凯膜过滤技术在盐水精制中的应用

凯膜过滤技术在盐水精制中的应用
摘要：在氯碱生产过程中，盐水精制是作为主要的工序之一存在，在氯碱行业中，如何提高盐水的质量也一直是众多氯碱科研工作在不断研究的问题。

文章先讨论了传统盐水精制技术在应用中存在的问题，其次展开对于凯膜过滤技术精制盐水应用的原理、特点、优点以及在应用过程中的一些问题和改进措施。

关键词：凯膜过滤；盐水精制；氯碱氯碱工业不仅使国民经济的基础产业，而且具有较高的经济延伸价值，国民经济的发展与其息息相关。

近些年来，氯碱行业总产能得到了一个迅速的发展，氯碱生产中的盐水精制工艺也处在不断发展的过程中，尤其是一些新的技术在盐水精制工艺中的运用，本文主要对盐水精制技术中的凯膜过滤技术做一些探讨。

1 传统盐水精制技术在应用中存在的问题传统盐水精制技术在应用中存在的问题主要体现在三个方面，首先是道尔澄清桶引起的一些问题。

当加入的精制剂经过充分反应后，饱和盐水在进入道尔澄清桶进行澄清分离时，澄清桶的工作效率往往会被原盐质量和水质、温度和流量以及加药量的波动等因素影响，例如发生的澄清桶返浑变式一种异常现象。

它产生的原因有原盐的质量波动、温度差造成的对流、化学对流、浓度差超标造成的返混以及由于不当的排泥操作造成的返混。

其次是由于砂滤器引起的一些问题。

国内通常使用的砂滤器有无阀滤池、虹吸式砂滤器以及自动反洗砂滤器，使用这些砂滤器时，会出现例如砂滤器滤后盐水质量达不到要求或是盐水在一次精制反应的过程中，加入过量的烧碱和纯碱的现象。

第三是碳素管精密过滤器引起的问题。

碳素烧结管由纯碳加石油焦成型后的多孔碳素材料烧结而成。

在运用的过程中，如果系统有机助沉剂或SS 物质没能被前段精制设备除净，则会出现烧结管表面被盐水污染的现象。

还有例如过滤器容易堵塞等问题。

此外，在传统盐水精制技术的应用中，一般絮凝沉降工艺流程较长、设备较为庞大、自动化控制水平较低，生产操作和管理也相对较为繁琐等问题，这一系列的问题都会导致盐水精制单元投资较大、占地较广，进而导致这一工业在运行时的成本较高。

2 凯膜过滤技术精制盐水的原理和特点2.1 凯膜过滤器盐水精制的原理凯膜工作原理为过滤液通过阀门控制进入到过滤器中，通过凯膜进行过滤。

第一步是在通过过滤膜进入到清液腔，后进入精盐水贮槽。

过滤液中的滤渣会被过滤膜隔离到膜表面。

在一定时间后，过滤器进入到反冲清膜状态，这一过程会将积累的滤渣沉降，之后在锥形底排出。

在精制盐水的过程中，首先要将原盐溶解，在原盐溶解之后，但在原盐溶解之后，我们所得到的粗盐水中是含有钙、镁、硫酸根等杂质的，这种粗盐水需要经过精制才能够用在电解槽之中，通过一些化学精制方法，我们可以将杂质化为溶解度极小的沉淀物通过膜分离出去。

下面，我们主要介绍钙、镁、硫酸根的去除方法。

以硫酸钙或氯化钙的形式存在于粗盐水中的钙离子，在精制的时候，我们一般向粗盐水中添加碳酸钠溶液，此时，粗盐水中会发生碳酸根离子和钙离子的化学反应，生成碳酸钙的沉淀。

要注意在运用的过程中要对理论量的碳酸钠搅拌数小时左右，这样才能让反应生成物达到碳酸钙沉淀的溶解度的终点，但为了将钙离子清理干净，我们一般会适当加入超过反应理论量的碳酸钠溶液。

对于镁离子的清楚，我们一般加入氢氧化钠溶液，然后再将生成的氢氧化镁沉淀分离出去即可，同样的，为了清除干净，我们也要加入过量的氢氧化钠溶液，清除硫酸根离
子一般是添加氯化钡溶液以生成硫酸钡沉淀。

2.2 凯膜过滤技术的特点凯膜过滤技术的特点主要有三大方面，分别是其特
殊的表面过滤形式、独特的威压反冲方式以及其独特的全聚四氟乙烯管式整体结构。

凯膜以纯聚四氟乙烯为原料，具备聚四乙烯的质密、多孔、光滑等化学及物
理性质，同时，它具有较低的摩擦系数、化学性质也相对稳定，表面较为光滑，
故此，膜的表面极易清理。

它的高强度特点使得它的寿命要打打搞过常规滤料。

因此，凯膜过滤技术的
过滤形式实现了真正的表面微过滤，这样可以不增加运行负荷的情况下保证液体
的最大通量并对液体中的固体颗粒做有效收集。

其次是HVM 的过滤方式与较为独特，它属于纯粹的表面过滤，可以采用一
种微压反冲形式且由于其光滑的表面，反冲的时候只需要轻微的反冲压力就可以
在短暂的时间中达到反冲目的，过滤的效率相对较高，损失较小。

最后是其独特的全聚四氟乙烯管式整体结构，这种材料可以经受住盐水中有
力的氯和氯酸盐的腐蚀，这种一次成型无复合及搭接缝的滤膜结构使得膜的整体
性较好，其表面没有强弱点避免了滤膜和搭接处的破裂问题。

2.3 道尔澄清桶和膜法过滤的盐成质量对比道尔澄清桶主要是产生含有聚丙
烯酸钠的碳酸钙和氢氧化镁混合物，而膜过滤法得到的是较为纯粹的碳酸钙。

实
践中是将浮上桶和膜法过滤串联使用，因此浮上桶后会有三氯化铁的氢氧化镁的
混合物。

在膜法过滤的系统装置中，都需要处理下硫酸根，通常采用的方法是加
入氯化钡，生成白色的硫酸钡沉淀。

3 凯膜过滤技术精制盐水的优点和应用过程中的一些问题3.1 凯膜过滤技术
精制盐水的优点相对于传统过滤技术，凯膜过滤技术精制盐水有一些很明显的优点。

第一，它不仅具有简单的工艺和较短的流程，还可以保证一个稳定的过滤精
度和盐水的质量。

第二，它具有较强的处理能力，又因为简单的操作和全自动的
控制，使传统工艺中的清理澄清桶和纤维度预涂过滤器和砂滤器的工作量可以去
省去，前者节约了企业的改造资金的投入量，后者降低了工人的劳动量，再加上
它占地较小促使老厂改造项目在实施的过程中较为方便的特点，凯膜过滤技术总
体而言可以为企业节约一定的成本。

第三，它的预处理器可以直接消除掉原盐、
露水中絮状水不溶物和高镁及有机物的影响，由此可以减缓由于操作的波动带来
的对后续精制的影响，凯膜过滤技术还适应各种例如卤水、卤水加海盐、湖盐、
海盐等盐水的精制，由此可以将此技术应用在类似的制盐、金属钠盐、钾盐和制
硝等工艺上。

此外，由于凯膜过滤技术直接降低了对于原盐质量的相关要求，因此，选盐
的范围被大大拓宽，可以给企业创造十分可观的经济回报，而它的高质量的盐水、又可以反过来延长膜的使用寿命，降低电耗，节约成本。

3.2 凯膜过滤技术精制盐水应用过程中的一些问题和改进措施在当前的实践
应用中，主要是浮上澄清桶和膜法生产串联生产技术。

先进行盐水的澄清主要是
因为膜对于氢氧化镁或有机的抗污染能力不足，同时串联生产可以提高系统的稳
定性。

工作中首先是预处理器返浑原因及预防措施。

对于原盐质量的问题，由于原
盐钙镁含量的差别，在上盐的时候会难以控制过碱量，由此造成返浑现象。

我们
需要对原盐的每批都进行化验，并按照质量的差异分别进行存放，这样在使用的
时候可以将不同质量的原盐进行搭配使用，以减少盐水中的钙镁含量的波动。

此
外我们还可以将两个或者多个化盐池并联使用以降低单个化盐池内化盐水的流量，从而减少其中钙镁含量的波动以预防盐水的返浑。

而对于盐水流量和溶气的问题，上一点我们提到降低盐水流量可以预防盐水的返浑。

当盐水流量发生变化时，也
会引起盐水的返浑现象，因为当流量突然发生变化时，盐水会出现涡流现象或预
处理层内的沉泥层会被冲击，当盐水流量增大的时候，则会减少盐水反应、沉降
和上浮的时间，这种现象可能会导致反应或沉降上浮的不够彻底。

因此，我们需
要粗盐水流量要保持一个稳定的状态，不让其出现忽高忽低的情况。

对于加压灌
内的气压问题，在工艺上一般通过对减压阀的控制来稳定溶气缓冲罐的压力，盐
水溶气量的多少回影响到预处理中的上浮情况，当我们将溶气压力调到一个合适
的值时，盐水中的悬浮物可以有一个较大幅度的降低，相应的盐水的情况就会有
所好转。

我们可以通过控制溶气罐液位的稳定来保证溶气的顺利进行，在生产中
稳定的液位通过加压泵变频实现，一般是在50%左右。

此外，对于某些其他原因
造成盐水返浑的情况，我们也要足够重视，例如当滤布出现了损坏或者压滤机出
现了泄露的情况，那么当盐泥进入压滤机之后就会使滤水浑浊，而反洗泵打入到
配水罐的滤水也会因为浑浊的原因而使化盐池内的钙镁含量超标，盐水也会出现
返浑现象。

在下雨天的时候，雨水中往往含有大量的钙镁等杂质，因此盐场流出
的雨水进入化盐池之后，也会导致盐水返浑，对于这种情况，我们一般是先将雨
水导入到一片废弃的水池之中，再用泵间断或者小流量的流进化盐池，避免盐水
波动，避免盐水的流失及其对环境可能产生的污染，同时这种做法也可以很好的
节约盐耗。

其次是精盐水的质量不合格的问题及措施。

精盐水质量不合格的原因多种多样，下面，我们挑取一些典型的展开讨论。

例如针对钙镁离子超标的问题。

对这两种离子的检验，第一步都是查找化验
分析是否存在一定的误差，精制盐水中对钙离子的查验一般采用EDTA 进行滴定
分析，如果浓度超标，则要再次采用ICP 进行分析。

其次是对生产工艺控制中的
问题进行查找。

最后是查看一下过滤设备是否有损坏的情况，例如膜组件出口是
否出现了浑浊的现象，膜是否有破损的情况，查出问题的，要对膜组件进行及时
的更换。

但要注意这两种离子在检验时涉及到的碳酸钠和氢氧化钠的含量要求有
一定的差别。

再如出现SS 超标时，我们的流程是首先进行巡检，即目测检查一下过滤器的每个膜组件出口是不是有浑浊的现象出现，此时可以再对比一下钙镁离
子的分析结果，一般如果膜出现了破损，钙镁离子的分析结果也会相对较高，那么，此时的工作人员则需要更换膜组件。

其次是要查看一些分析是不是有一些错
误产生，当浊度仪盛样品瓶擦拭不干净的话会很容易造成结果的不准确。

4 结语盐水生产技术在近几年得到了一定的改进和完善，盐水精制的工序也
在稳定的运行，行业消耗的资源正在逐渐的减小，由此，盐水的生产能力得到了
一定的提高，而企业的生产成本却得到了一定的下降。

在运用凯膜过滤技术之后，一次精盐水的质量得到了进一步的提高，但其在运用的过程中仍然存在一定的问题，依然需要相关人员的严格的程序监控。

参考文献：[1] 李志娜.一次盐水精制过程中两种膜过滤技术的比较与分析[J].
中国石油和化工标准与质量，2013，12（09）：121-122[2] 秦留.崔威.凯膜过滤技
术在一次盐水精制中的应用[J].2006，09（12）：78-79[3] 胡艳刚.钟永铎.刘进波.
凯膜及陶瓷膜技术应用的比较[J].中国氯碱，2012，06（14）：109-110。