新加坡凱發(fā)集團(tuán)HVM膜過濾鹽水精制系統(tǒng)培訓(xùn)資料

1、鹽水精制系統(tǒng)培訓(xùn)資料HVM度過濾鹽水精制系統(tǒng)培訓(xùn)資料Jfyffux新加坡凱發(fā)集團(tuán)凱膜過濾技術(shù)（上海）有限公司第一章中國氯堿工業(yè)鹽水精制工藝發(fā)展概述 41.1 前言41.2 傳統(tǒng)鹽水精制工藝及設(shè)備應(yīng)用41.3 復(fù)合膜過濾技術(shù)應(yīng)用61.4 整體管式膜過濾技術(shù)應(yīng)用7第二章 HVM?管式膜鹽水精制技術(shù) 112.1 鹽水精制的目的112.2 鹽水精制的原理112.3 鹽水精制的工藝流程 152.4 HVM膜鹽水精制工藝與傳統(tǒng)工藝比較 16第三章 HVM?管式膜鹽水精制工藝控制173.1 工藝控制指標(biāo)173.2 影響鹽水精制的主要因素 203.3 儀表控制原理22第四章 HVM?管式膜鹽水精制工藝技術(shù)進(jìn)步

2、 244.1 設(shè)備改進(jìn)244.2 工藝流程創(chuàng)新25第五章鹽水精制常見問題及對策285.1 精制鹽水中鈣離子濃度超出工藝要求 285.2 精制鹽水中鎂離子濃度超出工藝要求 285.3 精制鹽水中鐵離子濃度超出工藝要求 295.4 精制鹽水中SS超出工藝要求295.5 精制鹽水中游離氯未達(dá)到工藝要求 305.6 預(yù)處理器出水渾濁 31結(jié)束語3130第一章中國氯堿工業(yè)鹽水精制工藝發(fā)展概述1.1 前言隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國內(nèi)對 PVC勺需求量日益劇增。PVC勺供求兩旺帶 動了為其生產(chǎn)提供原料的氯堿行業(yè)的飛速發(fā)展，20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，中國加入WT場，氯堿行業(yè)同其它行業(yè)一樣，逐漸與國際接軌，形成隔

3、膜法燒堿與離子 膜法燒堿并存的局面，目前我燒堿裝置總體規(guī)模已達(dá)年產(chǎn)一千萬噸燒堿，已經(jīng)超過美國，居世界第一，鹽水精制技術(shù)自然也隨之變化發(fā)展。筆者在本文中對鹽水的精制過程進(jìn)行了全面探討，其中大多來源于生產(chǎn)實(shí) 踐，經(jīng)過深入的地理論研究，總結(jié)出有生產(chǎn)指導(dǎo)價值的結(jié)論，期望對氯堿行業(yè)生 產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐有一定的參考意義。鹽水精制工藝是燒堿生產(chǎn)過程中的主要工序之一，氯堿行業(yè)鹽水電解所使用 的隔膜電槽或離子膜電槽的運(yùn)行壽命、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與入槽鹽水質(zhì)量密切相關(guān)。 高質(zhì)量的鹽水直接關(guān)系到生產(chǎn)的電耗，離子膜壽命，提高鹽水質(zhì)量是氯堿行業(yè)一 直以來的目標(biāo)。就傳統(tǒng)絮凝沉降工藝而言，鈣、鎂及不溶物去除不理想是影響電 槽運(yùn)行

4、指標(biāo)的一個主要問題。近年來“預(yù)處理+膜分離”的鹽水精制新工藝替代”道爾澄清桶 +砂濾器+碳 素管精密過濾器”的傳統(tǒng)鹽水精制工藝為中國氯堿行業(yè)改變鹽水質(zhì)量差、離子膜 壽命短的狀況做出了卓越的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為是中國氯堿鹽水精制的一次革命。HVM管式膜過濾技術(shù)在原膜法鹽水精制技術(shù)基礎(chǔ)上，從膜材料升級換代、設(shè) 備結(jié)構(gòu)改造、工藝流程優(yōu)化等方面做了大量的技術(shù)創(chuàng)新工作，取得了顯著的成 績。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，至2005年6月已有約800萬t/a燒堿裝置鹽水精制采用 HVM管式 膜過濾技術(shù)，該技術(shù)在鹽水精制領(lǐng)域中的成功應(yīng)用被譽(yù)為是中國氯堿鹽水精制的 第二次革命。1.2 傳統(tǒng)鹽水精制工藝及設(shè)備應(yīng)用傳統(tǒng)絮凝沉降工藝自四十年代

5、至 20世紀(jì)末，鹽水精制工藝基本未有實(shí)質(zhì)性 飛躍，其工藝流程為：飽和粗鹽水先經(jīng)過多級澄清桶澄清，再經(jīng)砂濾器、a纖維 素預(yù)涂碳素管精密過濾器過濾，最后才能進(jìn)入離子交換樹脂塔。其工藝流程簡圖如下圖所示:聚丙烯酸鈉Na2CO3 NaOHNaCla纖維素傳統(tǒng)絮凝沉降工藝的固有特點(diǎn)使鹽水精制設(shè)備在長期的運(yùn)行中由于種種原因 限制了鹽水質(zhì)量的進(jìn)一步提高，常見問題如下： 1.2.1道爾澄清桶帶來的問題反應(yīng)后的飽和鹽水在道爾澄清桶中投加聚丙烯酸鈉助凝劑13mg/L,入水SS約 500mg/L,出水 SS± 10 30mg/L。由于原鹽和水質(zhì)不穩(wěn)定、溫度和流量變化、加藥量的波動等因素直接影響沉 清桶的工

6、作效率，鹽水澄清桶返渾是氯堿生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)生的異常生產(chǎn)現(xiàn)象， 嚴(yán)重地影響一次鹽水精制質(zhì)量，甚至使生產(chǎn)不能正常進(jìn)行，主要原因是：1.2.1.1原鹽質(zhì)量波動原鹽質(zhì)量波動大或鈣鎂比例失調(diào)，助沉劑投入量不夠，CaCOWMg(OH)不與助沉劑共沉，造成出水發(fā)白。生產(chǎn)中常用處理方法為提高鹽泥回流率，停止使用劣質(zhì)原鹽；1.2.1.2溫度差造成對流澄清桶內(nèi)鹽水溫度不均，引起鹽水在桶中福!滾，鹽水返混。生產(chǎn)中常用處理方法為嚴(yán)格控制鹽水進(jìn)出口溫度差。1.2.1.3化學(xué)對流因操作不穩(wěn)定，引起澄清桶內(nèi)化學(xué)對流同樣造成澄清桶返混。生產(chǎn)中常用處理方法為嚴(yán)格控制上鹽及加藥，最好采用緩沖槽進(jìn) 液。1.2.2 砂濾器帶來的問

7、題國內(nèi)采用的無閥濾池、虹吸式砂濾器、自動反洗砂濾器等砂濾器，濾料采用石英砂，出水SS< 5mg/L0當(dāng)?shù)罓柾俺霈F(xiàn)返混現(xiàn)象時，鹽水超出砂濾器負(fù)荷，出水無法達(dá)標(biāo)，濾砂受助濾劑污染，需頻繁反洗。另外在堿性鹽水介質(zhì)中石英砂中二 氧化硅有溶出現(xiàn)象，對后續(xù)離子膜造成污染。有些廠家將鹽水PHS下調(diào)，解決了二氧化硅溶出問題，缺點(diǎn)是增大了后續(xù)設(shè)備的負(fù)荷。1.2.3 精濾器帶來的問題精濾過濾器一般采用PEt過濾器或需預(yù)涂a -纖維素的炭素?zé)Y(jié)管過濾器， 出水SS< 1mg/L。當(dāng)系統(tǒng)有機(jī)助沉劑、SSB質(zhì)未能被前段精制設(shè)備除凈的情況下，鹽水將污染燒結(jié)管表面，使預(yù)涂不均，會造成出水雜質(zhì)超標(biāo)；且預(yù)涂操作復(fù)

8、雜，勞動強(qiáng)度大。有些廠家采用 PE管強(qiáng)制過濾，高壓反吹再生，易造成 PEt脫落 或損壞，墊片處有泄漏現(xiàn)象，造成 -纖維素及粗鹽水進(jìn)入電槽。不濾過濾器易堵塞，微米級不溶物難以阻擋，并且預(yù)涂、反吹操作復(fù)雜，濾 芯出現(xiàn)故障時不易被及時發(fā)現(xiàn)，往往要等到影響到螯合樹脂后還難以確定是哪個 濾芯出了問題。一旦有一根濾芯損壞就不得不打開整個筒體檢察每一根濾芯，換 管時需開蓋，勞動量大，而經(jīng)常開啟又造成花板處密封損壞。1.2.4 其他問題傳統(tǒng)絮凝沉降工藝流程長，設(shè)備龐大，自動化控制水平低，而且生產(chǎn)操作和 管理繁瑣，運(yùn)行和檢修的工作量也很大，使得鹽水精制單元投資較大、占地較 多、生產(chǎn)成本較高。1.3 復(fù)合膜過濾技

9、術(shù)應(yīng)用八十年代初美國氯堿行業(yè)鹽水精制開始采用無需助濾劑的多孔PTFE/PPEPTF既紡布復(fù)合微濾膜，九十年代初日本大吟松公司在鹽水精制中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。工藝流程如下：Na2CO3 NaOH1.3.2 膜結(jié)構(gòu)及過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股被復(fù)合在經(jīng)加強(qiáng)的PP或PTFE無紡布上，最后經(jīng)表面處理使 PTFE股由疏 水性轉(zhuǎn)為親水性。過濾時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，同時也有效地收集了液體中的固體顆 粒。質(zhì)

10、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算的清膜時間，使過濾過程基本 達(dá)到連續(xù)運(yùn)行，同時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。1.3.3 膜過濾工藝在膜過濾工藝引進(jìn)中國過程中，發(fā)現(xiàn)中國氯堿行業(yè)采用的原鹽質(zhì)量差且不穩(wěn) 定，高鎂、高水不溶物、高有機(jī)物；另外操作不穩(wěn)定，控制水平低，使得在實(shí)際 生產(chǎn)中無法直接采用該工藝。通過改良2000年6月江蘇揚(yáng)州農(nóng)藥廠及山東濱州化工廠首先采用了帶預(yù)處理的膜過濾工藝，流程如下：2000年至2

11、003年約有近四十家用戶采用了復(fù)合 PTFE/PP膜工藝精制鹽水， 精制鹽水質(zhì)量大大提高。美中不足的是在運(yùn)行過程中由于復(fù)合膜的基材為PP材料，PTFE膜與PP復(fù)合處經(jīng)常有剝離現(xiàn)象；而且膜管中央的接縫在鹽水環(huán)境中受 力也容易開裂；膜壽命常常達(dá)不到期望的一年；采用氣浮原理的預(yù)處理器由于設(shè) 計問題也難以達(dá)到最佳狀態(tài)。1.4 整體管式膜過濾技術(shù)應(yīng)用2003年6月山東濱化試用了一種全四氟乙烯整體管式膜（HVM）。該種膜由新加坡凱發(fā)公司制造，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濾。此種膜具PTFE勺優(yōu)良化學(xué)及物理性質(zhì)，膜孔徑為0.220.5

12、微米，過濾效果尤勝于孔徑0.5微米PTFE/PPS合膜。而其優(yōu)勢在于其獨(dú)特的管式整體結(jié)構(gòu)，沒有膜剝離、撕裂、腐蝕等現(xiàn)象，高效長壽HVM?膜如左圖所示，HVM管式膜與全四氟復(fù)合膜 底材及含接縫復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度比較實(shí)驗(yàn)可見就 PTF訃身材質(zhì)而言復(fù)合膜由于具有較厚的底 材，其強(qiáng)度大于HVM膜管式膜，然而復(fù)合膜的 接縫使拉伸強(qiáng)度大大降低，如下圖所示。HVM?膜的整體結(jié)構(gòu)是長壽命的關(guān)鍵。O 。值 口««04- 2 o S 5 4 21* I1 1- 1-3O.Extension (In)如下圖所示HVM管式膜使用前及使用14個月后的電鏡照片比較可見 HVM?式膜有極強(qiáng)的抗污染能力，其過

13、濾精度保持在0.220.5ppm,過濾壓力小于0.05Mpa,處理能力仍保持在驗(yàn)收時的水平。新HVM?管式膜使用14個月HVM?管式膜山東大成農(nóng)藥股份有限公司于2004年2月將原有PTFE/PP膜改為HVM管式 膜，解決了其因膜破損的問題，鹽水質(zhì)量得到了保證。時間NaCl(g/l)NaOH(g/l)NaCO (g/l )PHso2-(g/l )SS(PPm)Fe(PPm)I(PPm)Al(PPm)SiO2(PPm)傳統(tǒng)工藝2002.4306.20.20.2611.25.023.850.110.130.0274.36復(fù)合膜2002.5311.50.130.16114.460.690.050.04

14、0.0051.48HVM?膜2004.9296.50.340.3711.44.560.140.030.010.0421.47在從2003年底至今，短短一年多時間里已有約 800萬噸/年的燒堿項(xiàng)目采用HVM管式膜過濾器，其中超過300萬噸/年項(xiàng)目的鹽水精制系統(tǒng)已成功運(yùn)行。HVM 管式膜法鹽水精制工藝特點(diǎn)：1.4.2 進(jìn)液鹽水中的懸浮物大于500mg/L,出液精鹽水S的量達(dá)1mg/L以下，直接 進(jìn)入離子交換樹脂塔。1.4.3 前反應(yīng)桶中加入 NaClG肖解原鹽水帶入的有機(jī)物，NaOHf M0+反應(yīng)生成Mg(OH),反應(yīng)后鹽水經(jīng)溶氣加入FeCl3進(jìn)入預(yù)處理器除去Mg(OH)和有機(jī)物 及機(jī)械雜質(zhì)。1.

15、4.4 溶氣后的鹽水在預(yù)處理器中經(jīng)減壓后釋放出細(xì)小汽泡，此時FeCl3生成有絮凝作用的Fe(OHN Fe(OH)3捕捉汽泡、Mg(OH)及有機(jī)物等輕質(zhì)物質(zhì)形成泡 沫上浮于預(yù)處理器表層，鹽水中重質(zhì)的雜質(zhì)沉入預(yù)處理器底部，上下部定 時排泥，處理后的鹽水進(jìn)入后反應(yīng)桶。1.4.5 在后反應(yīng)桶中加入NaCO溶液,NaCOMfCa2+生成CaCQ此時鹽水中的鈣鎂 比遠(yuǎn)大于10。1.4.6 進(jìn)入膜過濾器后CaCOW乘U余的Mg(OH)及Fe(OH被阻隔在膜表面，當(dāng)濾餅 達(dá)到一定量后過濾器提供輕微的負(fù)壓反沖，由于光滑表面的膜表面具有不 粘性，濾餅完全脫離膜表面，最終自過濾器底部排出，精鹽水通過膜自過 濾器上部

16、排出。1.4.7 操作簡單，全自動控制，與傳統(tǒng)工藝比較，省去了清理澄清桶、纖維素預(yù) 涂過濾器或砂濾器的工作量，大大降低了工人的勞動量。1.4.8 占地面積小，對于老廠改造項(xiàng)目實(shí)施方便。1.4.9 降低了對原鹽質(zhì)量要求，拓寬了選鹽的范圍，將給企業(yè)帶來非?？捎^的經(jīng) 濟(jì)回報。第二章 HVM?管式膜鹽水精制技術(shù)2.1 鹽水精制的目的由于工業(yè)鹽中含有 Ca2+、Mg+、SO2-等無機(jī)雜質(zhì)，細(xì)菌、藻類殘體、腐殖酸等 天然有機(jī)物和機(jī)械雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在化鹽時會被帶入鹽水中，如不徹底去除會造 成樹脂塔樹脂結(jié)塊，交換能力下降，導(dǎo)致離子膜效率降低，嚴(yán)重破壞電解槽的正 常生產(chǎn)，因此必須除去大量雜質(zhì)，滿足樹脂塔的要求。

17、2.2 鹽水精制的原理2.2.1 原料2.2.1.1 鹽：化學(xué)名稱氯化鈉，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 C,沸點(diǎn)1413C,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C0102030405060708090溶解度%26.3426.3526.4326.5626.7126.8927.0927.3027.5327.80溶解度g/l316.2316.7317.2317.6318.1319.2320.5321.8323.3329.3典型中國原鹽及

18、國外原鹽指標(biāo):國別NaCl-2+Ca2+Mgso2-水不溶物澳大利亞96.910.050.030.150.32中國94.350.200.070.490.402.2.1.2 純堿：化學(xué)名稱碳酸鈉，分子式 NaCO,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%。本工序配成20%W的水溶液。2.2.1.3 鹽酸：又名氫氯酸，是氯化氫氣體的水溶液，分子量 36.461 ,本工段 所需鹽酸是31%（純鹽酸，為無色透明液體。2.2.1.4 氯化鋼：分子式 BaCb,分子量 208.4,固體 BaCl2 2H2O含量大于97%,本工序配成20%亞1的3202溶液。2.

19、2.1.5 次氯酸鈉：分子式NaClQ分子量74.5,本工序采用有效氯1%的工業(yè)次氯酸鈉溶液。2.2.1.6 鐵鹽預(yù)處理劑：本工序配成1%W的FeCI3水溶液。2.2.1.7 亞硫酸鈉：分子式 NaSO,分子量126,本工序配成5%Wt!勺NaSO水溶液。2.2.2產(chǎn)品2.2.2.1 精制鹽水：符合進(jìn)離子交換樹脂工藝要求的氯化鈉水溶液。2.2.2.2 用途：作為離子交換精制的原料。2.2.2.3 規(guī)格：NaCl:305 5g/LFe2+Fe3+總量：< 0.1mg/LCa2+Mg+總量：< 1mg/LSS:< 1mg/L游離氯：無溫度：55 5c2.2.3 對工業(yè)鹽質(zhì)量的要求

20、2.2.3.1 氯化鈉含量要高。2.2.3.2 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。2.2.3.3 不溶于水的機(jī)械雜質(zhì)要少。2.2.3.4 鹽顆粒要粗。2.2.3.5 天然有機(jī)物和菌、藻、腐殖酸等要低。2.2.4 鹽質(zhì)量對鹽水精制的影響2.2.4.1 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、氯化鋼、次氯酸 鈉、鐵鹽的用量，從而增加費(fèi)用影響生產(chǎn)成本。2.2.4.2 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。2.2.5 鹽水中

21、雜質(zhì)對離子膜電解及其它工序的影響2.2.5.1 天然有機(jī)物及Ca2 Mg+的影響如果鹽水中天然有機(jī)物、Ca M0+超過了樹脂的處理能力，會導(dǎo)致過量天然有機(jī)物、Ca M0+泄漏，造成樹脂使用周期縮短，生產(chǎn)能力下降，進(jìn)電解槽的鹽水質(zhì)量不合格，在電解過程中 Ca Mg+就會與從陰極室遷移到陽極室的。閣合生成氫氧化物，并與天然有機(jī)物一起沉積在離子膜內(nèi)導(dǎo)致電流效率下降，從而破 壞電解的正常運(yùn)行。2.2.5.2 SO2-的影響如果鹽水中SO2-含量高，則會生成 NaSO沉積在離子膜中，使電流效率下降，SO2-還會阻礙Cl-放電，促使OHB電，產(chǎn)生Q,氯中含。量增加，氯氣純度 降低，Q還會腐蝕陽極。2.2.

22、5.3 菌藻類、腐殖酸及機(jī)械雜質(zhì)的影響菌藻類、腐殖酸及不溶性泥沙等機(jī)械雜質(zhì)隨鹽水進(jìn)入本工序會造成過濾器處理能力降低及運(yùn)行周期縮短，增加了鹽泥量和過濾器運(yùn)行負(fù)荷。如進(jìn)入樹脂塔， 會造成樹脂塔樹脂結(jié)塊，交換能力下降，導(dǎo)致鹽水的質(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)。2.2.6 鹽水精制的原理鹽水精制采用次氯酸鈉一氯化鋼-純堿-燒堿-鐵鹽法。2.2.6.1 除菌藻類及其它有機(jī)物鹽水中的菌藻類被次氯酸鈉殺死，腐殖酸等有機(jī)物被次氯酸鈉氧化分解成為小分子。2.2.6.2 除硫酸根離子向鹽水中加入氯化鋼溶液，使氯化鋼和鹽水中的硫酸根反應(yīng)，生成硫酸鋼沉淀，其反應(yīng)式如下：Ba2+ + SO 42-

23、 - BaSOj加入精制氯化鋼不應(yīng)過量，否則將增加離子交換樹脂的負(fù)荷。若發(fā)生Bf泄漏，則進(jìn)電槽和OH生成Ba(OH)沉淀，堵塞離子膜。2.2.6.3 除 Ca2+在鹽水中加入碳酸鈉溶液，使碳酸鈉和鹽水中的C1反應(yīng)，生成不溶性的碳酸鈣沉淀，其反應(yīng)式如下：Ca2+ + CO 32- - CaCOj為了將Cf除凈，精制劑碳酸鈉的加入量必須稍超過反應(yīng)式的理論需要量，碳酸鈉過堿量為300500mg/L=2.2.6.4 除 M$在鹽水中加入氫氧化鈉溶液，使氫氧化鈉和鹽水中的Mg+反應(yīng)，生成不溶性的Mg(OH)沉淀，其反應(yīng)式如下：Mg+ + 2OH - - Mg(OH)；為了將Mg+除凈，精制劑NaOH勺加

24、入量必須稍超過反應(yīng)式的理論需要量。氫氧化鈉過堿量為100300mg/L=2.2.6.5 去除有機(jī)物、不溶性機(jī)械雜質(zhì)由于工業(yè)原鹽中存在各種雜質(zhì)，并隨化鹽過程進(jìn)入鹽水中，鹽水中的菌藻類、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)也被同時除 去。為了確保鹽水中的菌藻類、腐殖酸等天然有機(jī)物被次氯酸鈉氧化分解成為小分子，次氯酸鈉應(yīng)過量投加，使過濾時鹽水中的游離氯濃度保持在13mg/L。2.2.6.6 去除精制鹽水中的游離氯由于游離氯對離子交換樹脂有毒害作用，因此，需用亞硫酸鈉將精制鹽水中的游離氯除盡，其其反應(yīng)式如下：NC

25、lO + Na 2SO *Na2SO + NCl為了確保游離氯被除盡，亞硫酸鈉應(yīng)過量投加，根據(jù)測量過濾后鹽水的ORP值，調(diào)節(jié)NaSO投加量來控制鹽水中的游離氯。為使精鹽水中游離氯為零，要求 ORP<200m v2.3 鹽水精制的工藝流程HVM?膜鹽水精制工藝針對中國原鹽質(zhì)量差，高鎂、高 NOM眩然有機(jī)物）、高 水不溶物及工藝操作不穩(wěn)定等特性，根據(jù)不同用戶的具體情況采用適用的鹽水預(yù) 處理流程如下：NaCl NaOH、NaClONa2CO鹽泥經(jīng)預(yù)處理后的鹽水，直接進(jìn)入HVM薄膜液體過濾器過濾，一次性得到精鹽水；經(jīng)預(yù)處理器和過濾器截留的雜質(zhì)再經(jīng)過鹽泥壓縮機(jī)脫水得到可運(yùn)輸?shù)哪嘣?.3.1 工藝

26、特點(diǎn)2.3.1.1 采用工業(yè)鹽作為原料，用次氯酸鈉氯化鋼純堿燒堿鐵鹽法精制鹽水，除去鈣、鎂、硫酸根離子和天然有機(jī)物雜質(zhì)。2.3.1.2 采用預(yù)處理器和 HVM膜過濾器分離粗鹽水中的懸浮物，即可得到精制鹽水。2.3.1.3 采用預(yù)處理消除了原鹽、操作的波動對后續(xù)精制的影響。2.3.1.4 消除了鹽水中的大量天然有機(jī)物，延長了樹脂塔和離子膜的壽命。2.3.1.5 工藝流程短，占地少。2.3.1.6 工藝流程簡述來自電解的淡鹽水、板框壓濾機(jī)的濾液、工業(yè)水、再生系統(tǒng)回收鹽水、及鹽場收集水等雜水，均進(jìn)入配水桶，進(jìn)行配水。其中部分淡鹽水在折流槽中與20%氯化鋼溶液混合反應(yīng)后流入澄清桶澄清去除硫酸鋼，澄清后

27、的淡鹽水流入配水槽 參與配水，硫酸鋼鹽泥排入渣池。上述各部分水在配水桶中混合后，作為化鹽水由化鹽桶給料泵送入化鹽桶， 溶解原鹽后得到飽和粗鹽水。粗鹽水流入前反應(yīng)槽之前于前折流槽內(nèi)按工藝要 求，分別加入精制劑32%C氧化鈉溶液和1%：氯酸鈉溶液，在前反應(yīng)槽內(nèi)粗鹽水 中的鎂離子與精制劑氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂，菌藻類、腐殖酸等有機(jī)物則被 次氯酸鈉氧化分解成為小分子有機(jī)物。用加壓泵將前反應(yīng)槽內(nèi)的粗鹽水送至氣水 混合器中與空氣混合，進(jìn)入加壓溶氣罐溶氣，再進(jìn)入預(yù)處理器，并在預(yù)處理器進(jìn) 口加1%FeC3溶液。經(jīng)過預(yù)處理的鹽水進(jìn)入后反應(yīng)槽，同時再加入20喊酸鈉溶液，鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鈣作為H

28、VM膜過濾的助濾劑；充分反應(yīng)后的鹽水自流進(jìn)入中間槽，并由過濾器給料泵送入HVM過濾器過濾。過濾后鹽水加入5%硫酸鈉溶液除去鹽水中的游離氯后進(jìn)入一次精制鹽水貯槽。預(yù)處理器 及過濾器的濾渣則排入鹽泥池。膜運(yùn)行一定時間后，為了保持較高的過濾能力和 較低的過濾壓力，須用15啾酸進(jìn)行化學(xué)再生。鹽泥池中的鹽泥經(jīng)鹽泥泵打出，送至板框壓濾機(jī)壓濾。鹽泥經(jīng)壓濾洗滌除水 并經(jīng)壓縮空氣吹干為含液率小于 50%wt的濾餅，被送出界區(qū)；濾液自流至濾液桶 中，被濾液泵送回配水桶。典型工藝流程詳見附圖 1。附圖1: HVM鹽水精制工藝流程圖（PFD2.4 HVM?膜鹽水精制工藝與傳統(tǒng)工藝比較2.4.1 HVM膜鹽水精制工藝精

29、鹽水質(zhì)量有極大的提高,可取消二次鹽水過濾單 元；2.4.2 以5萬噸/年燒堿裝置鹽水單元為例，HVM?!鹽水精制工藝單元與傳統(tǒng)工 藝比較，投資少68.2萬元，藥劑費(fèi)用少22.55元，年電耗費(fèi)用少81萬 元；2.4.3 HVM膜鹽水精制工藝比傳統(tǒng)工藝自動化程度高且運(yùn)行穩(wěn)定；2.4.4 HVM膜鹽水精制工藝比傳統(tǒng)工藝占地面積少約50%第三章HVM?管式膜鹽水精制工藝控制3.1 工藝控制指標(biāo)本工藝包括：化鹽、精制反應(yīng)、預(yù)處理、膜過濾、鹽泥處理等過程，掌握和 控制好各工藝過程控制指標(biāo)是生產(chǎn)合格精鹽水的關(guān)鍵。3.1.1 溫度控制指標(biāo)為了制得飽和鹽水，生產(chǎn)采用熱法化鹽。溫度對生產(chǎn)的影響如下：溫度對鹽溶解度

30、的影響：由氯化鈉在水中的溶解度表可以看出，鹽的溶解度隨 溫度的升高而增加。溫度對鹽溶解速度的影響：鹽水粘度隨溫度升高而降低，鹽的溶解速度隨溫度 升高而增加。溫度對反應(yīng)速度的影響：提高溫度促進(jìn)懸浮物反應(yīng)完全，由于 Mg(OH)、 CaCQ BaSO在飽和鹽水中的反應(yīng)速度可以看出，溫度愈高，反應(yīng)越快越徹 底。溫度對過濾速度的影響：鹽水的過濾速度與粘度、鹽泥的形態(tài)、粘度、顆粒的 大小、架橋性能等多種因素有關(guān)，隨著溫度的升高，鹽水的粘度降低，過濾 速度增加。綜上所述，提高溫度對鹽水精制的各個工序都有好處，但過高的溫度會帶來 能耗的加大，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證，化鹽溫度一般控制在5560c之間為最佳。3.1

31、.2 精制劑投加量控制指標(biāo)NaOHK加量：Mf與OH在pH值約為8時開始反應(yīng)，pH值為10.511.5時 反應(yīng)迅速完成，形成膠狀絮凝物。在 NaOHS量約0.2g/L時，鹽水中含Mg+ 可小于1ppm,故在本工藝精制反應(yīng)時，NaOH過量指標(biāo)應(yīng)控制在 0.10.3g/L。NaCO投加量：在一定溫度下Ca2+是否除得徹底，決定兩個因素，即反應(yīng)時間 長短和碳酸鈉過量程度，如碳酸鈉按理論用量加入時，需攪拌幾個小時才能 沉淀完全，但若碳酸鈉過量 0.5g/L ,溫度高于45C,則在半小時內(nèi)可以完全 反應(yīng)，鹽水中的C02+含量可小于1Ppm, 一般控制過量指標(biāo)為0.30.5g/L。BaCl2投加量：氯化鋼

32、與硫酸根反應(yīng)，可形成硫酸鋼固體沉淀。用工業(yè)BaCl2 - 2H2O配成20% Wt的BaCb水溶液，加入至部分淡鹽水中除去硫酸根， 以保證一次精制鹽水中硫酸根的濃度低于5g/L。根據(jù)全系統(tǒng)物料平衡確定初始投加20%Wt的BaCl2溶液量，生產(chǎn)中定時檢測，根據(jù)鹽水中分析的硫酸根 量，調(diào)整氯化鋼溶液的投加量。NaClO投加量：為了殺死菌藻類并分解有機(jī)物，需在粗鹽水進(jìn)前反應(yīng)槽之前在折流槽內(nèi)投加1%Wt NaClO溶液，在投加NaClO溶液的同時，定期檢測進(jìn) 過濾器鹽水的游離氯濃度，以 13 ppm為宜，再根據(jù)檢測結(jié)果適量增減 NaClO溶液的投加量。按下式計算初始投加 1%NaCl璘液量：Q = 2

33、Q （單位 L/h ,按 20mg/l 計）式中：QNaClO溶液投加量，（L/h）Q處理粗鹽水量，（m3/h）FeCl3投加量：投加鐵鹽預(yù)處理劑是為了吸附天然有機(jī)物并共沉淀去除，本工 序配1%Wt FeC3溶液，按每立方鹽水投加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。按下式計算初始投加1%FeC3溶液量:Q = 4.5Q2 （單位 L/h ,按 15mg/l 計） 式中：QFeCL溶液投加量，（L/h）Q處理粗鹽水量，（m3/h）NaSO投加量：為確保濾清液中游離氯為零，需在濾清液中投加 5%Wt的亞硫 酸鈉水溶液。按還原5Ppm游離氯投加，根據(jù) ORP僉測

34、結(jié)果，適量增減NaSO 溶液的投加量。按下式計算初始投加 5%NaSO溶液量：Q = 0.17Q2 （單位 L/h ,按 5mg/l 計）式中：QNaSO溶液投加量，（L/h）Q處理粗鹽水量，（m3/h）3.1.3 工藝典型控制點(diǎn)及相關(guān)控制參數(shù)（按實(shí)際項(xiàng)目技術(shù)文件為準(zhǔn)，下述指標(biāo)僅作參考）在舁 廳P名稱質(zhì)量指標(biāo)控制指標(biāo)控制點(diǎn)-次數(shù)一原鹽NaCl%93 95進(jìn)廠-2+Ca<0.35在舁 廳P名稱質(zhì)量指標(biāo)控制指標(biāo)控制點(diǎn)-次數(shù)Mg+<0.20SO2 %<0.5一前反應(yīng)槽NaCl(g/L)305 5前反應(yīng)槽出口粗鹽水NaOH(g/L)0.1 0.3溫度C55 5二預(yù)處理器NaCl(g/

35、L)305 5預(yù)處理器出口出口粗鹽水含固量(mg/L)80Ca2+(mg/L)<600總 Mg(mg/L)<20流量(m3/h)溫度(C)55 5四預(yù)處理器上排泥下排泥每班2 3次每班3 4次五后反應(yīng)槽NaCl(g/L)305 5后反應(yīng)槽出口粗鹽水NaCQg/L)0.3 0.5NaOH(g/L)0.1 0.3溫度(C)55 5六加壓溶氣罐溶氣壓力(Mpa)0.2 0.3加壓溶氣罐液向視鏡范圍七空氣緩沖罐空氣壓力(Mpa)0.2 0.3八儀表空壓空氣壓力(Mpa)>0.5九HVM膜過濾器過濾壓力(Mpa)0.01 0.10運(yùn)行過程中，嚴(yán) 格控制過濾壓差 在指標(biāo)范圍內(nèi)。過濾時間(

36、秒)12003600過濾流重(m/h.m )0.4在舁 廳P名稱質(zhì)量指標(biāo)控制指標(biāo)控制點(diǎn)-次數(shù)排渣間隔（次/24 次反沖）1反沖時間（秒）<30游離氯（mg/L）13十NaClO配制與加量配制后NaClO (%)1與粗鹽水量比（ppm）10 20FeCl3配制與加入量配制后FeCl3（%）與粗鹽水量比（ppm）1515卜二酸洗液濃度HCl(%)151次/2周1小時/次3.2 影響鹽水精制的主要因素3.4.1 反應(yīng)時間化鹽后的飽和粗鹽水進(jìn)前反應(yīng)槽的同時，按比例投加次氯酸鈉、氫氧化鈉， 攪拌、反應(yīng)時間控制在 30分鐘；在進(jìn)后反應(yīng)槽的同時，按比例投加碳酸鈉，攪 拌、反應(yīng)時間控制在 30分鐘。若反

37、應(yīng)時間不充分，將不能將雜質(zhì)完全由液相轉(zhuǎn) 入固相，造成精鹽水中天然有機(jī)物及鈣、鎂、硫酸根等離子濃度超標(biāo)。3.4.2 Mg+/Ca2+比值粗鹽水中的碳酸鈣為結(jié)晶型沉淀，較易過濾，而氫氧化鎂為膠體絮狀物，呈 穩(wěn)定分散狀，不易過濾，若鹽中Cf含量大于Mg+,則生成的氫氧化鎂可以較好地包裹碳酸鈣，過濾效果較好，如碳酸鈣較少，大量的氫氧化鎂懸浮在鹽水中， 將影響過濾能力。因此，鹽中的鎂、鈣比值影響過濾能力，一般要求原鹽中 Mg+/Ca2+<1。3.4.3 菌藻類及其它有機(jī)物溶鹽水中不能有大量有機(jī)物，這不但影響 HVM膜的過濾鹽水量同時對離子膜 電解同樣有較大的損壞，因此 TOCM須在控制范圍內(nèi)。鹽水

38、中的菌藻類會分泌出一種粘液，與腐殖酸等天然有機(jī)物混合在一起很難 過濾，大大影響過濾能力，如穿過濾膜還將影響樹脂塔和離子膜；菌藻類和腐殖 酸等有機(jī)物可以被次氯酸鈉氧化分解成為小分子，再通過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)也被同時除去。這是提高 過濾能力、提高精制效率的有效手段。3.4.4 溫度提高鹽水溫度，可以使鹽水粘度和比重減小，使鹽泥形成較大顆粒，有利于 過濾，但過高的溫度將使能耗上升，因此需把溫度控制在5060c之間。溶鹽溫度不宜控制的過高，以低于 60 c為宜；系統(tǒng)過程的溫度不宜下降太 快，化鹽出口溫度與過濾前鹽水溫差不宜大于 3C；因此，設(shè)備及管道

39、都應(yīng)盡量 縮短或進(jìn)行保溫。3.4.5 鹽水的濃度要穩(wěn)定鹽水濃度的變化會引起過濾過程中鹽結(jié)晶析出，影響過濾能力和濾膜的壽 命。過濾鹽水應(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。如過飽和的鹽水進(jìn)過濾器，當(dāng)溫度下降較多，會出現(xiàn) NaCl結(jié)晶析出。這不僅會堵塞 HVM膜孔，造成過濾阻力增加，同時 NaCl結(jié)晶在 進(jìn)行過程中會使HVM膜受到機(jī)械操壞，縮短使用壽命。3.4.6 過堿量當(dāng)粗鹽水pH值大于12時，碳酸鈣、氫氧化鎂又會溶解，從而影響鹽水質(zhì) 量。因此NaCO過量應(yīng)為300500mg/L, NaOHS量應(yīng)為100300mg/L。3.4.7 游離氯、

40、鐵鹽預(yù)處理劑和預(yù)處理時間游離氯對破壞菌藻類、有機(jī)物非常重要，投加量少，不能徹底消除菌藻類、 有機(jī)物，投加量多會影響離子交換樹脂的壽命，應(yīng)保證過濾后濾清液中的游離氯 濃度達(dá)到13ppm,為了保證進(jìn)入離子交換樹脂塔的鹽水中不含游離氯，在濾清 液中按比例投加5Ppm的亞硫酸鈉以消除游離氯。鐵鹽是保證預(yù)處理效果的另一種關(guān)鍵藥劑，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，提高過濾能力。提高精制 效率，保護(hù)下步工序。預(yù)處理時間是又一個重要參數(shù)，應(yīng)控制在 30分鐘。NaOHffi NaCO除Mg+和Cl的反應(yīng)必須始終是完全的才能進(jìn)入預(yù)處理器和過 濾器內(nèi)。否則，預(yù)處理器運(yùn)

41、行惡化，HVM過濾器阻力增加，過濾鹽水流量下降，運(yùn)行不正常。3.4.8 鹽水流量的影響如果鹽水處理量增大，將會減少反應(yīng)、預(yù)處理等時間、導(dǎo)致反應(yīng)、預(yù)處理不 徹底，影響精制效果，因此務(wù)必保持處理量基本穩(wěn)定。3.4.9 儀表控制原理3.5.1 前反應(yīng)液位控制用液位計測量前反應(yīng)槽的液位，液位測量值在DCS系統(tǒng)顯示記錄，此液位測量值輸給化鹽水泵的變頻控制器，變頻控制器根據(jù)液位調(diào)節(jié)化鹽水給料泵的轉(zhuǎn)速 來控制前反應(yīng)的液位。3.5.2 進(jìn)前反應(yīng)槽鹽水的PHffl控制用PH計測量進(jìn)前反應(yīng)槽鹽水的 PH值，按比例人工或自動調(diào)節(jié) 32% Wt的氫 氧化鈉溶液的投加量。3.5.3 1% Wt的NaClO溶液投加量控制

42、根據(jù)鹽水流量人工調(diào)節(jié)控制 NaClO的投加量。3.5.4 溶氣罐液位控制采用以溶氣罐的液位來控制溶氣罐的供液泵電動機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制系統(tǒng)。即 溶氣罐液位變送器的信號接入加壓泵的變頻控制器，控制器根據(jù)液位的變化來控 制溶氣罐供液泵（加壓泵）電動機(jī)轉(zhuǎn)速，以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變?nèi)軞夤薜墓?液量，從而達(dá)到穩(wěn)定溶氣罐液位的目的。3.5.5 溶氣罐的壓力控制采用普通氣動元件的自立式壓力調(diào)節(jié)閥來控制進(jìn)溶氣罐的氣壓來穩(wěn)定溶氣罐 的壓力，壓力穩(wěn)定值為0.25MPa左右。3.5.6 溶氣罐出口流量控制通過調(diào)節(jié)溶氣罐出口的自動調(diào)節(jié)閥開度來控制鹽水進(jìn)入預(yù)處理器的流量，該流量將決定鹽水精制工序的生產(chǎn)負(fù)荷。3.5.7 溶

43、氣罐出口 FeCl3投加量控制根據(jù)檢測進(jìn)預(yù)處理器鹽水流量，按比例人工或自動調(diào)節(jié)FeCl3投加量。3.5.8 NaCO投力口量控制根據(jù)檢測進(jìn)預(yù)處理器鹽水流量，按比例人工或自動調(diào)節(jié)NaCO投加量。3.5.9 NaSO投力口量控制根據(jù)測量過濾鹽水加入NaSO后的ORPfi,人工或自動調(diào)節(jié)NaSO投力口量來 控制鹽水中的游離氯，為使精鹽水中游離氯為零，要求ORP<200mv3.5.10 一次鹽水的PH值控制根據(jù)測量過濾鹽水加入高純鹽酸后的 PH值，人工調(diào)節(jié)高純鹽酸投加量來控 制一次鹽水的PH值。第四章HVM?管式膜鹽水精制工藝技術(shù)進(jìn)步4.1 設(shè)備改進(jìn)4.1.1 膜過濾器結(jié)構(gòu)改進(jìn)4.1.1.1 H

44、VM膜柔性支撐HVM膜采用了橡塑管內(nèi)圓外為多邊形柔性支承層，不但保持了膜的柔性，而 且從受力情況來看也保護(hù)了膜。柔性支承兼有對膜的增強(qiáng)作用，分析過濾及反沖 時膜的受力情況，由于橡塑管和膜都具有一定的彈性，將膜管較緊的套在橡塑管 支承上，膜在受壓時橡塑管同樣承受壓力，支承著膜。當(dāng)反沖時橡塑管與膜管均 受張力。反沖液逆向從橡塑支承的小孔內(nèi)逆流出，經(jīng)膜孔沖洗膜表面濾餅。當(dāng)膜 堵塞而導(dǎo)致橡塑支承流速大于膜流速，反沖液會滯留在膜與橡塑支承之間，此時 膜管承受張力加大，使反沖液沖掉顆粒和濾餅。當(dāng)膜的滲透力提高，橡塑管支承 流速等于膜流速時，膜面不受張力。因此適合的支承會使膜的強(qiáng)度在過濾和反沖 二個過程中得

45、到補(bǔ)償。除此以外柔性支承減少了膜承受的各種應(yīng)力，提高了膜的 壽命。4.1.1.2 增設(shè)過濾器清液腔純水封HVM過濾器為負(fù)壓反沖式過濾器，該過濾清液腔呈開放式，便于安裝、維修 過濾膜組件，且非常便于操作人員巡檢，及時發(fā)現(xiàn)問題。由于過濾器清液腔暴露在空氣中，為避免空氣中的顆粒物污染鹽水也為防止 鹽霧污染腐蝕設(shè)備，在精鹽水表面加一層純水液封，利用密度差鹽水始終在純水 下方，再由緩沖罐控制清液腔液位，使液封能長久地保留，起到阻隔鹽水與空氣 的作用，同時便于觀察操作情況。4.1.1.3 省卻HVM膜水漂洗系統(tǒng)復(fù)合微濾膜膜過濾器用鹽酸進(jìn)行化學(xué)清洗時，如果不置換掉鹽水，鹽水中的 NaClO會與鹽酸發(fā)生如下反

46、應(yīng)：NaClO+HCl - Cl 2+NaCl+HO新鮮的Cl2能使PP或PE發(fā)生氯氧化反應(yīng)，使PR PE強(qiáng)度下降。使用半年后 PP的強(qiáng)度僅有原來強(qiáng)度的70%仰采用再生PP, PP的強(qiáng)度下降得更多）。因此采 用PP、PE材質(zhì)為膜強(qiáng)度層，在化學(xué)清洗前必須用清潔的水去置換鹽水，以確保PP, PE不被氧化。HVM膜為全膨體聚四氟乙烯材料，耐酸堿、抗氧化。具耐化學(xué)腐蝕的特性， 使HVM過濾器系統(tǒng)可省卻化學(xué)清洗時所需要的水漂洗管路及閥門，同時節(jié)省了一 個小時左右的化學(xué)清洗時間，降低了膜過濾器化學(xué)清洗對生產(chǎn)能力的影響。4.1.2 預(yù)處理器合理化設(shè)計預(yù)處理器上排泥部分面積大，排泥時鹽水容易短路，液面中心的浮

47、泥不容易 排出；如果要排出液面中心區(qū)域浮泥，需要排出大量含浮泥鹽水，排泥時間長， 鹽水損失量大。改進(jìn)設(shè)計后，在預(yù)處理器中心加泥斗，浮泥集中在預(yù)處理器頂部環(huán)形區(qū)域， 可同時向中心泥斗和向外溢流堰排泥，這樣可減小浮泥面積，提高浮泥濃度，大 大減少排泥時間，降低排泥量，同時減少板框負(fù)荷，系統(tǒng)操作平穩(wěn)，鹽水損失 小。4.2 工藝流程創(chuàng)新生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn) HVM膜過濾強(qiáng)度高，抗污染能力強(qiáng)，使得過濾壓力低且穩(wěn) 定。設(shè)計中可充分利用預(yù)處理器與 HVM過濾器的位差，使鹽水自流至過濾器，形 成鹽水進(jìn)過濾器的自流工藝。泵送工藝與自流工藝見下圖所示。泵送工藝自流工乙4.2.1 自流工藝的優(yōu)點(diǎn)4.2.1.1 保護(hù)品種、

48、提高膜的過濾能力可在后反應(yīng)槽中加入含碳酸鈣顆粒的過濾器反洗液，為碳酸鈣結(jié)晶提供了大 量的品種，提高結(jié)晶速度；另外可避免碳酸鈣顆粒通過離心泵后被打碎，有利于 在膜過濾器中形成過濾性能良好的濾層，可提高膜的過濾能力。4.2.1.2 過濾膜承受的過濾壓力更低，可延長膜的使用壽命自流工藝依靠進(jìn)液緩沖槽鹽水液位與過濾器鹽水出口液位之間的位差為過濾 推動力；鹽水位差隨膜過濾濾餅的形成而逐漸增大，達(dá)到過濾周期后，自動進(jìn)行 反洗將鹽泥推離膜表面沉入過濾器底部，位差降至最低。這樣膜承受的過濾壓力 始終控制在一個較低的水平，延長膜的使用壽命。4.2.1.3 節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi)用與泵送工藝比較，自流工藝取消了過濾

49、器進(jìn)液泵，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi) 用。以10萬噸燒堿膜過濾裝置為例，泵送工藝需采用三臺50m3/h流量，29m揚(yáng)程的離心泵，軸功率合計為 22.5kW, 一年的耗電量為180000kWh按每度工業(yè)用 電單價0.38元計算，一年的運(yùn)行費(fèi)用為 68400元。4.2.1.4 操作簡易與泵送工藝比較，自流工藝省卻了泵的開停操作。過濾通過自流進(jìn)行，進(jìn)液 緩沖槽的液位隨著過濾壓力的變化，自動進(jìn)行調(diào)解。4.2.2 實(shí)現(xiàn)自流工藝的理論依據(jù)4.2.2.1 膜表面過濾理論HVM膜屬純膨體聚四氟乙烯管式多孔膜，它的過濾方法與眾不同，它是以薄 膜濾料達(dá)到真正的表面過濾。質(zhì)密、多孔、光滑的膨體聚四氟乙烯膜使固體顆粒 的穿

50、透接近零，使液體中的懸浮物被全部截留在薄膜的表面；隨著膜表面固體顆 粒的聚集，固體顆粒在膜表面搭橋后，形成具有良好過濾性能的濾餅層；HVM膜低摩擦系數(shù)、表面光滑具有極佳的不粘性使得濾餅層的消除比較容易；濾膜本身 和支撐層均具有很好的柔性，使得反沖洗清除膜表面濾餅層比較充分。HVM膜這些特點(diǎn)使膜過濾壓力僅需0.01Mpa,為實(shí)現(xiàn)自流工藝創(chuàng)造了必要條件。4.2.2.2 結(jié)晶理論后反應(yīng)槽中加入的過濾器反洗液含有大量的碳酸鈣顆粒，碳酸鈣顆粒的存在 為鹽水中C1與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈣結(jié)晶提供了品種。根據(jù)結(jié)晶理論，結(jié) 品過程中，品種的存在將幫助提高結(jié)晶的速度，并有助于形成顆粒較大形狀均勻 的晶體。碳酸

51、鈣晶體在后反應(yīng)槽內(nèi)逐漸長大，其外表面甚至包裹著鹽水中少量剩 余的Mg(OH)膠體，避免Mg(OH)膠體直接粘接在膜表面，為 HVM膜表面過濾提 供了良好的條件。4.2.2.3 能量守恒與轉(zhuǎn)換理論根據(jù)能量守恒與轉(zhuǎn)換理論，可將液體位能轉(zhuǎn)換為動能。在HVM膜過濾鹽水精制裝置中，一般預(yù)處理器鹽水出口與 HVM膜過濾鹽水出口的高差均超過 6ml而 HVM膜過濾正常生產(chǎn)所需要的過濾壓力范圍在0.01 Mpa0.03Mpa之間，所以6m的鹽水位差足以保證HVM膜過濾所需要的推動力。4.2.3 自流工藝在實(shí)際生產(chǎn)的效果以某公司的HVM膜過濾鹽水精制為例，膜過濾周期設(shè)定為 1500秒，過濾壓 力實(shí)際為0.01M

52、pa,鹽水通量每平方米膜通量達(dá)設(shè)計能力的 120%生產(chǎn)操作平 穩(wěn)，鹽水質(zhì)量穩(wěn)定，給該公司帶來明顯的效益。第五章鹽水精制常見問題及對策5.1 精制鹽水中鈣離子濃度超出工藝要求5.1.1 碳酸鈉投加量偏低，未達(dá)到工藝指標(biāo)碳酸鈉投加量直接影響鹽水中鈣離子的去除，若發(fā)現(xiàn)精制鹽水中鈣離子濃度 偏高，應(yīng)同時分析碳酸鈉的過堿量，如碳酸鈉過堿量低于0.3g/L ,則有可能是造成精制鹽水中鈣離子濃度偏高的主要原因；此時應(yīng)相應(yīng)提高碳酸鈉的投加量，并 加大取樣分析的頻率，確保反應(yīng)后的碳酸鈉在0.3g/L以上；如能排除碳酸鈉投加量是影響鈣離子濃度偏高的因素，再查找其他因素。5.1.2 膜破損造成碳酸鈣泄漏如膜破損，S

53、S進(jìn)入精制鹽水，也可能是造成精制鹽水中鈣離子濃度偏高的原 因之一，首先要巡檢，目測觀察過濾器每個膜組件出口是否有混濁現(xiàn)象，同時比 對鎂離子或SS的分析結(jié)果，若膜破損，則相應(yīng)的鎂離子或SS的分析結(jié)果也比較高。以SS為例，若Ca2+為1.1mg/L,則由碳酸鈣形成的SS應(yīng)為2.745mg/L,此時 應(yīng)更換膜組件。5.1.3 分析不準(zhǔn)確由于精制鹽水中鈣離子濃度比較低，采用常規(guī)的EDTA商定分析，有可能測定值低于方法的檢測下限，應(yīng)采用ICP進(jìn)行分析。另外，從EDTA商定法本身來看，如過早加入鈣竣酸指示劑或滴定時間過 長，都有可能使分析結(jié)果偏高。5.2 精制鹽水中鎂離子濃度超出工藝要求5.2.1 氫氧化

54、鈉投加量偏低，未達(dá)到工藝指標(biāo)氫氧化鈉投加量直接影響鹽水中鎂離子的去除，若發(fā)現(xiàn)精制鹽水中鎂離子濃 度偏高，應(yīng)同時測定鹽水的 pH值或分析氫氧化鈉的過堿量，如pH值低于10.5 或氫氧化鈉過堿量低于0.1g/L ,則有可能是造成精制鹽水中鎂離子濃度偏高的主 要原因；此時應(yīng)相應(yīng)提高氫氧化鈉的投加量，并加大取樣分析的頻率，確保反應(yīng) 后的氫氧化鈉過堿量在 0.1g/L以上；如能排除氫氧化鈉投加量是影響鎂離子濃 度偏高的因素，再查找其他因素。5.2.2 膜破損造成氫氧化鎂泄漏如膜破損，SS進(jìn)入精制鹽水，也可能是造成精制鹽水中鎂離子濃度偏高的原 因之一，首先要巡檢，目測觀察過濾器每個膜組件出口是否有混濁現(xiàn)象，同時比 對鈣離子或SS的分析結(jié)果，若膜破損，則相應(yīng)的鎂離子或SS的分析結(jié)果也比較高。以SS為例，若Mg"為1.1mg/L,則由氫氧化