膜法脱硝
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脱氯工艺讲解
SO42-的成因： 由于从盐水电解到淡盐水脱氯、化盐、一次盐水、二 次盐水，各工序组成闭路循环系统，因此硫酸根得以 迅速累积。 膜法脱硝： 膜法脱硝技术是通过膜过滤将硫酸根离子脱除的技术。 主要是利用过滤膜将硫酸根阻止在浓缩液中，再通过 冷冻技术使浓缩中的硫酸根以硫酸钠的形式结晶分离 出来，达到脱除硫酸根的目的并得到副产物芒硝。
项目 氯化钠溶解度/% 硫酸钠溶解度/% 固相成分 26.90 0
NaCl
互溶度/% 25.40 2.56
NaCl
24.10 5.55
NaCI+Na2SO4
16.10 11.30
Na2SO4
7.85 20.80
Na2SO4
0 31.80
Na2SO4
脱氯工艺讲解
CIM法脱硝工艺
1、预处理单元
从界外来的淡盐水经冷却、去除游离氯（0.1x10-6 )、调 节PH值及去除机械颗粒后进入原料盐水槽。
2、膜分离单元
经过预处理后的原料盐水通过原料盐水输送泵、高压泵 和循环泵输送到膜组件，在一定操作条件下进行脱硝膜 分离，其中渗透液作为脱硝盐水送至回收盐水槽，然后 送至界区外。部分富硝盐水回流到循环泵进口，再进入 膜组件进行循环浓缩，另外部分富硝盐水送至冷冻脱硝 单元。 来自膜分离单元的富硝盐水通过预冷、兑卤、冷冻、沉 降及离心机分离回收十水芒硝，而回收的贫硝盐水通过 预冷器回收部分冷量后进入回收盐水槽与脱硝盐水一起 送至界区外。
脱氯工艺讲解
进电解槽的盐水中硫酸根浓度过高，对电解过程会产生 不良影响?
1、电解过程中，SO42-过高会阻碍氯离子放电，而使水中氧离子放电 产生氧气，不仅导致氯气中氧量上升，而且因SO42含量过高，使反应 加剧，缩短阳极使用寿命，同时还会使电解电流效率降低。 2、盐水中的SO42-含量过高，使Na2SO4与NaCl,NaOH一起在膜各个部 位沉淀析出，使膜有效面积减少，局部电流密度升高，且影响电流传 导效果。 3、当盐水含SO42-过低时，虽然膜上析出的Na2SO4少，但此时SO42不利于有效阻止I-等离子对膜的入侵,容易损伤膜并降低电流效率。 4、由于Na2SO4的沉积，在通常较光滑的膜阴极表面形成隔离膜，从 而降低膜对OH-反向迁移的阻挡能力
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3、 冷冻单元
脱氯工艺讲解
CIM法脱硝工艺要点
1、游离氯
纳滤膜材料为带有芳香结构的酰胺类材料，属于有机膜， 游离氯（包括HClO或ClO-)对膜的使用寿命有很大影响。 游离氯的存在，会破坏纳滤膜的结构，造成纳滤膜的损 坏和膜性能的下降，使膜的寿命缩短。氯酸盐小于10g/L。
2、温度
选择什么样的膜决定了进膜水的PH值控制范围。沉降温 度5℃
3、 PH值
中性偏碱为宜
脱氯工艺讲解
Na2SO4 Na2SO4 俗称元明粉、无水芒硝,是无机盐工业大宗产品之一。水合 物有十水盐(Na2SO4·10H2O)和介稳态七水盐(Na2SO4·7H2O)。硫 酸钠通常为白色固体结晶或粉末,加热时易发生一系列晶型变化,在湿 空气中会吸潮逐渐变成含水盐。硫酸钠易溶于水,溶液呈中性,有苦咸 味，溶解度随温度不同变化很大，常压下0℃溶解度为 4.76，40℃ 为48.8，100℃为42.7。
脱氯工艺讲解
纳滤同微滤、超滤和反渗透一样，均以压力差为驱动力，但其 传质机理有所不同，其比较见表1。微滤和超滤膜由于孔径较大， 传质过程主要为孔流形式即筛分效应；反渗透膜属于无孔膜，其传 质过程为溶解扩散过程即静电效应。纳滤膜存在纳米级微孔。且大 部分负电荷，对无机盐的分离行为不仅受化学势控制，同时也受电 势梯度的影响。 对于纯电解质溶液，因Donnan平衡，同性离子会被带电的膜活 性层所排斥，如果同性离子为多价，截留率会更高，同时为了保持 电荷平衡，反离子也会被截留，导致电子迁移流动与对流方向相反。 但是，带多价反离子的共离子较带单价反离子的共离子其截留率要 低，这可能是因为多价反离子对膜电荷的吸附和屏蔽作用。
脱氯工艺讲解
在离子膜烧碱生产过程中存在着硫酸钠在系统内的富集现象。一般 要求进槽盐水中ρ(SO42-)≤5g/L，如果超标，将对盐水浓度、离子 膜和极片运行寿命等造成不利影响，必须对富集的硫酸钠进行处理， 使整个系统处于平衡状态。
脱氯工艺讲解 50℃时氯化钠和硫酸钠在水中的互溶度 当氯化钠和硫酸钠含量达到一定范围时，盐水中就会出现结晶物， 氯化钠浓度高时主要是氯化钠，浓度低时主要是硫酸钠。当硫酸根 离子超标时，一定要控制好化盐桶出口含盐量。一旦盐水浓度过高， 由于硫酸钠的存在，就容易出现氯化钠结晶，容易堵塞管道，轻者 造成泵机损坏，重者造成停车。
脱氯工艺讲解
膜法脱硝的原理：
1、纳滤膜是特殊的分离膜，纳滤膜表面孔的直径为0.5~1.0mm,通过微孔把尺寸大的二 价离子截留下来。 2、膜表面带有一定的电荷。膜法脱硝原理在于对道南效应的利用，膜对盐的截留性能 主要是由于离子与膜之间的静电作用。盐离子的电荷强度不同，膜对离子的截留率也有 所不同。 3、道南效应：将荷电基团的膜置于含盐溶剂中时，溶液中的反离子（所带电荷与膜内 固定电荷相反的离子）在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度，而同名离子在膜内的浓 度则低于其在主体溶液中的浓度。由此开成的Donnan位差阻止了同名离子从主体溶液 向膜内的扩散，为了保持电中性，反离子也被膜截留。
要求： 盐水中SO42-浓度 ≤ 5g/L
脱氯工艺讲解
几种膜过程类型的比较
膜类型 主要膜材料 对象 压差推动式 0.1 MPa 0.1～1.0 MPa 0.5～1.5 MPa 分子量300～ 1000 度差分压差 原理 筛分 筛分 溶解扩散 Donnan效应 优先吸附溶解 扩散 溶解扩散 微滤（MF） 纤维素酯、尼龙、 微粒：0.025～ 聚砜、PE、PP等 0.10μm 超滤（UF） CA、PAN、PVA、 分子量1000～ PES、PVDF 300000 纳滤（NF） 聚酰胺系列、 SPS 反渗透 （RO） 渗透蒸发 （PV） CA、聚酰胺系列 SR、PVA 分子量300～ 1000 盐类分子量300 有机溶媒
SO42-的成因： 由于从盐水电解到淡盐水脱氯、化盐、一次盐水、二 次盐水，各工序组成闭路循环系统，因此硫酸根得以 迅速累积。 膜法脱硝： 膜法脱硝技术是通过膜过滤将硫酸根离子脱除的技术。 主要是利用过滤膜将硫酸根阻止在浓缩液中，再通过 冷冻技术使浓缩中的硫酸根以硫酸钠的形式结晶分离 出来，达到脱除硫酸根的目的并得到副产物芒硝。
项目 氯化钠溶解度/% 硫酸钠溶解度/% 固相成分 26.90 0
NaCl
互溶度/% 25.40 2.56
NaCl
24.10 5.55
NaCI+Na2SO4
16.10 11.30
Na2SO4
7.85 20.80
Na2SO4
0 31.80
Na2SO4
脱氯工艺讲解
CIM法脱硝工艺
1、预处理单元
从界外来的淡盐水经冷却、去除游离氯（0.1x10-6 )、调 节PH值及去除机械颗粒后进入原料盐水槽。
2、膜分离单元
经过预处理后的原料盐水通过原料盐水输送泵、高压泵 和循环泵输送到膜组件，在一定操作条件下进行脱硝膜 分离，其中渗透液作为脱硝盐水送至回收盐水槽，然后 送至界区外。部分富硝盐水回流到循环泵进口，再进入 膜组件进行循环浓缩，另外部分富硝盐水送至冷冻脱硝 单元。 来自膜分离单元的富硝盐水通过预冷、兑卤、冷冻、沉 降及离心机分离回收十水芒硝，而回收的贫硝盐水通过 预冷器回收部分冷量后进入回收盐水槽与脱硝盐水一起 送至界区外。
脱氯工艺讲解
进电解槽的盐水中硫酸根浓度过高，对电解过程会产生 不良影响?
1、电解过程中，SO42-过高会阻碍氯离子放电，而使水中氧离子放电 产生氧气，不仅导致氯气中氧量上升，而且因SO42含量过高，使反应 加剧，缩短阳极使用寿命，同时还会使电解电流效率降低。 2、盐水中的SO42-含量过高，使Na2SO4与NaCl,NaOH一起在膜各个部 位沉淀析出，使膜有效面积减少，局部电流密度升高，且影响电流传 导效果。 3、当盐水含SO42-过低时，虽然膜上析出的Na2SO4少，但此时SO42不利于有效阻止I-等离子对膜的入侵,容易损伤膜并降低电流效率。 4、由于Na2SO4的沉积，在通常较光滑的膜阴极表面形成隔离膜，从 而降低膜对OH-反向迁移的阻挡能力
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3、 冷冻单元
脱氯工艺讲解
CIM法脱硝工艺要点
1、游离氯
纳滤膜材料为带有芳香结构的酰胺类材料，属于有机膜， 游离氯（包括HClO或ClO-)对膜的使用寿命有很大影响。 游离氯的存在，会破坏纳滤膜的结构，造成纳滤膜的损 坏和膜性能的下降，使膜的寿命缩短。氯酸盐小于10g/L。
2、温度
选择什么样的膜决定了进膜水的PH值控制范围。沉降温 度5℃
3、 PH值
中性偏碱为宜
脱氯工艺讲解
Na2SO4 Na2SO4 俗称元明粉、无水芒硝,是无机盐工业大宗产品之一。水合 物有十水盐(Na2SO4·10H2O)和介稳态七水盐(Na2SO4·7H2O)。硫 酸钠通常为白色固体结晶或粉末,加热时易发生一系列晶型变化,在湿 空气中会吸潮逐渐变成含水盐。硫酸钠易溶于水,溶液呈中性,有苦咸 味，溶解度随温度不同变化很大，常压下0℃溶解度为 4.76，40℃ 为48.8，100℃为42.7。
脱氯工艺讲解
纳滤同微滤、超滤和反渗透一样，均以压力差为驱动力，但其 传质机理有所不同，其比较见表1。微滤和超滤膜由于孔径较大， 传质过程主要为孔流形式即筛分效应；反渗透膜属于无孔膜，其传 质过程为溶解扩散过程即静电效应。纳滤膜存在纳米级微孔。且大 部分负电荷，对无机盐的分离行为不仅受化学势控制，同时也受电 势梯度的影响。 对于纯电解质溶液，因Donnan平衡，同性离子会被带电的膜活 性层所排斥，如果同性离子为多价，截留率会更高，同时为了保持 电荷平衡，反离子也会被截留，导致电子迁移流动与对流方向相反。 但是，带多价反离子的共离子较带单价反离子的共离子其截留率要 低，这可能是因为多价反离子对膜电荷的吸附和屏蔽作用。
脱氯工艺讲解
在离子膜烧碱生产过程中存在着硫酸钠在系统内的富集现象。一般 要求进槽盐水中ρ(SO42-)≤5g/L，如果超标，将对盐水浓度、离子 膜和极片运行寿命等造成不利影响，必须对富集的硫酸钠进行处理， 使整个系统处于平衡状态。
脱氯工艺讲解 50℃时氯化钠和硫酸钠在水中的互溶度 当氯化钠和硫酸钠含量达到一定范围时，盐水中就会出现结晶物， 氯化钠浓度高时主要是氯化钠，浓度低时主要是硫酸钠。当硫酸根 离子超标时，一定要控制好化盐桶出口含盐量。一旦盐水浓度过高， 由于硫酸钠的存在，就容易出现氯化钠结晶，容易堵塞管道，轻者 造成泵机损坏，重者造成停车。
脱氯工艺讲解
膜法脱硝的原理：
1、纳滤膜是特殊的分离膜，纳滤膜表面孔的直径为0.5~1.0mm,通过微孔把尺寸大的二 价离子截留下来。 2、膜表面带有一定的电荷。膜法脱硝原理在于对道南效应的利用，膜对盐的截留性能 主要是由于离子与膜之间的静电作用。盐离子的电荷强度不同，膜对离子的截留率也有 所不同。 3、道南效应：将荷电基团的膜置于含盐溶剂中时，溶液中的反离子（所带电荷与膜内 固定电荷相反的离子）在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度，而同名离子在膜内的浓 度则低于其在主体溶液中的浓度。由此开成的Donnan位差阻止了同名离子从主体溶液 向膜内的扩散，为了保持电中性，反离子也被膜截留。
要求： 盐水中SO42-浓度 ≤ 5g/L
脱氯工艺讲解
几种膜过程类型的比较
膜类型 主要膜材料 对象 压差推动式 0.1 MPa 0.1～1.0 MPa 0.5～1.5 MPa 分子量300～ 1000 度差分压差 原理 筛分 筛分 溶解扩散 Donnan效应 优先吸附溶解 扩散 溶解扩散 微滤（MF） 纤维素酯、尼龙、 微粒：0.025～ 聚砜、PE、PP等 0.10μm 超滤（UF） CA、PAN、PVA、 分子量1000～ PES、PVDF 300000 纳滤（NF） 聚酰胺系列、 SPS 反渗透 （RO） 渗透蒸发 （PV） CA、聚酰胺系列 SR、PVA 分子量300～ 1000 盐类分子量300 有机溶媒