氯堿鹽水基礎(chǔ)知識(shí)

1、 一 鹽水精制方案制定 二 鹽水一次精制工藝（一）開發(fā) 三 鹽水一次精制工藝（二）開發(fā) 內(nèi)內(nèi) 容容一、原鹽概況一、原鹽概況 原鹽是氯堿工業(yè)生產(chǎn)的主要原料。各種來源的鹽都含有不同數(shù)量的不利于電解生產(chǎn)的雜質(zhì)，如鈣、鎂、鐵、硫酸鹽和重金屬離子等。在氯堿工業(yè)生產(chǎn)中，原鹽費(fèi)用為總成本費(fèi)用的在氯堿工業(yè)生產(chǎn)中，原鹽費(fèi)用為總成本費(fèi)用的20%30%，是僅次于能源的主要費(fèi)用。是僅次于能源的主要費(fèi)用。 純凈的氯化鈉很少潮解，工業(yè)原鹽中因含有CaCl2、MgCl2等雜質(zhì)，極易吸收空氣中水分而潮解結(jié)塊。原鹽的潮解對(duì)運(yùn)輸、儲(chǔ)運(yùn)及使用會(huì)帶來一定困難。二、鹽的來源及類別二、鹽的來源及類別 世界上的鹽大部分存在于海洋中，海洋中

2、氯化鈉的濃度平均為3336g/l。由于地殼變化，海洋的一部分分離成為內(nèi)陸海，經(jīng)過億萬年的自然蒸發(fā)，形成鹽湖（如死海）和鹽池，其沉積在地下成為巖鹽（礦鹽）。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 因此，原鹽有海鹽、湖鹽、井鹽和礦鹽四種。世界上的主要產(chǎn)鹽國家有美國、中國、德國和印度等國。中國的鹽資源十分豐富，分布在24個(gè)省和自治區(qū)。三、原鹽的組成及性質(zhì)三、原鹽的組成及性質(zhì) 1、我國的原鹽組成 我國的原鹽因品種和產(chǎn)地而異，質(zhì)量不一。就NaCl含量而言，湖鹽質(zhì)量最佳， NaCl 9699%；井礦鹽次之，NaCl 9398%；海鹽一般含水分24%，NaCl 9195%。海鹽中的鈣、鎂含量最高，

3、但重金屬離子則低于湖鹽或井礦鹽。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)2、原鹽和鹽水的性質(zhì) (1) 氯化鈉在水中的溶解度 溫度對(duì)氯化鈉在水中的溶解度的影響并不大，但提高溫度可加速原鹽的溶解。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)(2)氯化鈉水溶液的密度 氯化鈉水溶液的密度隨溶液溫度的升高而降低，隨著溶液氯化鈉水溶液的密度隨溶液溫度的升高而降低，隨著溶液濃度的增大而增大濃度的增大而增大。(3)氯在不同溫度的水和鹽水中的溶解度 氯在水和鹽水中的溶解度隨著溫度的升高而減小，隨著鹽氯在水和鹽水中的溶解度隨著溫度的升高而減小，隨著鹽水濃度的增加而降低水濃度的增加而降低。 鹽鹽 水水

4、工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)(4) 鹽水的電導(dǎo)率 鹽水的電導(dǎo)率隨溫度、濃度的增加而增大。 3、選擇原鹽的主要標(biāo)準(zhǔn) (1) 氯化鈉含量要高，一般要求大于93%。 (2) 化學(xué)雜質(zhì)如：氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉含量要少。 (3) 不溶于水的機(jī)械雜質(zhì)要少。 (4) 鹽的顆粒要粗，否則容易結(jié)成塊狀，給運(yùn)輸和使用帶來困難。此外，鹽的顆粒太細(xì)時(shí)，鹽粒容易從化鹽桶中泛出，使化鹽和澄清操作難以進(jìn)行。 (5)菌、藻、腐殖酸等含量要低。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 4、原鹽質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)的影響 (1)每生產(chǎn)1噸100%NaOH約需1.51.7噸100%NaCl（理論值為1.462噸），原鹽的費(fèi)用

5、僅次于電的費(fèi)用，占生產(chǎn)成本第二位，而原鹽質(zhì)量影響精制劑的消耗及精制操作，從而增加費(fèi)用影響生產(chǎn)成本。 (2)響設(shè)備能力的發(fā)揮，如果鹽水中的雜質(zhì)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。 5、使用原鹽時(shí)的注意事項(xiàng) (1)原鹽儲(chǔ)存場(chǎng)所應(yīng)保持清潔，避免混入機(jī)械雜質(zhì)。 (2)露天存放時(shí)應(yīng)注意防雨，以免流失。 (3)新鹽與陳舊鹽質(zhì)量若有差異，精制時(shí)應(yīng)加以注意。 (4)原鹽貯存時(shí)間過長會(huì)結(jié)成硬塊，因此新舊鹽要經(jīng)常倒換使用。鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)四、鹽水一次精制原理探究四、鹽水一次精制原理探究 由于工業(yè)鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等無機(jī)雜

6、質(zhì)、細(xì)菌、藻類殘?bào)w、腐殖酸等天然有機(jī)物和機(jī)械雜質(zhì)，這些雜質(zhì)如不徹底去除會(huì)造成樹脂塔樹脂結(jié)塊，交換能力下降，進(jìn)入電解槽導(dǎo)致離子膜效率降低，嚴(yán)重破壞電解槽的正常生產(chǎn)，因此必須預(yù)先除去這些雜質(zhì)，以滿足樹脂塔的要求。在工業(yè)上一般采用化學(xué)精制方法即加入精制劑，使鹽水中的可溶性雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛群苄〉某恋砦锒蛛x除去，使菌藻類等有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)（一）原鹽中雜質(zhì)對(duì)電解的影響 1、Ca2+、Mg2+的影響 如果鹽水中的大量Ca2+、Mg2+不除去，超過了樹脂的處理能力，就可能發(fā)生Ca2+、Mg2+的泄漏，會(huì)造成樹脂使用周期縮短，樹脂塔的鹽水處理能力下降，造

7、成進(jìn)電解槽的鹽水質(zhì)量不合格，在電解過程中Ca2+、Mg2+就會(huì)與從陰極室遷移到陽極室的OH-結(jié)合，生成氫氧化物沉淀，這樣不僅消耗了氫氧化鈉，而且這些沉淀還會(huì)堵塞離子交換膜的孔隙，使膜電阻增加，槽電壓上升，電流效率下降，產(chǎn)品質(zhì)量下降，離子交換膜性能惡化和壽命縮短，從而破壞電解的正常運(yùn)行。鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 2、SO42-的影響的影響 如果鹽水中SO42-含量高，則會(huì)在膜層中與Na+生成Na2SO4影響離子膜的交換性能，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，使氯中含氧量增加，氯氣純度降低；此外，O2還會(huì)腐蝕陽極。另外，如果SO42-含量

8、太高，還會(huì)使食鹽在水中的溶解度降低，并且會(huì)影響隔膜堿的蒸發(fā)及隔膜濃堿沉降的操作。 3、Fe3+的影響 精制鹽水中含有Fe3+時(shí)，在電解過程中可與OH-形成Fe(OH)3而堵塞離子膜，影響電槽的正常運(yùn)行，對(duì)于隔膜電解槽來講，還會(huì)使陽極室中氯中含氫增加，形成不安全因素。鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 4、銨離子及有機(jī)氮的影響 在原鹽中或化鹽用水中，如果含有銨離子或有機(jī)氮化合物，在電解槽內(nèi)會(huì)被氯轉(zhuǎn)化為極易爆炸的NCl3，伴隨氯氣在液氯工序聚積而可能發(fā)生爆炸。 5、重金屬離子的影響 鹽水中存在重金屬離子，將會(huì)對(duì)陽極涂層的電化學(xué)活性有相當(dāng)大的影響。例如，鹽水中的錳沉積在陽極表面，會(huì)形成不

9、導(dǎo)電的氧化物，使陽極涂層的活性降低，增加電槽的電壓降，使電耗升高。一些重金屬離子對(duì)離子膜有不良的影響，其影響程度隨不同離子而異，所以鹽水中重金屬離子也必須除去，以保證電解鹽水的質(zhì)量。 鹽水工序基礎(chǔ)知識(shí)鹽水工序基礎(chǔ)知識(shí) 6、菌藻類、腐殖酸及不溶性泥沙等的影響 菌藻類、腐殖酸及不溶性泥沙等機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入鹽水中會(huì)造成過濾器處理能力下降、運(yùn)行周期縮短，增加鹽泥的量。如進(jìn)入樹脂塔，會(huì)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，進(jìn)入電解槽會(huì)影響離子膜的性能，嚴(yán)重破壞電解槽的正常運(yùn)行。鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)（二）鹽水精制基本理論 鹽水中的可溶性雜質(zhì)，一般采用加入化學(xué)精制劑生成

10、幾乎不溶解的化學(xué)沉淀物，然后通過澄清、過濾等手段達(dá)到精制目的。在澄清過濾的同時(shí)也達(dá)到去除泥沙及機(jī)械雜質(zhì)的目的。 1、鈣離子的去除 精制劑：碳酸鈉溶液，25時(shí)CaCO3溶度積810-8 CaCl2+ Na2CO3=CaCO3+2NaCl CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4使用理論量的碳酸鈉，需要攪拌數(shù)小時(shí)才能使上述反應(yīng)趨于完全。如果加入量超過理論用量0.8g/L時(shí)，反應(yīng)在15分鐘內(nèi)即可完成90%，在不到1小時(shí)之內(nèi)就能實(shí)際完成。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 2、鎂離子和鐵離子的去除 鎂和鐵一般以氯化物形式存在于原鹽中

11、，精制時(shí)加入燒堿溶液即可生成難溶于水的氫氧化鎂（25溶度積為510-12）和氫氧化鐵（25時(shí)溶度積為1.110-35）。 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl 與碳酸鈉一樣，燒堿的加入量也需要適當(dāng)過量，一般Mg2+與OH-在PH值約為8時(shí)開始反應(yīng)，在PH=11左右時(shí)反應(yīng)迅速完成，形成膠狀絮凝物，在生產(chǎn)中一般將NaOH的過堿量控制在0.070.6g/L。 鹽水工序基礎(chǔ)知識(shí)鹽水工序基礎(chǔ)知識(shí) 3、硫酸根的去除 如果鹽水中SO42-離子的含量在5g/L以下，若是采用隔膜法生產(chǎn)30%液堿時(shí)，原鹽中帶入的硫酸根以硫酸鈉的形式溶解于燒堿中。因

12、此不必另行處理。但在生產(chǎn)42%或50%NaOH的液堿時(shí)，由于硫酸鈉在濃堿中的溶解度下降而結(jié)晶析出，存在于蒸發(fā)工序的回收鹽中。為了控制硫酸根的含量，可在蒸發(fā)工序用清水循環(huán)洗滌回收鹽，并排棄一部分飽和硫酸鈉的洗滌水，使鹽水系統(tǒng)的硫酸鈉不致積累?；蛘呃美鋬鲈O(shè)備，冷凍飽和硫酸鈉洗滌水，使（Na2SO410H2O）析出作為商品。 需要注意，鹽水中SO42-含量大于5g/L，通常在鹽水中加入適量的BaCl2使SO42-轉(zhuǎn)變?yōu)锽aSO4沉淀除去， Na2SO4+ BaCl2=BaSO4+2NaCl 但是氯化鋇加入量不應(yīng)過多，因?yàn)檫^剩的氯化鋇在電解槽中會(huì)與NaOH反應(yīng)生成Ba(OH)2沉淀，堵塞離子膜。鹽鹽

13、 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 4、菌藻類及其它有機(jī)物的去除 鹽水中的菌藻類被未脫氯淡鹽水中的游離氯殺死，腐殖酸等有機(jī)物被未脫氯淡鹽水溶液中的游離氯氧化分解成為小分子而除去。 五、鹽水的制備五、鹽水的制備一、原鹽的溶化 原鹽從鹽倉經(jīng)過皮帶輸送機(jī)和計(jì)量秤連續(xù)加入到化鹽桶。 化鹽桶內(nèi)鹽層高度保持在2.5m以上。 化鹽用水來自洗泥桶的淡鹽水和蒸發(fā)工段的含堿鹽水。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 化鹽用水和原鹽逆流接觸。 原鹽中帶的草屑等雜質(zhì)由化鹽桶上方的鐵柵除去。沉積于桶底的泥沙定期從出泥孔清除。 為加快溶鹽速度，化鹽用水應(yīng)加熱到50-60。 在化鹽桶內(nèi)除了原鹽溶解外，原

14、鹽中的鎂離子和其他重金屬離子還和化鹽水中的NaOH反應(yīng)，生成不溶性氫氧化物。粗鹽水中NaOH的過堿量，通過蒸發(fā)分離機(jī)析鹽水含NaOH和折流槽加減來調(diào)節(jié)控制。為了確保鹽水的濃度,鹽水在桶內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)該不少于30分鐘。 鹽鹽 水水 工工 序序 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)化鹽桶結(jié)構(gòu)見下圖鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝化鹽桶的高度為考慮操作方便可取4-5m，桶的直徑可根據(jù)生產(chǎn)需要按下式計(jì)算： 二、粗鹽水的精制 從化鹽桶上部流出的粗制鹽水，經(jīng)曲頸槽流入反應(yīng)桶，在反應(yīng)桶內(nèi)加入精制劑Na2CO3溶液，以除去粗鹽水中的鈣離子。如前所述，為保證反應(yīng)完全，碳酸鈉的加入量應(yīng)大于理論量。若鹽水中SO42

15、-含量大于5g/L時(shí)，還需加入氯化鋇。 NaCl含量 315g/L； Na2CO3過堿量 0.25-0.6 g/L；NaOH過堿量 0.07-0.6 g/L； 鹽水溫度 50左右。三、混鹽水的澄清和過濾 從反應(yīng)桶出來的含有碳酸鈣、氫氧化鎂等懸浮物的混濁鹽水，必須分離出沉淀顆粒后才能得到合格的精制鹽水。為加快懸浮物的沉降速度，在澄清時(shí)必須加入適量助沉劑。常用助沉劑有苛化麩皮、地瓜粉、刨花楠及聚丙烯酸鈉等。 鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝 重力沉降重力沉降：根據(jù)懸浮物顆粒的重度大于鹽水的重度（即懸浮顆粒所受到的重力大于鹽水對(duì)懸浮物的浮力）使懸浮顆粒下沉在設(shè)備底部，聚集

16、成為濃縮的泥漿而排出。 浮上澄清浮上澄清：在加壓下將空氣溶解在帶有懸浮物的粗鹽水中，然后突然減壓，使溶解的空氣形成微小的氣泡釋出并吸附在懸浮物的表面上，使懸浮物的假比重大大小于鹽水的比重（即懸浮物所受到的重力小于鹽水對(duì)懸浮物的浮力）而上浮，并從澄清桶的上部排出。少量重度較大的砂粒則沉積在澄清桶的底部定期排出。 鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝 從澄清桶出來的清鹽水中，還有少量細(xì)微的懸浮物，需要經(jīng)過砂濾進(jìn)一步凈化。常用的鹽水過濾器有虹吸式和重力式兩種。虹吸式過濾器由于具有無人操作、節(jié)省動(dòng)力和投資少等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用比較普遍。經(jīng)過濾后的精鹽水就可成為隔膜電解用的精鹽水。 按照澄清原理，澄清桶

17、的生產(chǎn)能力（即清鹽水的流出量Q），僅與清鹽水的上升速度及澄清桶的截面積有關(guān)，而與澄清桶的高度無關(guān)，即Q=VA 但為了穩(wěn)定澄清操作和保持適當(dāng)?shù)哪喾鈱?，澄清桶?yīng)有一定高度。國內(nèi)一般采用57m。 道爾型澄清桶的主要優(yōu)點(diǎn)是操作比較穩(wěn)定，對(duì)鹽質(zhì)變化、過堿量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，生產(chǎn)的彈性比較大。缺點(diǎn)是體積龐大，投資費(fèi)用較多。 鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝 浮上澄清桶浮上澄清桶 自加壓槽出來的溶有空氣的渾鹽水，加入

18、助沉劑后進(jìn)入浮上澄清桶的凝聚反應(yīng)室（3），在凝聚反應(yīng)室內(nèi)鹽水一方面進(jìn)行凝聚反應(yīng)；另一方面由于壓力減小，釋放出大量極為細(xì)微的氣泡并附著在懸浮物的表面，使懸浮物向上浮起。浮泥通過浮泥槽（5）在澄清桶的中部連續(xù)排出，重度較大的泥砂則從凝聚室直接下沉到沉泥斗（4）排出；清鹽水經(jīng)過檔圈向下折流，然后從清鹽水通道管（7）進(jìn)入集水槽（6）流出。 浮上澄清桶的優(yōu)點(diǎn)是適用于含鎂較高的原鹽，且受溫度影響較小，清液上升速度快，設(shè)備的生產(chǎn)能力也較大。缺點(diǎn)是需要一套加壓裝置，輔助設(shè)備較多，消耗的動(dòng)力也較多。 六、鹽水精制工段的工藝條件六、鹽水精制工段的工藝條件 （一）影響鹽水濃度的因素 （1）溫度 溫度雖然對(duì)氯化鈉的溶

19、解度影響不大，但溫度升高可以加速氯化鈉的溶解速度，使鹽水在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到飽和。另外，在較高的溫度下還可加快Ca2+、Mg2+與精制劑的反應(yīng)速度，使其在較短時(shí)間內(nèi)完成精制反應(yīng)。因此在生產(chǎn)上往往采用熱水化鹽，將溶鹽桶及反應(yīng)桶內(nèi)的鹽水溫度控制在50以上。 （2）鹽層高度 化鹽桶內(nèi)鹽層高度是保證鹽水濃度的一個(gè)重要指標(biāo)。如果鹽層高度太低，鹽水就不能被飽和。在生產(chǎn)中要求控制鹽層在2.5 米以上，有時(shí)在化鹽桶底部積存了大量泥砂，也會(huì)影響鹽層的有效高度。因此對(duì)化鹽桶內(nèi)的淤泥，必須定期進(jìn)行清除。 （二）影響鹽水澄清的因素 （1）鹽水中Ca2+/Mg2+的比值 粗鹽水中CaCO3、BaSO4為結(jié)晶型沉淀，粒子容易

20、下沉；而Mg(OH)2為膠體絮狀物，呈穩(wěn)定分散狀，不易沉降。鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝因此，若原鹽中Ca2+含量大于Mg2+，則生成的碳酸鈣就能作為晶種吸附氫氧化鎂一起下沉，沉降效果就好。反之，則生成的碳酸鈣就不能完全夾帶氫氧化鎂一起下沉，從而影響鹽水的澄清速度。生產(chǎn)上要求原鹽中Ca2+/Mg2+的比值大于或等于1。為達(dá)到此目的，在原鹽溶解時(shí)應(yīng)根據(jù)原鹽質(zhì)量的好壞，進(jìn)行搭配使用或在鹽水中加入適量石灰水以提高Ca2+的含量。聚變大，以加快懸浮顆粒的下降速度。鹽水一次精制工藝鹽水一次精制工藝（2）助沉劑 由于鹽水中懸浮物的沉降，接近于自由沉降而遵守斯托克斯（Stokes）定律。因

21、此顆粒在鹽水中的沉降速度可用式下式表示： 從上式中可以看出，懸浮物的沉降速度與固、液兩相的密度差以及與固體顆粒的直徑平方成正比。因此必須選用性能優(yōu)良的助沉劑使顆粒能在較短時(shí)間內(nèi)凝 鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝（3）鹽水的溫度和濃度 如前所述，混鹽水中懸浮物的沉降與固體顆粒和鹽水的密度差有關(guān)。因此，提高澄清桶內(nèi)鹽水的溫度不但能夠擴(kuò)大懸浮物與鹽水之間的密度差，而且還可以減小鹽水的粘度而加快懸浮物的下沉速度。 另外，對(duì)進(jìn)入澄清桶的鹽水的溫度和濃度要求穩(wěn)定，否則鹽水會(huì)因密度差而引起對(duì)流，產(chǎn)生泛渾現(xiàn)象，影響沉降速度和澄清效果。在生產(chǎn)中要求澄清桶進(jìn)出口的鹽水溫度差小于5。（4）過堿量 在

22、去除Ca2+、Mg2+時(shí)，碳酸鈉及氫氧化鈉必須適量。如果過多，當(dāng)鹽水的pH值大于12時(shí)，亦會(huì)影響鹽水的澄清效果。 鹽水一次精制工藝鹽水一次精制工藝一、HVM膜鹽水精制工藝概述 鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝 來自淡鹽水脫氯工序的淡鹽水、鹽泥壓濾系統(tǒng)的濾液，以及補(bǔ)充的生產(chǎn)上水流入化鹽水貯槽用于化鹽，其中部分淡鹽水在折流槽中與氯化鋇溶液混合反應(yīng)后流入澄清桶澄清去除硫酸鋇，澄清后的淡鹽水流至化鹽水貯槽，硫酸鋇鹽泥至鹽泥壓濾系統(tǒng)。 化鹽水經(jīng)換熱器換熱至60左右后去化鹽桶中化鹽，所得粗鹽水通過折流槽流入粗鹽水槽，在折流槽內(nèi)加入氫

23、氧化鈉和未脫氯淡鹽水，鎂離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀而除去，菌藻類、腐殖酸等有機(jī)物則被未脫氯淡鹽水溶液中的游離氯氧化分解成為小分子有機(jī)物而除去。然后用加壓泵將粗鹽水槽內(nèi)的粗鹽水送出，在氣水混合器中與空氣混合后進(jìn)入加壓溶氣罐。溶解一定量的空氣后再進(jìn)入預(yù)處理器，在鹽水進(jìn)入預(yù)處理器時(shí)，就向文丘里混合器中加FeCl3。 經(jīng)過預(yù)處理的鹽水自流進(jìn)入反應(yīng)槽，同時(shí)將碳酸鈉加入第一臺(tái)反應(yīng)槽內(nèi)，鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鈣沉淀，充分反應(yīng)后的鹽水進(jìn)入鹽水高位槽，再由高位槽自流進(jìn)入凱膜過濾器。濾液流入折流槽后自流到一次鹽水儲(chǔ)槽，折流槽中加入亞硫酸鈉溶液，以確保過濾精鹽水中游離氯為零，過濾器截留的濾渣和預(yù)

24、處理器的排泥均排入鹽泥池中。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)壓濾處理后濾餅被送出；濾液循環(huán)流回化鹽水槽。鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝 膜運(yùn)行一定時(shí)間后，為了保持較高的過濾能力和較低的過濾壓力，須用15%鹽酸進(jìn)行化學(xué)再生。 二、傳統(tǒng)鹽水精制工藝和HVM膜鹽水精制工藝比較 1、新工藝比老工藝精鹽水質(zhì)量有極大的提高，延長了樹脂塔和離子膜的壽命。 2、新工藝可減少二次鹽水過濾工藝，可大大減少離子膜燒堿的投資。 3、新工藝采用預(yù)處理消除了原鹽、操作的波動(dòng)對(duì)后續(xù)精制的影響。 4、工藝流程短，占地少。鹽水一次精制工藝鹽水一次精制工藝三、HVM膜鹽水精制工藝注意要領(lǐng) 1

25、、過濾的鹽水應(yīng)是不飽和或飽和的，但由于后者很難控制得當(dāng)，故要求鹽水中NaCl含量控制在3055g/l。如過飽和的鹽水進(jìn)過濾器，會(huì)出現(xiàn)NaCl結(jié)晶析出。這不僅會(huì)堵塞HVM膜孔，造成過濾阻力增加，同時(shí)NaCl結(jié)晶會(huì)使HVM膜受到機(jī)械損壞，嚴(yán)重的縮短其使用壽命。 2、NaOH和Na2CO3除Mg2+和Ca2+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)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、鹽水中不能有大量有機(jī)物，這不但影響HVM膜的過濾鹽水流量同時(shí)對(duì)離子膜電解同樣有較大的不良影響，因此有機(jī)物必須在控制范圍內(nèi)。 4、溶鹽溫度以60左右為宜，化鹽桶出口鹽

26、水溫度與過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。 5、過濾器運(yùn)行過程中，嚴(yán)格控制過濾壓差在指標(biāo)范圍內(nèi)。鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝 6、過濾器清洗時(shí)，用作攪拌的壓縮空氣應(yīng)以小氣泡排出為宜，不能形成連續(xù)翻騰的現(xiàn)象。 7、由于HVM過濾器的過濾效果好壞直接受鹽水預(yù)處理效果的影響，而預(yù)處理的目的是將粗鹽水中的懸浮固體顆粒（原料鹽等帶來的水不溶物及在粗鹽水精制過程中的Mg(OH)2等固體顆粒）有效地進(jìn)行分離。膜處理工藝中HVM管式膜過濾器是鹽水精制過程中的最終固液分離裝置，因此必須針對(duì)HVM管膜過濾的特點(diǎn)，重視預(yù)處理系統(tǒng)的性能。四、工藝控制及連

27、鎖控制 本工序包括：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點(diǎn)是生產(chǎn)合格精鹽水的關(guān)鍵。 鹽 水 一 次 精 制 工 藝鹽 水 一 次 精 制 工 藝 1、溫度 （1）為了制得飽和鹽水，生產(chǎn)采用熱法化鹽。 （2）溫度影響鹽的溶解度，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。 （3）溫度影響鹽的溶解速度，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。 （4）溫度高可加快反應(yīng)速度， 生成Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4的反應(yīng)在鹽水中進(jìn)行時(shí)，溫度愈高，反應(yīng)越快。 （5）溫度高可提高過濾速度，鹽水的過濾速度與鹽水粘度、鹽泥的形態(tài)、顆

28、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，過濾速度加快。鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝鹽水一次精制工藝鹽水一次精制工藝 2、精制控制點(diǎn)及精制反應(yīng)時(shí)間 （1）Mg2+與OH在pH值約為8時(shí)開始反應(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過量約0.2g/L時(shí)，鹽水中含Mg2+可小于1ppm，故在本工藝精制反應(yīng)時(shí)，NaOH過量指標(biāo)應(yīng)控制在0.2g/L （2）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)間長短和碳酸鈉過量程度，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，但若碳酸鈉過量0.5g/L，溫度高于45，則

29、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，故一般控制過量指標(biāo)為0.5g/L。 （3）用氯化鋇與硫酸根離子進(jìn)行反應(yīng)，形成硫酸鋇固體。用工業(yè)BaCl2配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20的BaCl2水溶液。保證反應(yīng)后鹽水中硫酸根的濃度低于5g/L，定時(shí)檢測(cè)，根據(jù)鹽水中分析的硫酸根的量調(diào)整氯化鋇的投加量。 （4）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)槽前在折流槽內(nèi)投加有效氯0.06的未脫氯淡鹽水，確保后反應(yīng)槽出口游離氯為12mg/L，定時(shí)檢測(cè)，再根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整次氯酸鈉的投加量。 鹽鹽 水水 一一 次次 精精 制制 工工 藝藝 一、 鹽水二次精制意義鹽水二次精制意義 電解槽所用的陽離子交換膜

30、，具有選擇和透過溶液中陽離子的特性。因此它不僅能使Na+離子大量通過，而且也能讓Ca2+、Mg2+、Ba2+等離子通過，當(dāng)這些雜質(zhì)陽離子透過膜時(shí)，就和從陰極室反滲過來的微量OH-離子形成難溶的氫氧化物堵塞離子膜。這樣，一方面使膜的電阻增加，引起槽電壓上升；另一方面會(huì)加劇OH-離子的反滲透而造成電流效率下降。在鹽水中，如果鋇離子、鐵離子含量高，還會(huì)破壞金屬陽極的釕鈦涂層和陰極涂層的活性，影響電極使用壽命。此外，鹽水中氯酸根和懸浮物也能影響離子膜的正常運(yùn)行。有的離子膜對(duì)鹽水中碘離子的含量還有要求。因此，用于電解的鹽水的純度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于隔膜電槽，它必須在原來鹽水一次精制的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行第二次精制。 鹽

31、水 二 次 精 制 工 藝鹽 水 二 次 精 制 工 藝（一）鹽水中次氯酸鈉的去除 向罐內(nèi)放置合適數(shù)量的Na2SO3固體（用量按每日配一次考慮），加入適量的純水，并進(jìn)行攪拌以加快溶解，放入下面的亞硫酸鈉槽。由泵送出的5%亞硫酸鈉水溶液，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)閥加入鹽水管道，經(jīng)過管道混合器后與鹽水均勻混合，其中的一小部分進(jìn)入氧化還原分析器，輸出的信號(hào)去自控閥門，調(diào)節(jié)亞硫酸鈉加入量，使進(jìn)入鹽水罐的鹽水絕對(duì)不含次氯酸鈉，且過量的亞硫酸鈉也控制在一定范圍。 鹽鹽 水水 二二 次次 精精 制制 工工 藝藝 二、二次鹽水過濾 一次鹽水中的少量懸浮物，如果隨鹽水進(jìn)入螫合樹脂塔，將會(huì)堵塞螯合樹脂的微孔，甚至使螫合樹脂呈

32、團(tuán)狀物，嚴(yán)重時(shí)有結(jié)塊現(xiàn)象，從而降低樹脂處理鹽水的能力。因此，鹽水精制時(shí)一般要求鹽水中懸浮物的含量小于ppm。這樣就必須要經(jīng)過過濾，如果采用傳統(tǒng)的砂濾設(shè)備往往不能符合要求，目前常用的是炭素管式過濾器。 三、螯合樹脂處理鹽水原理 螯合樹脂也是一種離子交換樹脂，與普通的交換樹脂不同的是，它吸附金屬離子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，如螯合物，故稱螯合樹脂。它是由中心離子和多基配位體形成的，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物。螯合樹脂種類很多，有多種商品牌號(hào)，如：日本CR-10，CR-11，中國上海D-403等，就化學(xué)組成來看由母體和螯合基團(tuán)兩部分。鹽 水 二 次 精 制 工 藝鹽 水 二 次 精 制 工 藝 鹽鹽 水水 二二 次次

33、 精精 制制 工工 藝藝 1、生產(chǎn)中含有Ca2+、Mg2+和其他金屬離子的鹽水進(jìn)入螯合樹脂塔，被螯合樹脂絡(luò)合，樹脂中的Na+被金屬陽離子置換，使樹脂喪失活性。 鹽水二次精制工藝鹽水二次精制工藝 2、螯合樹脂失活之后，便不能繼續(xù)與鹽水中的鈣、鎂離子進(jìn)行交換，此時(shí)就需要對(duì)螯合樹脂進(jìn)行再生。 鹽鹽 水水 二二 次次 精精 制制 工工 藝藝 3、螯合樹脂再生需使用31wt的HCl、32wt的NaOH和純水配制成濃度為4%再生的鹽酸溶液，32%的燒堿用純水配制成濃度為5%再用的燒堿溶液。酸堿濃度如果太低，再生可能不徹底，影響再生效果，酸堿濃度過高，會(huì)使樹脂過度收縮與膨脹，導(dǎo)致樹脂發(fā)生龜裂、破碎、并使得鹽

34、水流經(jīng)樹脂床時(shí)壓力損失增大和樹脂損耗量增加。螯合樹脂再生過程中，31wt的HCl與純水混合后通過程控閥送入離子交換樹脂塔。溶液濃度由流量測(cè)量系統(tǒng)控制。32wt的NaOH以同樣方式處理。再生過程中所排出的酸性以及堿性廢液送到污水池處理。 鹽鹽 水水 二二 次次 精精 制制 工工 藝藝 鹽鹽 水水 二二 次次 精精 制制 工工 藝藝 鹽鹽 水水 二二 次次 精精 制制 工工 藝藝 四、工藝指標(biāo)對(duì)樹脂塔操作的影響 螯合樹脂的吸附能力除樹脂本身外, 還受鹽水的溫度、pH 值、鹽水流量、Ca2+、Mg2+含量等因素的影響。螯合樹脂的內(nèi)在結(jié)構(gòu)不同， 交換能力也不同，但是對(duì)流量、溫度、pH 值變化趨勢(shì)是一樣

35、的。因此，要加強(qiáng)各工藝控制指標(biāo)的控制，保證進(jìn)電解槽鹽水質(zhì)量合格。 1溫度 螯合樹脂與鈣、鎂的螯合反應(yīng)是在一定溫度下進(jìn)行的，溫度高時(shí),螯合反應(yīng)速度快, 樹脂使用周期長。但鹽水溫度過高(大于 80)， 樹脂的強(qiáng)度會(huì)降低，破碎率升高，將使樹脂受到不可恢復(fù)的損傷。要保證樹脂發(fā)揮良好的性能，應(yīng)將進(jìn)入螯合樹脂塔的鹽水溫度控制在5565 。 2pH 值 在一定的 pH 值時(shí)，鈣、鎂等是以離子形式存在的，這樣有利于樹脂進(jìn)行螯合去除。而當(dāng) pH11 時(shí)， 鎂離子易生成 Mg(OH)2膠狀沉淀物, 進(jìn)入樹脂塔后會(huì)堵塞樹脂 孔隙, 大大降低了樹脂的交換能力，同時(shí)還會(huì)造成進(jìn)入樹脂塔內(nèi)的鹽水發(fā)生偏流, 增加壓力降, 從

36、而導(dǎo)致鹽水中鈣離子去除不徹底, 二次鹽水中鈣、鎂含量升高。所以，鹽水 pH 值應(yīng)控制在 9.0士0.5。 鹽鹽 水水 二二 次次 精精 制制 工工 藝藝鹽水二次精制工藝鹽水二次精制工藝 3鹽水流量 鹽水的供應(yīng)量是由樹脂塔的選型和塔內(nèi)樹脂填充量來確定的。進(jìn)入樹脂塔的鹽水流量取決于樹脂塔的尺寸和需要的循環(huán)時(shí)間，如果鹽水流量過大則在樹脂內(nèi)停留時(shí)間縮短，造成鹽水在樹脂塔內(nèi)短路，處理后的鹽水中鈣、鎂離子不合格；如鹽水流量降低，樹脂的使用時(shí)間延長，但需要較大的樹脂塔。一般要求鹽水流量應(yīng)小于 40 m3/h，最佳流量為 20 m3/h。 4鹽水中 Ca2+、Mg2+濃度螯合樹脂塔對(duì)鹽水中的Ca2+、Mg2+的吸附量隨著濃度的升高而增加，但當(dāng) Ca2+、Mg2+的質(zhì)量濃度超過 10 mg/L 時(shí)，樹脂除鈣、鎂離子的能力隨鈣、鎂離子濃度增加而降低，這是因?yàn)轵蠘渲慕粨Q量是一定的，鹽水中鈣、鎂離子來不及進(jìn)行交換，帶入到二次鹽水中，使二次鹽水中鈣鎂含量增加。 5鹽水中的游離氯游離氯的氧化性極強(qiáng)，極易破壞螯合樹脂的結(jié)構(gòu)，造成樹脂不可恢復(fù)的中毒，樹脂性能急劇下降,起不到螯合鈣、