離子膜電解一次鹽水工藝設(shè)備知識

一次鹽水工藝知識

一次鹽水工段是氯堿生產(chǎn)的第一道工序，主要是給離子膜電解提供合格的精致鹽水，目前有兩套系統(tǒng)，一套是戈?duì)栠^濾系統(tǒng)，一套是CN過濾系統(tǒng)。一、原鹽的性質(zhì)（1）原鹽的性質(zhì)原鹽的主要成分是氯化鈉，化學(xué)式NaCl,分子量58.5，溶解熱為7.25KJ/mol,純凈的氯化鈉很少潮解，工業(yè)原鹽中含有CaCl2、MgCl2及Na2SO4等雜質(zhì)，極易吸收空氣中水分而潮解結(jié)塊。(2)選擇原鹽的標(biāo)準(zhǔn)

a、氯化鈉含量要高。b、Ca2+、Mg2+、SO42+雜質(zhì)要少。C、不溶于水的機(jī)械雜質(zhì)要少。d、鹽的顆粒要粗。

二、鹽水精制的原理（1）原鹽中雜質(zhì)對電解的影響a、Ca2+、Mg2+的影響:鹽水中的Ca2+、Mg2+將在陰極側(cè)與電解產(chǎn)物氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，生成難溶解的氫氧化鈣和氫氧化鎂沉淀，堵塞離子膜的空隙，造成電流效率下降和槽電壓上升等現(xiàn)象，縮短離子膜的使用壽命。

b、SO42-的影響:鹽水中的SO42-含量較高時(shí)，會促使OH-在陽極放電而產(chǎn)生氧氣，這樣不僅消耗電能降低電流效率，而且還會降低氯氣的純度。C、重金屬離子的影響:鹽水中存在重金屬離子，將會對陽極涂層的電化學(xué)活性有相當(dāng)大的影響，如Fe2+、Mn2+等是由鋼制設(shè)備帶來，因此要對鹽水設(shè)備的防腐工作引起重視。d、機(jī)械雜質(zhì)的影響:如果不溶性的泥砂等雜質(zhì)隨鹽水進(jìn)入電解槽中，會堵塞膜的空隙，使電槽運(yùn)行惡化。

a、鈣離子的去除:鈣離子一般以氯化鈣或硫酸鈣的形式存在于原鹽中，精制時(shí)向鹽水中加入碳酸鈉溶液，使鈣離子生成不溶性的碳酸鈣沉淀,方程式如下:CaCL2+Na2CO3=CaCO3+2NaCLCaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4b、鎂離子和鐵離子的去除：鎂和鐵一般以氯化物存在于原鹽中，精制時(shí)加入燒堿溶液即可生成難溶于水的氫氧化鎂和氫氧化鐵，方程式如下:MgCL2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCLFeCL3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCLc、硫酸根的去除:常用的方法是在鹽水中加入適量的氯化鋇，使硫酸根轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徜^沉淀析出，方程式如下：Na2SO4+BaCL2=BaSO4+2NaCLd、機(jī)械雜質(zhì)的去除:一般采用澄清過濾的方法去除。（2）鹽水精制的原理三、戈?duì)栂到y(tǒng)工藝流程圖1戈?duì)栂到y(tǒng)流程敘述：

從化鹽桶出來的粗鹽水在流入前反應(yīng)罐之前于折流槽內(nèi)按工藝要求，分別加入精致劑，在前反應(yīng)罐內(nèi)粗鹽水中的鎂離子與精致劑氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂，然后用加壓泵將前反應(yīng)罐內(nèi)的粗鹽水送出，在氣水混合器中與空氣混合后進(jìn)入加壓容器罐再進(jìn)入預(yù)處理器，并在預(yù)處理器進(jìn)口加入三氯化鐵，經(jīng)過預(yù)處理器的鹽水進(jìn)入后反應(yīng)罐，鹽水中的鈣離子與加入的碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鈣沉淀，充分反應(yīng)后的鹽水進(jìn)入中間槽，經(jīng)過濾器進(jìn)液泵打入戈?duì)栠^濾器過濾，過濾后的精鹽水進(jìn)入精鹽水罐；過濾器截留的濾渣排入鹽泥罐。戈?duì)柲み\(yùn)行一定時(shí)間后，為了保持較高的過濾能力和較低的過過濾壓力，須用15%的鹽酸進(jìn)行化學(xué)再生。渣池中的鹽泥用鹽泥泵打入板框壓濾機(jī)脫水，濾餅用車運(yùn)出廠區(qū)外，濾液流入濾液池用濾液泵送回前反應(yīng)罐。四、CN系統(tǒng)工藝流程圖化鹽桶前反應(yīng)罐折流槽NaCO3

一號反應(yīng)罐二號反應(yīng)罐;一級過濾器二級過濾器鹽泥槽精鹽水罐NaOH三氯化鐵聚丙烯酸鈉壓縮空氣壓縮空氣CN系統(tǒng)流程敘述：

從化鹽桶出來的粗鹽水在進(jìn)入前反應(yīng)罐之前加入氫氧化鈉，與粗鹽水中的鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，粗鹽水由加壓泵送至折流槽，進(jìn)折流槽粗鹽水流量根據(jù)流量計(jì)顯示手動(dòng)調(diào)節(jié)，粗鹽水進(jìn)入折流槽中由ＰＨ計(jì)檢測氫氧化鈉過堿量，然后加入碳酸鈉溶液,經(jīng)過兩個(gè)反應(yīng)罐攪拌,與鹽水中的SO４２－和Ｃa２＋充分反應(yīng)，在助沉劑FeCL3及聚丙烯酸鈉作用下，經(jīng)兩級過濾器過濾,使鹽水中固體懸浮物含量小于1mg/L，鹽水流至精鹽水貯槽,反應(yīng)罐及過濾器內(nèi)鹽泥定期排至鹽泥槽，由鹽泥泵送至壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。五、一次鹽水主要控制指標(biāo)：

NaCl≥305g/LCa2+、Mg2+≤1.5mg/LSO42

－≤5g/L

透明度＞97%

SS≤1mg/L

總鐵≤0.1mg/L

碳酸鈉過堿量0.3-0.8g/L

氫氧化鈉過堿量0.3-0.8g/L游離氯0.00六、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理沉降罐主要尺寸：φ16400×9560V=1080m3優(yōu)點(diǎn)：操作比較穩(wěn)定，對鹽質(zhì)變化，過堿量變化適應(yīng)性較強(qiáng)，生產(chǎn)能力大簡述流程：粗鹽水進(jìn)入凝聚反應(yīng)室9，在中心攪拌管8的作用下進(jìn)行凝聚反應(yīng)，懸浮物顆粒逐漸增大，當(dāng)下沉速度大于鹽水上升速度時(shí)，懸浮物沉向底部，顆粒較小的懸浮物隨鹽水繼續(xù)上升，通過泥封時(shí)，一部分被吸附，一部分受阻擋下沉，由刮泥耙集中到錐底的排泥口定期排除，清鹽水上升至集水管6，進(jìn)入集水圈4，從清鹽水出口7排出。六、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理主要尺寸：φ9000×12500V=1050m3優(yōu)點(diǎn)：粗適用于含鎂較高的原鹽，受溫度影響小，設(shè)備生產(chǎn)能力大簡述流程：自加壓槽出來的溶由空氣的粗鹽水，加入助沉劑三氯化鐵后進(jìn)入凝聚反應(yīng)室，一方面發(fā)生凝聚反應(yīng)，另一方面由于壓力減小，釋放出極為細(xì)微的氣泡，并附著在形成的懸浮物表面，使懸浮物向上浮起，從上部浮泥槽排出，少量機(jī)械雜質(zhì)及重度較大的泥砂則經(jīng)斜板作用沉積于底部，從底部沉泥斗排出，清液通過溢流管在上部集水槽排出。預(yù)處理器六、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理設(shè)備結(jié)構(gòu)：由桶體、接管、控制閥、過濾元件、自動(dòng)控制系統(tǒng)及氣動(dòng)控制系統(tǒng)組成工作原理：（1）過濾過濾時(shí)渾鹽水通過撓性閥進(jìn)入過濾器，經(jīng)過戈?duì)柋∧V袋進(jìn)行過濾，雜質(zhì)顆粒被膜表面截留，清液穿過膜孔進(jìn)入龍骨內(nèi)部，匯集后從上桶體排出（2）反清洗過濾進(jìn)行一段時(shí)間后，濾餅達(dá)到一定能夠厚度，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入反清洗狀態(tài)，排氣管排氣卸壓，以秒計(jì)的瞬間反洗形成反沖，將濾餅全部從濾袋表面去除，并沉降到錐底，大量清液從反清洗管排出，系統(tǒng)重新進(jìn)入過濾狀態(tài)。戈?duì)栠^濾器工作原理：（3）排渣隨著過濾—反沖洗循環(huán)進(jìn)行，底部濾餅達(dá)到一定量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開排泥閥，濾渣迅速排出。（4）工作過程進(jìn)液過濾反清洗沉降循環(huán)排渣

反洗液戈?duì)栠^濾器結(jié)構(gòu)及原理渾鹽水鹽泥六、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理設(shè)備結(jié)構(gòu)：整套設(shè)備選用FRP材料，耐腐蝕、維修工作量少、使用可靠性高。工作原理：CN型過濾器采用懸浮介質(zhì)層的吸附+過濾原理進(jìn)行固液分離，能夠高效除去鹽水中的懸浮物質(zhì)；粗鹽水加兩堿后，流入混合反應(yīng)槽（停留1個(gè)半小時(shí)）經(jīng)