一种膜过滤精制盐水的方法技术

一种用无机膜错流过滤技术精制盐水的方法，其包含步骤：化盐至饱和；一次性加入精制剂氢氧化钠、碳酸钠与氯化钡等化学药剂反应生成氢氧化镁、碳酸钙与硫酸钡等固体物质；加入凝聚助沉剂与氧化剂进行预处理，通过吸附与共沉淀作用除去氢氧化镁胶体及其及部分固体颗粒；用无机膜错流过滤器对盐水进行过滤，透过无机膜的渗透液进入到离子交换树脂，经处理后获得精制盐水，未透过膜的富含杂质的盐水返回预处理步骤再次进行吸附与共沉淀作用，然后进入无机膜错流过滤器进行过滤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氯碱工业盐水精制方法，尤其涉及一种用无机膜错流过滤技术盐水精制方法。
技术介绍
氯碱工艺中电解方法主要有隔膜法、水银法、离子交换膜法。其中水银法因水银为公认有毒物质而渐遭淘汰，现在应用较多的是隔膜法与离子交换膜法，离子交换膜法因其投资少、能耗低、运行费用小、无污染而倍受青睐，被越来越多的氯碱厂采用。离子膜是离子膜烧碱生产的核心部分，它虽不直接参与电化学反应，但影响传质、导电等物理过程，其运行介质盐水中的Ca2+、Mg2+等杂质在电解过程中与从阴极室渗透来的OH-反应，形成不溶物沉积在离子膜上，造成离子膜物理性能的破坏，导致离子膜电流效率降低、电耗增加、副反应加剧、产品质量下降。所以入槽盐水的质量越来越引起企业的重视，就传统絮凝沉降工艺而言，钙、镁不溶物去除不尽是影响电槽运行指标的一个主要问题。国内氯碱企业现存的一次盐水精制一般采用传统“桶式反应器+道尔澄清桶+砂滤器”工艺，以NaOH和Na2CO3为精制剂、TXY(聚丙烯酸钠)为助沉剂、盐酸为中和剂精制盐水；1999年开始，以扬农化工集团公司为先导，开始采用美国戈尔公司的过滤技术，山东滨化集团有限责任公司、云南盐化股份有限公司及重庆三阳化工有限公司等氯碱厂家先后引进该过滤技术；二次盐水精制工艺大多采用碳素管过滤器过滤，经中和、加热，再经螯合树脂塔吸附而得二次精制盐水，以供各厂离子膜电解装置使用。传统工艺具体流程为经过精制处理的卤水及蒸发工段来的富含杂质的富含杂质的盐水进入化盐水贮槽，经化盐水泵进入化盐桶；化盐水溶解原盐后成为饱和粗盐水，从化盐桶上部溢出；计量加入精制剂NaOH后，饱和粗盐水进入中间槽，由粗盐水泵送入反应器，再加入精制剂Na2CO3、凝聚助沉剂TXY(聚丙烯酸钠)后，自流入澄清桶；澄清桶出来的清液进入砂滤器，经砂滤器过滤后进入砂滤精盐水贮槽；砂滤精盐水经砂滤精盐水泵加压进入PE(聚乙烯)管滤器过滤后，其清液进入一次精盐水贮槽，经精盐水泵加压进入碳素管过滤器；最后进入树脂塔，经离子交换塔精制后进入阳极液循环槽，供电解用。该工艺主要缺点有受原盐质量影响较大、盐水质量不稳定、过滤后盐水中的SS超标以及过滤器易堵塞脱落等。戈尔膜法精制盐水工艺(Z100127853)具体为将回流盐水域补充清水自化盐槽底部加入，通过盐层，化盐至饱和，从化盐槽上部溢出至反应槽，计量加入精制剂NaOH与BaCl2后，进入中间槽。粗盐水由粗盐水泵送入加压溶气罐，经减压后，计量加入氧化剂后进入气浮槽，清液从气浮槽上部溢流而出，计量加入精制剂Na2CO3后进入反应槽，充分反应后溢流进入滤料槽，经戈尔进料泵加压后进入戈尔膜过滤器，滤液从戈尔膜过滤器的上部溢流出来，计量加入盐酸后进入一次精盐水贮槽供电解用。此种工艺所用的的PTEE膜/PP的复合管状滤膜存在以下问题(1)两种材料的复合强度低；(2)滤膜搭接处易破裂；(3)盐水中游离氯、氯酸盐对PP材料腐蚀；(4)受预处理效果的影响，过滤能力变化太大。在生产应用中表现为滤膜易开裂、破损、寿命短等，使得此工艺在生产中的管理难度加大。新加坡凯发公司的全PTEE材料的HVM膜虽然可以弥补现有PTEE膜/PP的复合管状滤膜存在的缺陷，已经被我国山东滨化集团化工厂等单位采用，但是其使用膜过滤技术与戈尔膜法一样，都是终端式过滤。如图8、图9所示，终端过滤由于进料方向与膜面垂直，容易在膜面积聚滤饼，导致通量迅速下降，过滤阻力增大，为维持通量而进行的高频反冲给膜的强度带来了很大压力，也是戈尔膜滤膜搭接处易破裂的原因，HVM膜虽然提高了膜强度，但是仍然存在滤饼积聚迅速，通量下降较快的缺点。而错流过滤技术则克服了上述缺点，其进料方向平行于膜面，对膜面具有很好的冲刷作用，可有效减少滤饼沉积，显著提高膜通量，减少膜的清洗周期(如反冲频率)。在我国精制盐水过程中主要的固体颗料是CaCO3和Mg(OH)2。实践表明CaCO3形成滤饼多孔而且易脱落，过滤阻力增加速率低，反洗比较容易，而Mg(OH)2为胶体，反冲滤饼不易脱落、沉降。现有终端过滤盐水精制方法通常采用将CaCO3和Mg(OH)2分步分离的方法，增加了工艺步骤，占地面积较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新颖的盐水精制方法，该方法使用特殊结构的无机膜错流过滤器来实现固液分离，简化现有工艺，可一次性得到合格的高品质精制盐水。本专利技术的技术方案包括步骤一种膜过滤技术精制盐水的方法，其步骤包括A)经过精制处理的卤水及蒸发工段来的富含杂质的盐水进入化盐水贮槽，经化盐水泵进入化盐桶，化盐水溶解原盐后成为饱和粗盐水，从化盐桶上部溢出至反应槽；B)一次性计量加入精制剂氢氧化钠、碳酸钠与氯化钡化学药剂同盐水中的杂质离子反应生成氢氧化镁胶体、碳酸钙和硫酸钡固体物质；C)加入凝聚助沉剂与氧化剂进行预处理，通过吸附与共沉淀作用除去氢氧化镁胶体及其及部分固体颗粒；D)盐水经泵进入无机膜错流过滤器进行过滤，透过无机膜的渗透液进入到离子交换树脂，经处理后获得精制盐水，未透过膜的富含杂质的盐水返回预处理步骤再次进行吸附与共沉淀作用，然后进入无机膜错流过滤器进行过滤。其中步骤D中盐水经泵进入无机膜错流过滤器时，控制跨膜压力0.05MPa-0.5MPa，膜面流速0.5m/s-3m/s。步骤C中NaOH与Na2CO3加入摩尔浓度分别大于Ca2+与Mg2+的摩尔浓度1-5％，BaCl2加入摩尔浓度小于SO42-摩尔-浓度1-5％。其中所述的凝聚助沉剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺或苛化淀粉；所述的氧化剂为次氯酸钠、双氧水或漂白粉。其中无机膜错流过滤器包括壳体3、膜过滤元件4、上花板5和下花板10、粗盐水腔2和富含杂质的富含杂质的盐水腔6，上花板5和下花板10之间根据所需处理量固定若干个膜过滤元件4，上花板5与壳体之间分隔形成富含杂质的盐水腔6，下花板10与壳体之间分隔形成粗盐水腔2。无机膜错流过滤器装有反冲装置接口9，在膜通量下降至初始通量的40-50％时，自动采用精制盐水间歇反冲膜分离器，将附着在膜面上的滤饼脱落，沉降到分离器的底部，从而有效地防止膜污染；或者使用化学清洗(如酸洗)的方法，可使膜通量基本恢复。预处理与膜过滤过程中产生的盐泥经过压滤或者抽滤，获得的盐水返回化盐段，固体渣则当废料处理。其中膜过滤元件中的分离膜为管式无机膜，无机膜采用平均孔径为0.1-10μm的陶瓷、金属或其复合材料构成的对称或不对称膜，膜通道12的直径为4-10mm，单管或多通道均可。本专利技术将膜通道直径设计大，主要是根据我国盐水特点，精制过程中固体杂质较多，保证在过滤过程中即使膜面滤饼沉积较多的情况下，也不至于发生膜通道堵塞。本专利技术方法为增加膜面错流效果，可在膜通道内安装湍流促进器(图2，a为圆柱式，b为螺旋式，c为缠绕式)，湍流促进器可以提高膜面剪切速度，带走膜表面沉积的颗粒，降低膜污染，并且可以提高膜通量，如图6所示，盐水主要通过湍流促进器13与膜通道间的环形流道14传输。图7为本专利技术方法中管式无机膜的单个通道结构示意图，湍流促进器直接安装在膜通道中间，湍流促进器的种类、与膜面的距离、运动形态等可以选择。有益效果1、与图5中传统精制盐水的工艺流程及图6中戈尔膜法精制盐水的工艺流程相比，本专利技术方法6中膜过滤过程除产生清液外，另产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜过滤精制盐水的方法，其步骤包括：Ａ）经过精制处理的卤水及蒸发工段来的富含杂质的盐水进入化盐水贮槽，经化盐水泵进入化盐桶，化盐水溶解原盐后成为饱和粗盐水，从化盐桶上部溢出至反应槽；Ｂ）一次性计量加入精制剂氢氧化钠、碳酸钠 与氯化钡化学药剂同盐水中的杂质离子反应生成氢氧化镁胶体、碳酸钙和硫酸钡固体物质；Ｃ）加入凝聚助沉剂与氧化剂进行预处理，通过吸附与共沉淀作用除去氢氧化镁胶体及其及部分固体颗粒；Ｄ）盐水经泵进入无机膜错流过滤器进行过滤，透过无机 膜的渗透液进入到离子交换树脂，经处理后获得精制盐水，未透过膜的富含杂质的盐水返回预处理步骤再次进行吸附与共沉淀作用，然后进入无机膜错流过滤器进行过滤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐南平，邢卫红，
申请(专利权)人：南京九思高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]