CN102009987A - 一步法除钙镁的盐水精制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一步法除钙镁的盐水精制工艺，将卤水罐中的饱和卤水用泵打出，分两路换热，使卤水温度预热到45～60℃后进入反应器；向反应器中加入NaOH和Na₂CO₃，其中部分来自氯碱生产工艺废水；进行精制反应除尽卤水中的Mg²⁺和Ca²⁺后，卤水中NaOH浓度为0.2～0.5g/L，Na₂CO₃浓度为0.3～0.5g/L，然后自流进中间槽；将处理的卤水打入凯膜过滤器，过滤后用盐酸调节pH值为8.5～10.5，加亚硫酸钠除尽游离氯，检测悬浮固体SS量为0.1～0.2mg/l，自流入精盐水罐，制得一次盐水。本发明将钙镁杂质同时去除，简化了工艺；取消三氯化铁的使用，减少了材料消耗和污染物排放。

Description

一步法除钙镁的盐水精制工艺

技术领域

本发明涉及氯碱生产工艺，尤其涉及一种一步法除钙镁的盐水精制工艺。

背景技术

食盐是氯碱工业的主要原料，盐水中的杂质主要是悬浮物和金属离子如Mg²⁺、Ca²⁺等，杂质送往离子膜电解系统后易破坏离子膜和缩短其使用寿命，故必须进行盐水精制。盐水精制工艺的关键在于精制反应和精制生成物的分离，精制反应的原理和工艺基本上都是一样的，而生成物分离的工艺和设备则千差万别。

目前国内90％以上的氯碱企业均采用凯膜技术进行盐水精制，参见图1，其工艺流程如下：卤水进入卤水罐，用泵将卤水打出，经换热器(用蒸汽加热)进入化盐桶，根据盐水浓度决定是否上盐以使盐水饱和；饱和盐水出化盐桶自流进入折流槽，在折流槽中加NaOH，盐水中的Mg²⁺与NaOH反应生成Mg(OH)₂，粗盐水自流进入前反应地槽，用泵将地槽内的粗盐水打入加压溶气罐，盐水与压缩空气充分混合后，再经文丘里混合器加入三氯化铁，然后进入预处理器，其中Mg(OH)₂经FeCl₃絮凝后上浮形成浮泥定时排入盐泥池，剩余盐水进入后反应桶，在后反应桶加入Na₂CO₃与盐水中的Ca²⁺充分反应生成CaCO₃，含有CaCO₃的盐水进入中间槽，再用进液泵连续打入凯膜过滤器，过滤后的精盐水用盐酸调节pH值为8.5～10.5，加亚硫酸钠除去游离氯，自流入精盐水罐，制得一次盐水。

凯膜过滤器的运行程序是：进液-过滤-反冲-过滤-排渣。

该工艺的设计理念是：Mg(OH)₂是胶体状态，容易粘附于过滤膜上，影响反冲效果，使过滤膜阻力上升过快而影响正常运行，因此设计预处理程序，通过浮上澄清将Mg(OH)₂预先除掉而不使其到达过滤膜表面。

该工艺的特点是，经过预处理程序，先除Mg²⁺，后除Ca²⁺，进而可以减少达到过滤器的盐泥数量尤其是Mg(OH)₂的量，减轻凯膜过滤器的负担；但该工艺存在着明显的不足：工艺流程长，进入凯膜过滤器前的工艺较为繁琐，罐类设备多，占地面积大，需要较多巡检人员。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种一步法除钙镁的盐水精制工艺，该工艺的特点是不需要预处理环节，除Mg²⁺和除Ca²⁺的精制反应同时完成，工艺简单，操作自动化，减少了大量设备，节约动力电和FeCl₃消耗，降低设备维修费用、减少巡检人员等；对新建氯碱企业而言，还可降低部分设备投资，减少占地面积。

本发明采用的技术方案为：

一种一步法除钙镁的盐水精制工艺，包括如下步骤：

第一步、将卤水罐中的饱和卤水用泵打出，一路与脱氯淡盐水换热，一路与合成炉热水换热，使卤水温度预热到45～60℃；

第二步、使第一步预热的卤水进入反应器，向反应器中加入NaOH和Na₂CO₃，其中部分NaOH和Na₂CO₃来自氯碱生产工艺废水；进行精制反应除尽卤水中的Mg²⁺和Ca²⁺后，卤水中NaOH浓度为0.2～0.5g/L，Na₂CO₃浓度为0.3～0.5g/L，然后自流进入中间槽；

第三步、用进液泵将第二步处理的卤水打入凯膜过滤器，过滤后用盐酸调节pH值为8.5～10.5，然后加亚硫酸钠除尽游离氯，检测悬浮固体SS量为0.1～0.2mg/l，自流入精盐水罐，制得本发明的一次盐水。

本发明颠覆了传统工艺的设计理念，其理论依据是，Mg(OH)₂虽然是胶体，但在其与CaCO₃同时生成、共同存在时，由于共沉淀作用，Mg(OH)₂和CaCO₃相互结合，颗粒增大，其表面粘性下降，附着力显著降低，在膜表面能够通过反冲除掉，不会影响凯膜过滤器正常运行；同时，过滤膜的孔径为0.2～0.5μm，通常情况下，精制反应生成的CaCO₃颗粒中粒径小于0.2μm的约占10％，本工艺中，由于Mg(OH)₂的存在使CaCO₃晶体颗粒间相互结合增大颗粒直径，使小于0.2μm的颗粒数量进一步减少，从而提高过滤效果。因此，完全不必要进行复杂的预处理程序，这样，FeCl₃文丘里混合器、加压溶气罐等与预处理有关的设备、材料均可省去，验证实验数据如下：

三氯化铁用量实验：

以上结果表明，降低三氯化铁加入量乃至取消三氯化铁的加入对预处理器出口的盐水中钙镁含量没有影响。

加压溶气罐压力变化实验：

溶气罐压力/Mpa	0.3	0.2	0.1	0.05	0
						浮泥层	有	薄	极薄	无	无
出口Ca2+含量(mg/l)	438	446	451	443	482
						出口Mg2+含量(mg/l)	10.8	12.4	22	28	34
过滤器压力/Mpa	0.04	0.045	0.042	0.042	0.04

由此可见，加压溶气罐压力变化对过滤器的压力以及盐水质量并无显著影响，本发明完全可以省去加压溶气罐的使用。

本发明的积极效果为：

1、本发明将钙镁杂质同时精制去除，没有预处理程序，大大简化了工艺流程，降低了消耗和设备维修费用，减少了巡检人员。

2、该工艺所用NaOH和Na₂CO₃部分来自氯碱生产工艺废水，同时取消了三氯化铁的使用，减少了材料消耗和污染物排放。

3、该工艺完全使用脱氯淡盐水和合成炉热水等系统废热进行生产，减少了蒸汽消耗。

附图说明

图1为传统盐水精制工艺的流程图。

图2为本发明的盐水精制工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

一步法除钙镁的盐水精制工艺，如图2所示，以一个月平均生产值为例，其工艺包括如下步骤：

第一步、将卤水罐中的饱和卤水用泵打出，卤水流量为230m³/h，一路与脱氯淡盐水换热，一路与合成炉热水换热，使卤水温度预热到45～60℃；

第二步、使第一步预热的卤水进入反应器，向反应器中加入NaOH和Na₂CO₃，其中部分NaOH和Na₂CO₃来自氯碱生产工艺废水；进行精制反应除尽卤水中的Mg²⁺和Ca²⁺后，卤水中NaOH浓度0.2～0.5g/L，Na₂CO₃浓度0.3～0.5g/L，然后自流进入中间槽；

第三步、用进液泵将第二步处理的卤水打入凯膜过滤器，过滤后用盐酸调节pH值为8.5～10.5，然后加入亚硫酸钠除尽游离氯，悬浮固体SS量为0.1～0.2mg/l，自流进入精盐水罐，制得本发明的一次盐水。

投用后，新工艺的洗膜周期为45天，与传统工艺的运行数据对比如下表：

从以上数据并结合生产状况可以得出如下结论：

(1)新工艺投运后SS减少，钙镁含量未检出，精盐水质量有一定改善。

(2)生产能力达到设计要求，新工艺投运后盐水流量达到230m³/h。

(3)膜运行周期、盐水质量均满足生产要求，运行压力无变化，说明膜运行没有受到任何不良影响。

(4)经济效益显著，三氯化铁用量为零，每天可节约纯碱1.5吨、NaOH1吨、蒸汽48吨。

Claims (1)

1.一种一步法除钙镁的盐水精制工艺，其特征在于，按如下步骤进行：

第一步、将卤水罐中的饱和卤水用泵打出，一路与脱氯淡盐水换热，一路与合成炉热水换热，使卤水温度预热到45～60℃；

第二步、使第一步预热的卤水进入反应器，向反应器中加入NaOH和Na₂CO₃，其中部分NaOH和Na₂CO₃来自氯碱生产工艺废水；进行精制反应除尽卤水中的Mg²⁺和Ca²⁺后，卤水中NaOH浓度为0.2～0.5g/L，Na₂CO₃浓度为0.3～0.5g/L，然后自流进入中间槽；

第三步、用进液泵将第二步处理的卤水打入凯膜过滤器，过滤后用盐酸调节pH值为8.5～10.5，然后加亚硫酸钠除尽游离氯，检测悬浮固体SS量为0.1～0.2mg/l，自流入精盐水罐，制得本发明的一次盐水。

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