的溶解速度随温度升高而增加，热法化盐可缩短盐水达到饱和的时间。 c温度愈高，在饱和盐水中生成Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4的反应越快越彻底，可促进悬浮物反应完全，加速沉降物的沉降速度。 d盐水的过滤速度与粘度、盐泥的形态、颗粒的大小、架桥性能等多种因素有关，提高盐水温度，可以使盐水粘度和比重减小，使盐泥形成较大颗粒，过滤速度增加，有利于过滤。 综上所述，提高温度对盐水精制的各个工序都有好处，但过高的温度会带来能耗的加大，经过生产实践的验证，化盐温度一般控制在5060之间，58为最佳。系统过程的
13、温度不宜下降太快，化盐出口温度与过滤前盐水温差不宜大于3；因此，设备及管道都应尽量缩短或进行保温。 3.1.5盐水的浓度盐水浓度的变化会引起过滤过程中盐结晶析出，影响过滤能力和滤膜的寿命。过滤盐水应是不饱和或饱和的，但由于后者很难控制得当，因此要求盐水中NaCl含量在300310g/l。如过饱和的盐水进过滤器，当温度下降较多，会出现NaCl结晶析出。这不仅会堵塞HVM膜孔，造成过滤阻力增加，同时NaCl结晶在进行过程中会使HVM膜受到机械损坏，缩短使用寿命。3.2脱硫酸根 由于盐水生产中原盐带入一定量的硫酸根离子，与脱氯过程中产生的硫酸根，离子膜电解生产中硫酸根离子不能随产品带走，硫酸根离子在
14、生产系统中累积增加。如果盐水中SO42-含量高，则Na2SO4会沉积在离子膜中，使电流效率下降。SO42-还会阻碍Cl-放电，促使OH-放电，产生O2，造成氯中含O2量增加，氯气纯度降低。O2还会腐蚀阳极。为了防止硫酸盐在盐水系统中积累，本工艺采用部分淡盐水添加BaCl2的方法脱除硫酸根。芒硝是自然界中含钠硫酸盐类化合物的总称，硫酸根常以硫酸钠、硫酸钙的形式存在于粗盐水中，所以脱硫酸根又称为除硝。加入氯化钡溶液与SO42-反应生成不溶的硫酸钡沉淀。反应如下:SO42-+BaCl2=BaSO4+2Cl- 在PH值为8.5时SO42-和Ba2+反应生成颗粒状的沉淀，易于沉降，所以除硫酸根盐水在加入
15、BaCl2前，设加酸管线，添加31%盐酸。氯化钡为白色固体粉末，分子式BaCl2，分子量208.4，沸点1560,溶于水，不溶于乙醇、丙酮，微溶于乙酸、硫酸，未有特殊的燃烧爆炸特性，应储存于阴凉、通风仓间内，远离火种、热源，保持容器密封，应与氧化剂、酸类、食用化工原料分开存放，搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏，分装和搬运作业要注意个人防护，本品属高毒类。本工序使用含量大于98的工业固体BaCl2 2H2O，配成20Wt的BaCl2水溶液。 溶液中钡离子的存在比硫酸根对电解部分的影响更大。加入精制氯化钡不应过量，以保证除硫酸根后盐水中硫酸根的浓度应根据系统SO42-平衡不增加为准，一般控制一
16、次粗盐水中硫酸根含量5g/l，否则将增加离子交换树脂的负荷，而且一旦发生Ba2+泄漏进入电槽，就会和OH生成Ba(OH)2沉淀，堵塞离子膜。 根据全系统物料平衡确定初始投加20Wt的BaCl2溶液量，生产中定时检测，根据盐水中分析的硫酸根量，调整氯化钡溶液的投加量。3.3除去有机物由于工业原盐中存在菌藻类、腐殖酸及不溶性泥沙等机械杂质，并随化盐过程进入盐水中。盐水中的菌藻类会分泌出一种粘液，与腐殖酸等天然有机物混合在一起很难过滤，增加了盐泥量和过滤器运行负荷，大大影响HVM膜的过滤盐水量，会造成过滤器处理能力降低及运行周期缩短。如穿过滤膜进入树脂塔，会造成树脂塔树脂结块，交换能力下降，导致盐水
17、的质量下降，离子膜效率降低，严重破坏电解槽的正常生产。因此（总有机物）TOC必须在控制范围内。为了杀死菌藻类并分解有机物，需在粗盐水进前反应槽之前，在2#折流槽D0102内投加有效氯10的工业次氯酸钠。盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子，最终通过铁盐的吸附和共沉淀作用，在预处理器中被预先除去，一部分不溶性机械杂质也被同时除去。这是提高过滤能力、提高精制效率的有效手段。次氯酸钠：分子式NaClO，分子量74.5。 游离氯对破坏菌藻类、有机物非常重要，投加量少，不能彻底消除菌藻类、有机物，投加量多会影响离子交换树脂的寿命。 为了确保盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有机物被次
18、氯酸钠氧化分解成为小分子，次氯酸钠应过量投加，使过滤时盐水中的游离氯浓度保持在13mg/L为宜。次氯酸钠加入量应随着原料盐种的变化而作相应调整，同时应保证进入精盐水罐的精制盐水的游离氯被除尽，以防止离子交换树脂中毒失效。在投加NaClO溶液的同时，定期检测进过滤器盐水的游离氯浓度，再根据检测结果适量增减NaClO溶液的投加量。如游离氯低于1mg/L或未检出，说明次氯酸钠或未脱氯淡盐水加入量偏低，或原料中所含菌藻类、腐殖酸等天然有机物较高，应加大次氯酸钠或未脱氯淡盐水的加入量。如游离氯高于3mg/L，说明次氯酸钠或未脱氯淡盐水加入量偏高，或原料中所含菌藻类、腐殖酸等天然有机物较低，应减少次氯酸钠
19、或未脱氯淡盐水的加入量。按下式计算初始投加2%NaClO溶液量： Q12Q2 (单位L/h，按20mg/l计） 式中：Q1NaClO溶液投加量，(L/h) Q2处理粗盐水量，(m3/h)3.4镁的除去镁常以氯化镁、硫酸镁的形式存在于粗盐水中。在盐水中加入烧碱溶液，使氢氧化钠和盐水中的Mg2+反应生成不溶性的氢氧化镁沉淀。MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl Mg2+与OH在pH值约为8时开始反应，pH值为10.511.5时反应迅速完成，形成胶状絮凝物。在NaOH过量约0.2g/L时，盐水中含Mg2+可小于1ppm。为了使反应完全，精制剂NaOH的加入量必须超过反应式的理论需要量，
20、本工艺控制氢氧化钠的过碱量为0.10.3g/L。本反应速度快，为工艺中的前反应几乎瞬间完成。3.5预处理化盐后的粗盐水中含有大量的氢氧化镁沉淀，沉淀为胶状絮片，极难沉降，同时也不利于HVM膜过滤器的正常操作，故采用预处理器将氢氧化镁先行除去。首先，将粗盐水通过加压溶气罐，罐内保持0.25Mpa左右的压力，在压力的作用下使粗盐水溶解一定量空气（一般每立方粗盐水能溶解5升空气），并在预处理器进口加FeCl3。当粗盐水进入预处理器后，压力忽然下降，粗盐水中的空气析出，产生大量的细微气泡，细微气泡在絮凝剂的作用下与盐水中的机械杂质形成假比重较低的颗粒一起上浮，在预处理器上表面形成浮泥，通过上排泥口定时
21、排放，部分较重颗粒下沉形成沉泥，通过下排泥口排出，清液自清液口流出。 投加铁盐精制剂是为了吸附天然有机物并共沉淀去除。三氯化铁进入粗盐水后即快速水解形成氢氧化铁，由于氢氧化铁有非常大的比表面积，它可以中和颗粒的电性，吸附有机物，同时作为无机絮凝剂，包裹氢氧化镁胶体和其它较难沉降的盐泥，被释放的微小气泡托浮至预处理器液面。铁盐是保证预处理效果的一种关键精制剂，根据原盐的状况一般每立方米盐水投加515ppm的铁盐可以有效地吸附天然有机物，提高过滤能力。 三氯化铁化学式FeCl3，分子量163,黑色粉末,易溶于水,具有很强的氧化性,对铁、铜等金属腐蚀特别强，水溶液呈酸性。在生产过程中，将固体三氯化铁
22、用自来水溶解成1%左右的FeCl3水溶液供生产使用。按每立方盐水3升投加，并根据原盐质量及预处理器状况，适量增减FeCl3溶液的投加量。按下式计算初始投加1%FeCl3溶液量: Q14.5Q2（单位L/h，按15mg/l计） 式中：Q1FeCl3溶液投加量，(L/h) Q2处理粗盐水量，(m3/h) 由于每立方盐水仅能溶解5升空气，因此它所能浮上的氢氧化镁量也是一定的，超过设计范围将会直接影响预处理器的运行效果，使预处理器出水浑浊。正常情况下溶气压力应保持在0.25Mpa左右，若压力过低将无法正常溶气，压力过高将会降低泵的输送能力。3.6钙的除去 钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在于原盐中，
23、精制时向粗盐水中加碳酸钠溶液，使碳酸钠和盐水中的Ca2+反应，生成不溶性的碳酸钙沉淀。碳酸钙可作为HVM膜过滤的助滤剂。此反应为本工艺中的后反应。其反应式如下：Ca2+ + CO32- CaCO3 本反应速度较慢，如碳酸钠按理论用量加入时，需搅拌几个小时才能沉淀完全。在一定温度下Ca2+是否除得彻底，决定两个因素，即反应时间长短和碳酸钠过量程度。若碳酸钠过量0.5g/L，温度高于45，则在半小时内可以完全反应，盐水中的Ca2+含量可小于1ppm。此反应完全程度直接影响HVM膜过滤器出口的精盐水质量，为使反应完全，将Ca2+除净，加入量必须稍超过反应式的理论需要量，一般控制碳酸钠过碱量为0.20
24、.4g/L。 碳酸钠，俗称纯碱或苏打，分子式Na2CO3，分子量106，密度2.532，白色粉末或结晶细粒，味涩，易溶于水呈强碱性，纯度98。高温下可分解，生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。本工序配成10%Wt的水溶液。3.7HVM膜过滤3.7.1膜结构及过滤原理 聚四氟乙烯经特殊拉伸后形成不规则多孔膜形态，孔径约0.5微米，极薄的PTFE膜被复合在经加强的PP或PTFE无纺布上，最后经表面处理使PTFE膜由疏水性转为亲水性。过滤时液体中的悬浮物被全部截留在薄膜的表面，由于薄膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数，因而薄膜滤料不易产生堵
25、塞的现象。这样在不增加运行负荷的情况下既保证了液体的最大通量，同时也有效地收集了液体中的固体颗粒。质密、多孔、光滑的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜使固体颗粒的穿透接近零，它的低摩擦系数，化学稳定性和表面光滑的特点使过滤压力仅需0.050.1MPa，并且薄膜的表面极为容易清理。它以极为短暂以秒计算的清膜时间，使过滤过程基本达到连续运行，同时聚四氟乙烯又是一种强度很高的材料，使滤料寿命大大高于常规滤料。 3.7.2HVM膜由新加坡凯发公司制造的HVM膜，是一种全四氟乙烯整体管式多孔膜。该种膜技术源自人造血管技术，采用特殊拉伸技术，制造外壁孔小、内壁孔大的多孔膜，经表面处理后用于特殊液体的过滤。此种膜具
26、PTFE的优良化学及物理性质，膜孔径为0.220.5微米，过滤效果尤胜于孔径0.5微米PTFE/PP复合膜。HVM膜的过滤方法与众不同，它是以薄膜滤料达到真正的表面过滤效果，其好处是：使液体中的悬浮物被全部截留在薄膜的表面，由于薄膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数，因而薄膜滤料不易产生堵塞的现象。这样在不增加运行负荷的情况下既保证了液体的最大通量，同时也有效地收集了液体中的固体颗粒，而其优势在于其独特的管式整体结构，没有膜剥离、撕裂、腐蚀等现象，高效长寿。 3.7.3HVM膜过滤器HVM膜过滤器通过专用的自控系统对HVM膜过滤器的各执行部分控制，降低了操作强度，方便了企业管理，提高了生产的自
27、动化运行程度，同时也提高了生产的精度和可靠性。随HVM膜过滤器设备配套使用的还有HVM挠性阀门，该阀门独特的性能如：开闭速度极快、可含杂关闭、不堵塞无腐蚀等等，确保了过滤器正常运行和保障过滤器定期反冲洗膜的条件。HVM薄膜液体过滤器特点可总结为： a极小的占地面积，安装方便、迅速，对土建要求低。 b膜孔径为0.220.5微米，过滤精度极高，一次性过滤即可将污液中几乎全部的悬浮物过滤掉，而且对污液悬浮物含量的适应范围极宽。 c整个运行过程全部自动控制，无需人工管理，操作检修工作量小。 d独特的阀门设计-迅速、可靠、防堵塞。 e整个设备的特殊防腐处理，可适合宽广的酸碱要求。 f低压过滤、低压反冲，
28、大大减少了能量的消耗。 g宽广的使用温度范围。 h其独特的管式整体结构，没有膜剥离、撕裂、腐蚀等现象，高效长寿。 I HVM膜的整体结构是长寿命的关键。HVM膜过滤器适用于对颗粒大于0.5微米悬浮物的除去，被广泛应用于制碱、制盐行业饱和盐水的精制，无机废水、料液的过滤及超滤的预处理。3.8中和为中和掉精制过程中投入的过量碱，降低盐水的PH值和除去游离氯，生产过程中在3#折流槽加入高纯盐酸和亚硫酸钠溶液，发生下列反应：OH-+HCl=Cl-+H2OClO-+Na2SO3= Na2SO4+Cl-3.9压滤压滤机用于固体和液体的分离。与其它固液分离设备相比，压滤机过滤后的泥饼有更高的含固率和优良的分
29、离效果。固液分离的基本原理是：混合液流经过滤介质（滤布），固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布，成为不含固体的清液。随着过滤过程的进行，滤饼过滤开始，泥饼厚度逐渐增加，过滤阻力加大。过滤时间越长，分离效率越高。特殊设计的滤布可截留粒径小于1m的粒子。压滤机除了优良的分离效果和泥饼含固率高外，还可提供进一步的分离过程：在过滤的过程中可同时结合对过滤泥饼进行有效的洗涤。从而粗盐水中的氯化钠可得到回收并且可以获得过滤泥饼。4、 一次盐水各工艺特点对比4.1道尔澄清桶+砂滤器+碳素管精密过滤器”盐水精制工艺特点1）工艺比较成熟，该工艺有20年的时间，现在仍有不少使用
30、厂家。 2）设备材质经济实用，使用寿命长。3）操作方便，正常工作时无需人员操作。4）占地面积大。5）一次精盐水的质量不稳定，受原盐的质量影响易发生返浑现象。6）一旦设备发生泄漏，维修比较繁琐。4.2“预处理+膜分离”的盐水精制工艺特点1）工艺简单、流程短，盐水中的悬浮物从1000-10000mg/l降至1mg/l，完全可直接进入螯合树脂进行二次精制以供离子膜电解槽使用。2）液固分离一次完成，无需其他附属设备。3）过滤精度和盐水质量稳定。4）处理能力大，节约资金。5）操作简单，全自动控制，与传统工艺相比大大降低了人员的操作强度。6)降低了对原盐质量的要求，特别是解决了我国原盐质量差的状况，使得离
31、子膜制碱大量迅速普及。7）整个设备采用特殊防腐处理，可适合较宽范围的酸碱度液体要求。4.3陶瓷膜盐水精制技术1）投资费用低。以1套10万吨/年烧碱生产装置为例，传统盐水精制工艺投资需900万元，聚合膜过滤需800万元左右，陶瓷膜过滤需550万元。 2）运行费用低。聚合膜按3年更换1次，聚合膜折合吨碱费用为2.63元。陶瓷膜过滤器保质期为5年，元件损耗折合吨碱2.55元，并取消了絮凝剂，故运行费用最低。 3）流程短，设备少，占地少。4）尚处于中试阶段，无成熟的运行经验。根据以上情况综合考虑，从各工艺成熟程度及各厂家的运行经验，结合山东原盐镁离子含量较高的现实情况，决定选择比较成熟、可靠的“预处理
32、+膜分离”的盐水精制工艺。这样先加入氢氧化钠利用预处理器除去粗盐水中的镁离子，然后加入碳酸钠除去粗盐水中的钙离子分开除去，能充分利用地理优势，利用山东富产的海盐进行生产，与离子膜生产工艺相配套，同时又节省了投资和运行费用。5“预处理+膜分离”工艺流程诉述5.1脱硫酸根来自电解工序的脱氯淡盐水中的硫酸根超标时，在1#折流槽加入来自高纯盐酸高位槽的浓度为31%的高纯盐酸，调节PH值为8.5左右。氯化钡在氯化钡配制槽配制成浓度为152%的氯化钡溶液，用氯化钡溶液泵送入1#折流槽，与淡盐水中的硫酸根混合反应后流入澄清槽，澄清去除硫酸钡沉淀。从澄清槽上部流出的清液进入配水槽参与配水，硫酸钡盐泥排入渣池。
33、5.2配水工业水、来自电解的返回过滤盐水、脱氯淡盐水、脱硫酸根后的淡盐水、来自板框压滤机的滤液、再生系统回收盐水、卤水、氢气洗涤液及机泵冷却水等直接进配水槽进行配水。上述各部分水在配水槽中混合后作为化盐水，由溶盐桶给料泵经化盐水换热器加热到553，送入溶盐桶底部。5.3化盐原盐由装载机加入皮带机始端上部的漏斗，使漏斗内保持有一定量的盐层。皮带机通过开停电机滚筒将原盐经计量秤连续加入溶盐桶，保持溶盐桶始终满盐。温度为553的化盐水从化盐桶底部与盐层呈逆向流动状态，通过一定高度的原盐，溶解原盐并达到饱和后，溢流至2#折流槽。沉积于桶底的泥砂则定期从化盐桶底部的出泥孔清除。5.4前反应来自氢氧化钠高
34、位槽的32%氢氧化钠和来自次氯酸钠高位槽的10%次氯酸钠溶液，经转子流量计分别加入2#折流槽内，流入前反应槽。控制其液位70%，前反应槽搅拌转速20r/min左右,避免沉淀。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溶液中的游离氯氧化分解成为小分子有机物。5.5预处理前反应槽中的粗盐水由加压泵抽出，经气水混合器与空气混合后，送入加压溶气罐。在空气缓冲罐加压下将空气溶解在粗盐水中，进入预处理器。并在预处理器进口管道上的文丘里混合器中加入FeCl3为絮凝剂。FeCl3配制槽中配制的1%的FeCl3溶液，由FeCl3溶液泵打入文丘里混合器中。当粗盐水进入预处理器后,突然减压
35、，使空气形成微小气泡释放出并吸附在悬浮物的表面上,使悬浮物的假比重大大小于盐水比重而上浮,形成浮泥而排出,少量重度大的颗粒下沉在预处理器的底部定期排出，清液自清液出口自流至后反应槽。浮泥和沉渣排入渣池。5.6后反应及过滤经预处理后粗盐水除去了大部分镁离子和有机物，自流入后反应槽。同时碳酸钠配制槽中配制的20%的碳酸钠溶液，由碳酸钠溶液泵打入后反应槽，在搅拌机的作用下混合均匀后，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀。充分反应后的盐水进入中间槽，经过滤器进液泵分别送至HVM膜过滤器。经过HVM膜过滤器进行过滤,控制过滤器进液泵压力0.3MPa，清液经上腔口自流入3#折流槽。过滤一段时间后，当滤
36、饼达到一定厚度时，系统自然进入反冲洗状态，进液阀、回流阀、反冲阀、排气阀按各自的功能自动进行切换，使滤饼脱离滤袋，沉降到过滤器的锥形底部，系统重新进入过滤状态，当底部滤渣达到一定厚度时，系统自动打开排渣阀将滤饼排出。过滤器截留的滤渣排入渣池。膜运行一定时间后，为了保持较高的过滤能力和较低的过滤压力，须用15%盐酸进行化学再生。15%盐酸从酸洗液贮槽由酸洗液进液泵供应，清洗液可循环使用。5.7中和输送过滤后的精盐水自流入3#折流槽，通过高纯盐酸高位槽加入浓度为31%的高纯盐酸，调节PH值，再通过亚硫酸钠高位槽加入浓度为10%的亚硫酸钠，除去游离氯，自流入过滤盐水贮槽，经过滤盐水泵送至电解工段。5.8压滤来自澄清槽的沉渣、预处理器顶部和底部的盐泥、HVM膜过滤器的滤渣都流入渣池,经盐泥泵送至板框压滤机。压滤后的滤液流入滤液槽后，经滤液泵送至配水槽。盐泥经压滤洗涤除水并经压缩空气吹干为含液率小于50%wt的滤饼，被送出界区。6 原则流程图 通过这个毕业实习、设计，使我加深了对所学知识的理解，提高了理论结合实际的综合能力。在实习过程中，和岗位技术人员、岗位师傅一起学习，提高了分析问题、处理问题的能力，也体会到了实际工作中的乐趣和艰辛，为以后工作打下了基础。
