離子交換膜法生產(chǎn)工藝技術(shù)-鹽水精制工藝技術(shù)

1任務(wù)二：離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝技術(shù)2四個基本生產(chǎn)單元，即：1.原料的預(yù)處理過程----鹽水的制備和精制單元2.化學(xué)主反應(yīng)過程—離子膜電解單元3.電解產(chǎn)品的精制和提純過程，分兩個單元，分別是（1）氯氣和氫氣處理單元（這個單元中還包含一個副產(chǎn)品--次氯酸鈉生產(chǎn)）（2）燒堿蒸發(fā)單元子任務(wù)1：鹽水精制單元3原鹽的相關(guān)知識！4

1、原鹽概況原鹽是化學(xué)工業(yè)的最基本原料之一，被稱為“化學(xué)工業(yè)之母”，也是氯堿工業(yè)生產(chǎn)的主要原料。

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。原鹽有海鹽、湖鹽、井鹽和礦鹽四種。中國原鹽資源十分豐富，分布在24個省和自治區(qū)。形成了北方沿海大型海鹽、西部湖鹽和中、東、南井礦鹽產(chǎn)業(yè)帶三大原鹽產(chǎn)區(qū)。原鹽產(chǎn)量以海鹽為主，其次是湖鹽和井礦鹽。種類（產(chǎn)地）不同，原鹽的成分有何區(qū)別？2、原鹽的種類5（1）海鹽＊主要成分有氯化鈉、硫酸鎂、硫酸鉀、硫酸鈣、氯化鎂、溴化鎂和碳酸鈣等。（2）湖鹽＊一般來說，湖鹽資源豐富，含鹽量高，生產(chǎn)成本和能耗低于海鹽和井礦鹽，開發(fā)潛力較大。但是湖鹽中含有泥沙、芒硝和石膏等雜質(zhì)。6（3）井礦鹽＊井礦鹽是井鹽和礦鹽的總稱，其主要成分含有鉀、鈉、鈣、鎂等金屬離子和碳酸氫根、硫酸根、碳酸根和氯離子等陰離子。7原鹽質(zhì)量對氯堿生產(chǎn)過程是有影響的，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：8

(1)對生產(chǎn)成本又影響。原鹽質(zhì)量直接影響著精制劑的消耗及精制操作，從而增加費用，影響生產(chǎn)成本。

(2)影響設(shè)備能力的發(fā)揮。（3）原鹽質(zhì)量也會增加運輸費用，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本。

(1)氯化鈉含量要高。

(2)化學(xué)雜質(zhì)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。

(5)菌、藻、腐殖酸等含量要低。3、選擇原鹽的主要標(biāo)準(zhǔn)910任務(wù)二：離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝技術(shù)從以上各種類原鹽的知識介紹，不難看出，不論是哪種原鹽，都會帶有除氯化鈉之外的其他雜質(zhì)，主要有Mg2+、Ca2+、有機(jī)物（菌類、腐殖酸）等，可分為溶解雜質(zhì)和不溶雜質(zhì)。這些雜質(zhì)除大部分泥沙外，在原鹽溶解后會夾帶進(jìn)入粗鹽水中。2-1-2鹽水的精制11鹽水中存在的雜質(zhì)會破壞后序電解系統(tǒng)的穩(wěn)定和正常操作，還會影響電解效率和離子膜的使用壽命。所以必須對原鹽溶解后的粗鹽水進(jìn)行精制。雜質(zhì)類別不同，采用用的精制方法也不盡相同，具體有：（1）Mg2+、Ca2+的去除12多數(shù)氯堿企業(yè)通常采用燒堿-純堿法，稱為雙堿法。加入燒堿-純堿法讓鹽水中的Mg2+、Ca2+通過化學(xué)反應(yīng)形成不溶性的沉淀，然后通過沉降過濾等除去。具體反應(yīng)如下：Ca2++CO32–→CaCO3↓

Mg2+十2OH-→Mg(OH)2↓13（1）Mg2+、Ca2+的去除：對于Mg2+、Ca2+精制主要采用化學(xué)和物理方法將其轉(zhuǎn)化為沉淀物而除去。

燒堿-純堿法鹽水精制的特點來源非常方便生成沉淀完全，反應(yīng)迅速，Mg2+、Ca2+除去率較高操作過程簡單，勞動條件好1415

（2）有機(jī)物、不溶性機(jī)械雜質(zhì)的去除

去除方法：鹽水中菌藻類、腐質(zhì)酸等天然有機(jī)物可通過加入次氯酸鈉來達(dá)到去除的目的。具體原理為：2-1-3、鹽水精制工藝流程組織1617（1）原鹽溶解--化鹽

固體鹽由皮帶輸送機(jī)經(jīng)計量后從頂部連續(xù)送入化鹽桶（池）內(nèi)，保持一定的鹽層高度。為了加快溶鹽速度將化鹽水加熱到50～60℃,進(jìn)入化鹽桶（池）底部分配管，逆流而上，在化鹽桶（池）內(nèi)與固體鹽逆流接觸,達(dá)到飽和后溢流至粗鹽水出口。（2）鹽水的精制根據(jù)運行工藝的不同，有三種方式：a.先除鎂后除鈣加氣運行工藝（流程圖中所示）；b.鈣、鎂同時除去加氣運行工藝；c.鈣、鎂同時除去不加氣運行工藝。18流程圖中的先除鎂后除鈣加氣運行工藝介紹粗鹽水在前反應(yīng)器內(nèi)生成Mg(OH)2，壓縮空氣在突然減壓后從粗鹽水中釋放出來,形成一定粒徑的微小氣泡,帶動鹽水中的疏松的、片狀或羽狀的Mg(OH)2一起形成向上的懸浮物，以一定的速度向上浮起,并從上排泥口排出。19較大而緊密的絮團(tuán)在助沉劑FeCL3帶動下，由于重力慣性作用，迅速下沉到泥漿區(qū)，匯集后從底部排泥口排出。重度較大的泥砂則從凝聚室直接下沉到底部沉泥斗排出。清鹽水折轉(zhuǎn)向上，經(jīng)澄清鹽水出口進(jìn)入鹽水折流槽。在后反應(yīng)器中加入另一種精制劑Na2CO3,與鹽水中的鈣離子生成碳酸鈣，然后進(jìn)入后序膜過濾。20這種工藝的優(yōu)點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。缺點是需要一套加壓裝置，輔助設(shè)備較多，消耗的動力也較多。21

來自后反應(yīng)器充分反應(yīng)后的鹽水送入凱膜過濾器，截留前面預(yù)處理器未截流下來機(jī)械雜質(zhì)和沉淀物等，過濾后的合格一次鹽水,加鹽酸調(diào)節(jié)PH值，進(jìn)入儲罐供電解使用。（3）過濾中和---以凱膜為例22凱膜技術(shù)源自人造血管技術(shù)，采用特殊工藝，制造出的一種外壁孔小、內(nèi)壁孔大的多孔膜?？蓪⒁后w中的懸浮物全部截留在凱膜的表面，濾清液通過膜孔從中空的管式膜中部排出。23膜過濾技術(shù)1、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、減少了二次鹽水過濾工藝，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、操作的波動對后續(xù)精制的影響。

4、常溫下進(jìn)行，無化學(xué)變化，無相態(tài)變化、選擇性好、適應(yīng)性強(qiáng)，操作穩(wěn)定，自動化控制程度高。5、工藝流程短，占地少。與傳統(tǒng)鹽水精制工藝工藝比較，膜過濾工藝具有以下優(yōu)勢：244、鹽水精制目標(biāo)要求和控制要素252.Ca2+＋Mg2+≤5mg/l26措施1：控制兩個過堿量。措施2：控制反應(yīng)時間。措施3：控制預(yù)處理器運行3.SS(SuspendedSolids)≤0.5mg/l27措施：1、控制預(yù)處理器2、控制膜過濾裝置運行28任務(wù)二：離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝技術(shù)5、主要設(shè)備了解29（1）化鹽桶（結(jié)構(gòu)如圖所示）主要構(gòu)成有：圓柱形筒體、中間45度角折流圈、底部帶菌帽的鹽水分配管、人孔，頂部鹽水出口溢流鐵柵等部件。30（2）預(yù)處理器（浮上澄清桶）（結(jié)構(gòu)如圖所示）主要有：圓柱形筒體和錐形沉泥斗兩部分組成，內(nèi)部