專利名稱：用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供了一種鹽水的精制提純裝置，尤其是一種用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置。
背景技術(shù)：
離子膜燒堿生產(chǎn)，是將原鹽(NaCl)溶解成飽和鹽水，再進(jìn)行電解生產(chǎn)出氫氧化鈉和氯氣等產(chǎn)品。如果鹽水中含有過量的Ca2+、Mg2+、SO42-等二價離子雜質(zhì)，陽離子會損壞離子膜上被增強(qiáng)纖維圍繞的“窗口”區(qū)域，陰離子則會損壞離子膜上的增強(qiáng)纖維，而且電解過程中會發(fā)生副反應(yīng)，所以必須在電解前除去以上雜質(zhì)?，F(xiàn)有的鹽水精制裝置主要由真空脫氯塔、化鹽桶、反應(yīng)罐、道爾澄清桶、砂濾器、碳素管過濾器等組成，其主要缺點是1、精制質(zhì)量差且不穩(wěn)定。粗鹽水用道爾澄清桶和砂濾器分別經(jīng)過自然沉降和石英砂層，對粗精制反應(yīng)后的粗鹽水進(jìn)行固液分離，工藝落后，難以解決澄清桶的反渾問題。砂濾器難以阻擋直徑極小的顆粒，精鹽水質(zhì)量差，不穩(wěn)定，同時設(shè)備能力受原鹽質(zhì)量的影響很大，當(dāng)原鹽中的鎂離子含量較高時，將造成主要設(shè)備的處理能力下降，并嚴(yán)重影響精鹽水質(zhì)量。2、精制過程中帶入新的有害雜質(zhì)。原先裝置采取化學(xué)法脫除SO42-，利用鋇鹽或鈣鹽作為精制劑，加入鹽水系統(tǒng)中后，會造成處理過程中鋇離子或鈣離子的升高，導(dǎo)致副反應(yīng)增多、槽電壓升高、電流效率降低等一系列電槽問題。同時砂濾器的濾料一般采用石英砂，會導(dǎo)致鹽水中的二氧化硅含量升高；助沉劑一般采用了苛化麩皮或聚丙烯酸鈉等高分子有機(jī)物，會導(dǎo)致精鹽水中TOC含量較高；3、運行成本高。原先裝置去除SO42-原料是鋇鹽或鈣鹽，價格較高，所以運行費用也很高，另外在離子膜電解時需要進(jìn)行二次過濾，并投加α纖維素助濾劑，也造成了生產(chǎn)成本的增加。4、設(shè)備體積大，工藝復(fù)雜。道爾澄清桶必須具有很大容積才能達(dá)到澄清效果，外形尺寸龐大，整套裝置占地面積大；對于離子膜生產(chǎn)裝置，必須配套碳素管過濾器進(jìn)行二次過濾，使得裝置較復(fù)雜。5、不利于安全和防護(hù)。鋇鹽或鈣鹽是有毒、有害的物質(zhì)，難于操作和防護(hù)，并產(chǎn)生難以處理的含鋇鹽固體廢棄物。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，以提高鹽水的質(zhì)量和穩(wěn)定性，降低運行費用。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，它有真空脫氯塔上部連接有淡鹽水進(jìn)水管，連接在氯水槽上的水力真空泵與真空脫硫塔的上端相連，真空脫氯塔的下端通過淡鹽水泵與活性炭過濾器的進(jìn)口端相連，活性炭過濾器的出口端與保安過濾器的進(jìn)口端相連，保安過濾器的出口端與納濾膜過濾器的進(jìn)口端相連，納濾膜過濾器的出口端與化鹽桶相連，化鹽桶出口端與前反應(yīng)槽相連，前反應(yīng)槽的出口端與汽水混合器相連，汽水混合器的出口端與加壓溶氣罐的上端相連，加壓溶氣罐的下端經(jīng)文丘里混合器與浮上澄清桶相連，浮上澄清桶上部的清鹽水出口端與后反應(yīng)槽相連，后反應(yīng)槽的出口端與微濾膜過濾器相連，微濾膜過濾器的上部連接有精鹽水出水管。
采用上述結(jié)構(gòu)的鹽水精制裝置，與現(xiàn)有裝置相比，具有下列優(yōu)點1、精制鹽水質(zhì)量高，穩(wěn)定性好。由于采用了微濾膜過濾器，固液分離效果非常好，精鹽水質(zhì)量高，精鹽水含鈣鎂離子總量小于1ppm，并且質(zhì)量穩(wěn)定，能夠達(dá)到直接進(jìn)離子膜二次鹽水精制螯合樹脂塔的質(zhì)量要求。2、對原鹽具有很高的適應(yīng)性。它采用了鎂、鈣離子分步去除的方法，使得對原鹽有更好的適應(yīng)性。3、設(shè)備占地面積小。采用微濾膜過濾器后，精鹽水可以直接進(jìn)離子膜二次鹽水精制螯合樹脂塔，去掉了碳素管過濾器等二次過濾設(shè)備，而浮上澄清桶替代了體積龐大的道爾澄清桶，使得裝置占地面積大大縮小。4、精制過程中無新的雜質(zhì)帶入。納濾膜過濾器不再使用鋇鹽和有機(jī)助沉劑，去掉了砂濾操作，鹽水不再接觸石英砂濾料，使得精鹽水降低了鋇離子、二氧化硅、TOC超標(biāo)的可能，精鹽水的品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。5、運行費用低。納濾膜過濾器運行僅僅消耗進(jìn)料泵所需的電能。不需要加入價格較高且有毒的鋇鹽化學(xué)品，并減少了二價鹽的沉淀，可以實現(xiàn)鹽水的回收。6、污水量低。這種裝置只產(chǎn)生很少的污水，有利于環(huán)保。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是本實用新型中的微濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是本實用新型中的納濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖中，1-氯水槽，2-水力真空泵，3-真空脫氯塔，4-活性炭過濾器，5-保安過濾器，6-納濾膜過濾器，6-1-I級納濾膜過濾器，6-2-II級納濾膜過濾器，6-3-III級納濾膜過濾器，6-4-I級過濾泵，6-5-II級過濾泵，6-6-III級過濾泵，7-二價陰離子鹽分離器，8-化鹽桶，9-前反應(yīng)槽，10-汽水混合器，11-加壓溶氣罐，12-文丘里混合器，13-浮上澄清桶，14-后反應(yīng)槽，15-微濾膜過濾器，15-1-筒體，15-2-精鹽水聚集腔，15-3-微濾膜組件，15-4-過濾腔，15-5-鹽泥聚集腔，16-板框壓濾機(jī)，17-精鹽水出水管，18-淡鹽水進(jìn)水管，19-淡鹽水泵。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出的實施例說明本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理。
如附圖所示，本實用新型之用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，它有真空脫氯塔(3)上部連接有淡鹽水進(jìn)水管(18)，連接在氯水槽(1)上的水力真空泵(2)與真空脫硫塔的上端相連，真空脫氯塔的下端通過淡鹽水泵(19)與活性炭過濾器(4)的進(jìn)口端相連，活性炭過濾器的出口端與保安過濾器(5)的進(jìn)口端相連，保安過濾器的出口端與納濾膜過濾器(6)的進(jìn)口端相連，納濾膜過濾器的出口端與化鹽桶(8)相連，化鹽桶出口端與前反應(yīng)槽(9)相連，前反應(yīng)槽的出口端與汽水混合器(10)相連，汽水混合器的出口端與加壓溶氣罐(11)的上端相連，加壓溶氣罐的下端經(jīng)文丘里混合器(12)與浮上澄清桶(13)相連，浮上澄清桶上部的清鹽水出口端與后反應(yīng)槽(14)相連，后反應(yīng)槽的出口端與微濾膜過濾器(15)相連，微濾膜過濾器的上部連接有精鹽水出水管(17)。
在所述的微濾膜過濾器(15)上有筒體(15-1)，筒體內(nèi)的上、中、下部分別為精鹽水聚集腔(15-2)、過濾腔(15-4)、鹽泥聚集腔(15-5)，過濾腔內(nèi)有微濾膜組件(15-3)。
在所述的納濾膜過濾器(6)的下面還連接有二價陰離子鹽分離器(7)。
在所述的浮上澄清桶(13)的下端、微濾膜過濾器(15)的下端與板框壓濾機(jī)(16)相連。
如圖3所示，在所述的納濾膜過濾器(6)上，I級過濾泵(6-4)與I級納濾膜過濾器(6-1)的下部進(jìn)口端相連，I級納濾膜過濾器的上部出口端經(jīng)II級過濾泵(6-5)與II級納濾膜過濾器(6-2)的下部進(jìn)口端相連，II級納濾膜過濾器的上部出口端經(jīng)III級過濾泵(6-6)與III級納濾膜過濾器(6-3)的下部進(jìn)口端相連，III級納濾膜過濾器的上部出口端與二價陰離子鹽分離器(7)相連，I、II、III級納濾膜過濾器的下部出口端與化鹽桶(8)相連。
前反應(yīng)槽(9)上端接有氫氧化鈉輸送管。汽水混合器(10)上接有壓縮空氣進(jìn)氣管。文丘里混合器(12)上接有FeCl3輸送管。后反應(yīng)槽(14)的上端接有碳酸鈉輸送管。在浮上澄清桶(13)上部有上浮泥輸送管與板框壓濾機(jī)(16)相連。
本實用新型的工作原理是，1、來自電解工序的電解槽的淡鹽水用泵打入真空脫氯塔，水力真空泵在真空脫氯塔內(nèi)產(chǎn)生合適的操作壓力，通過降低氣體平衡分壓，從淡鹽水中除去游離氯。在淡鹽水泵入口添加亞硫酸鈉溶液除去游離氯，并用活性炭過濾器吸附殘留的游離氯，保安過濾器則防止大的顆粒進(jìn)入納濾膜過濾器。2、將脫除氯氣的淡鹽水加壓，使其進(jìn)入納濾膜過濾器，淡鹽水中的多數(shù)氯化鈉和水通過納濾膜，得到二價陰離子濃度較低的淡鹽水滲透液，二價陰離子被納濾膜排斥濃縮，濃縮液的二價陰離子(如SO42-)濃度達(dá)到一定濃度時排出進(jìn)入二價陰離子鹽分離器進(jìn)行處理。3、從納濾膜過濾器出來的精制鹽水和其他的回收鹽水和補(bǔ)充水，進(jìn)入化鹽桶，并通過鹽層與原鹽逆流接觸，使得鹽水達(dá)到飽和狀態(tài)，進(jìn)入后續(xù)裝置。4、化鹽后的飽和鹽水及進(jìn)入前反應(yīng)槽，并加入氫氧化鈉，將pH值調(diào)節(jié)到10.5-11.5之間，使飽和粗鹽水中的鎂離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀。氫氧化鎂沉淀是不容易沉降和過濾的顆粒極小、絮狀的沉淀?？衫酶∩铣吻逋皩溲趸V沉淀除去。5、在前反應(yīng)槽內(nèi)充分反應(yīng)后的粗鹽水，打到加壓溶氣罐，并通過送入壓縮空氣，保持加壓溶氣罐中的壓力在0.1MPa-0.3Mpa，使一定量的空氣溶解到粗鹽水中。粗鹽水自加壓溶氣罐流出后，通過FeCl3輸送管加入三氯化鐵溶液，三氯化鐵溶液和粗鹽水中的氫氧化鈉反應(yīng)生成具有絮凝作用的氫氧化鐵。粗鹽水進(jìn)入浮上澄清桶后壓力驟然下降，溶于水中的空氣釋出，形成極其細(xì)小的氣泡。在氫氧化鐵的絮凝作用下，氫氧化鎂隨同氣泡與微量的有機(jī)物等其他機(jī)械雜質(zhì)絮集在一起，形成假比重較小的顆粒浮上水面被排出。6、經(jīng)過以上處理后的含有大量的鈣離子的粗鹽水，進(jìn)入后反應(yīng)槽，加入一定量的碳酸鈉，使反應(yīng)時間保持30分鐘以上，保持反應(yīng)后的鹽水中有0.3-0.6g/l的過量碳酸鈉，鹽水中的鈣離子和碳酸鈉發(fā)生沉淀反應(yīng)，可生成碳酸鈣沉淀。7、含有大量碳酸鈣和少量其它雜質(zhì)的粗鹽水經(jīng)過微濾膜過濾器的過濾后制成純度較高的精鹽水，精鹽水送至電解工序進(jìn)行電解。
從浮上澄清桶、微濾膜過濾器下端排放出來的含氫氧化鎂和碳酸鈣的鹽泥，經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水，制成泥餅排放。
從納濾膜過濾器出來的二價陰離子濃縮液(主要為硫酸鈉溶液)進(jìn)入二價陰離子鹽分離器進(jìn)行處理，獲得二價陰離子結(jié)晶物(主要為無水硫酸鈉)。
在納濾膜過濾器上的納米過濾膜(即納濾膜)，可對淡鹽水中的離子進(jìn)行選擇性過濾。納濾膜存在帶電基團(tuán)，這些帶電基團(tuán)可以選擇性的排斥例如SO42-等多價陰離子，但它不會從進(jìn)料溶液中析出像Cl-、ClO3-一樣的單價的離子種類。這樣，淡鹽水中的氯化鈉和水可通過納濾膜后送去化鹽桶，而被排斥的二價陰離子被濃縮后進(jìn)入二價陰離子鹽分離器進(jìn)行處理。如圖3所示，可采用三級納濾膜過濾器進(jìn)行過濾。來自保安過濾器的淡鹽水經(jīng)I級級過濾泵(6-4)送入I級納濾膜過濾器(6-1)進(jìn)行過濾；從其上部出口端出來的過濾后的淡鹽水經(jīng)II級過濾泵(6-5)再送入II級納濾膜過濾器(6-2)進(jìn)行過濾；從其上部出口端出來的過濾后的淡鹽水經(jīng)III級過濾泵(6-6)再送入III級納濾膜過濾器(6-3)進(jìn)行過濾，過濾后從其上部出口端出來的二價陰離子濃縮液送入二價陰離子鹽分離器進(jìn)行處理，從I、II、III級納濾膜過濾器下部出口端出來的精制鹽水合在一起，送化鹽桶進(jìn)行化鹽。
取出來自電解工序的淡鹽水作為二價陰離子的控制對象，是因為淡鹽水中的固體懸浮物SS和二價陽離子含量很低，可簡化處理工藝，并且淡鹽水是整套裝置中二價陰離子濃度最高的地方，可以提高納濾的效率。
在微濾膜過濾器中，微濾膜組件(15-3)由帶小孔的籠骨、套在籠骨外的濾袋組成，濾袋可由膨體聚四氟乙烯薄膜制成。薄膜的孔徑為0.3～3.0微米，最好為0.5～1微米。粗鹽水進(jìn)入筒體內(nèi)的過濾腔后，經(jīng)過濾袋的過濾，清液通過濾袋、籠骨上的小孔上升至精鹽水聚集腔，經(jīng)管道送至電解工序進(jìn)行電解。碳酸鈉和其他機(jī)械雜質(zhì)被擋在濾袋外表面。一段時間后，可進(jìn)行反沖洗膜，也就是使精鹽水聚集腔內(nèi)的精鹽水反向(向下)流動，將濾袋外表面的碳酸鈉和其他機(jī)械雜質(zhì)反沖下來，沉降到鹽泥聚集腔內(nèi)，最后送至板框壓濾機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。
權(quán)利要求1.用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，其特征在于，它有真空脫氯塔(3)上部連接有淡鹽水進(jìn)水管(18)，連接在氯水槽(1)上的水力真空泵(2)與真空脫硫塔的上端相連，真空脫氯塔的下端通過淡鹽水泵(19)與活性炭過濾器(4)的進(jìn)口端相連，活性炭過濾器的出口端與保安過濾器(5)的進(jìn)口端相連，保安過濾器的出口端與納濾膜過濾器(6)的進(jìn)口端相連，納濾膜過濾器的出口端與化鹽桶(8)相連，化鹽桶出口端與前反應(yīng)槽(9)相連，前反應(yīng)槽的出口端與汽水混合器(10)相連，汽水混合器的出口端與加壓溶氣罐(11)的上端相連，加壓溶氣罐的下端經(jīng)文丘里混合器(12)與浮上澄清桶(13)相連，浮上澄清桶上部的清鹽水出口端與后反應(yīng)槽(14)相連，后反應(yīng)槽的出口端與微濾膜過濾器(15)相連，微濾膜過濾器的上部連接有精鹽水出水管(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，其特征在于，在所述的微濾膜過濾器(15)上有筒體(15-1)，筒體內(nèi)的上、中、下部分別為精鹽水聚集腔(15-2)、過濾腔(15-4)、鹽泥聚集腔(15-5)，過濾腔內(nèi)有微濾膜組件(15-3)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，其特征在于，在所述的納濾膜過濾器(6)的下面還連接有二價陰離子鹽分離器(7)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，其特征在于，在所述的浮上澄清桶(13)的下端、微濾膜過濾器(15)的下端與板框壓濾機(jī)(16)相連。
專利摘要本實用新型提供了一種用于離子膜燒堿生產(chǎn)的一次鹽水精制裝置，屬于鹽水的精制提純裝置，它有真空脫硫塔上部連接有淡鹽水進(jìn)水管，真空脫硫塔經(jīng)活性炭過濾器與保安過濾器相連，保安過濾器的出口端經(jīng)納濾膜過濾器與硫酸鈉分離器相連，納濾膜過濾器的出口端與化鹽桶相連，化鹽桶出口端與前反應(yīng)槽相連，前反應(yīng)槽經(jīng)汽水混合器與加壓溶氣罐的上端相連，加壓溶氣罐的下端經(jīng)文丘里混合器與浮上澄清桶相連，浮上澄清桶上部經(jīng)后反應(yīng)槽與微濾膜過濾器相連，微濾膜過濾器的上部連接有精鹽水出水管，這種鹽水精制裝置，精制鹽水質(zhì)量高，穩(wěn)定性好，設(shè)備占地面積小，精制過程中無新的雜質(zhì)帶入，操作成本低，污水量低，有利于環(huán)保。
文檔編號C01D3/00GK2714539SQ200420052138
公開日2005年8月3日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者李德敏, 賀建濤, 宋紹勇, 李民堂, 馬福貞, 宋作強(qiáng) 申請人:山東濱化集團(tuán)有限責(zé)任公司