一次盐水精制

一次盐水工艺讲解
盐水中的菌藻类会分泌一种黏液,与腐殖酸等天然有机物混合在 一起很难过滤，大大影响过滤能力；如进入盐水二次精制工序还将 影响树脂塔交换能力和离子膜的性能；菌藻类和腐殖酸等有机物可 以被次氯酸钠分解成为小分子，再通过Fe(OH)2的吸附和共沉作用，
在预处理器中被预先除去，一部分不溶性杂质也被同进除去。这是
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精盐由于钙离子与碳酸根离子可生成难溶性的碳酸钙沉淀，因此， 在盐水中加入碳酸钠溶液，可使盐水中的钙离子与碳酸根离子生成碳 酸钙沉淀而除去；其化学反： Ca2+ + CO32- + → CaCO3 为了将Ca2+ 有效去除，精制剂碳酸钠的加入量要比反应所需的理 论量稍多些（即过量0.25～ 0.50 g/L ） 在溶解池内定量加入水和固体纯碱，用蒸汽加热，并用空气搅拌， 使溶解速度加快，待固体纯碱溶解完，搅拌均匀，取样分析，密度达 到1210 ～ 1240 g/m3。
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投加铁盐预处理剂是为了吸附天然有机物并与沉淀物一同去除。三 氯化铁之所以能起絮凝剂作用，是因为进入盐水后生成了Fe(OH)3， Fe(OH)3O为胶状物，从而将小颗粒Mg(OH)2 及有机物等轻质胶粘在 一起共同形成絮悬浮物上浮至预处理器上层，达到除Mg2+ 的目的。
当加入FeCl3量少量，不能使悬浮颗粒沉降下来，从而引起盐不返
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反应式澄清桶其特点：
中心反应区体积大；盐水上升分布 均匀；澄清变速率流动，对温度、 浓差等比重差变化敏感度低。澄清 区内壁和外壁有斜板效应，盐水上 升速度较高，变速澄清使小颗粒在 下部相互碰撞结合成大颗粒沉降。
a c b
a b c
原理：颗粒重力减去浮力合力b要大于流体运动阻力a。但矢量合 力c要远大于a-b，这样颗粒可以快速向侧壁移动，同时移动较短 距离后即可沿侧壁下降，使清液上升速度可以大于直筒形澄清桶； 桶下部流速快上部慢，可以使小颗粒在下部相互碰撞团聚。
浑，当加入量大时，一方面使助沉剂性能改变，使其起到分散作用， 造成盐水返浑，另一方面，加大了FeCl3消耗，增加了成本，且加大了
电耗。
FeCl3加入量主要通过观察预处理盐泥颜色判断。如果显红色，则 说明加入过量，如显白色，则加入不足，一般以显土黄色为准。
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依照斯托克定律，固体粒子在重力的作用下的沉降速度可有公式 表示为：
絮状物，当Ca2+/ Mg2+ > 2 时，氢氧化镁呈稳定可以较好的包裹碳
酸钙，过滤效果较好。如果碳酸钙较少，大量的氢氧化镁悬浮在盐 水中，将影响过滤能力。因此，盐水中的镁、钙比值影响过滤能力，
一般要求Ca2+/ Mg2+ > 2 。
盐水温度是盐水精制的一个重要指标，提高 盐水温度，可以使 盐水黏度和密度减小，有利于过滤；但过高的温主将使能耗上升，
Ca2+ Mg2+
3400 ppm 2300 ppm
3 ppm 2 ppm
SS
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1100 ppm
1 ppm
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三、固液分离精制的基本原理
基本要求：尽可能使杂质形成固相大颗粒固，可通过初步的重力
分离去除大部分杂质或指定的部分成分，并最终通过精密过滤达 到离子交换分离。
工艺路线：重力分离+过滤工艺
d2(r1-r2) W = --------------18 μ 式中：W ---- 固体粒了沉降速度； m/s d ---- 固体粒子直径；m r1 ---- 固体粒子比重；kg/m3 r2 ---- 清液比重；kg/m3 μ ---- 悬浮液粘度；Ns/m2
从上述公式要以看出，固体悬浮粒子的沉降速度与悬浮粒子的直径平 方、固体悬浮粒子的比重与清液比重差成正比，与悬浮液粘度成反比。 在实际生产中，向悬浮液中添加凝聚剂的方法来增加悬浮粒子的直径； 用提高悬浮液的温度的方法来降低悬浮液的粘度和比重，加速悬浮液 的沉降速度并促使沉淀颗粒长大，以大角度倾斜壁）外壁和反应筒外 壁）的方法来减少颗粒下降距离提高颗粒聚集机率。
重力分离：依据固液比重差，实现固液相间分离
沉降分离
重力分离 浮上分离 过滤工艺：HVM 膜过滤
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斯托克斯公式
溶气析出附着原理
Ca 2+
Mg2+
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四、一次盐水精制流程图
生产上水 淡盐水(脱硝) 淡盐水(脱氯) 碱蒸发冷凝水 氢气洗涤水 盐泥滤液水 HVM膜回水
液碱
次氯酸钠 气 水混合 器
盐水精制方法：采用次氯酸钠－烧碱－纯碱法。 步骤 ：化盐、精制反应、预处理、膜过滤、中和、盐泥处理
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由于镁离子与氢氧根离子可以生成难溶性的氢氧化镁沉淀，因此， 在盐水中加入氢氧化钠溶液，可使盐水中的镁离子与氢氧根离子生 成氢氧化镁沉淀而除去；其化学反： Mg2+ + 2 OH- + → Mg(OH)2 ↓
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从HVM膜出来的精制盐水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通过加入31％的盐酸调节PH值至8.5
－9.8，使盐水中Ca2＋、Mg2＋彻底离子化，以便在二次精制单元中除
去。 螯合树脂最佳运行指标8～11。
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由于盐水中的游离氯会损坏离子膜交换树脂（螯合树脂）， 因此，需用亚硫酸钠将盐水中的游离氯除尽。其反应式如下： NaClO + Na2SO3 → Na2SO4 + NaCl 为了确保游离氯被除尽，亚硫酸钠应过量投加，根据测量过滤后盐 水的ORP值，调节Na2SO3投加量来控制盐水中的游离氯。 为使精盐水中游离氯为零，根据在线的ORP 检测结果（要求ORP<50 mV )，适量增减Na2SO3 溶液的投加量。
为了将Mg2+ 有效去除，精制剂氢氧化钠的加入量要比反应所需
的理论量稍多些（即过理0.1～ 0.3 g/L ）
Mg2+与OH 在PH 值约为8时开始反应，PH 值为10.5~11.5 时反
应迅速完成，形成胶状絮凝物，在NaOH 过量约0.2 g/L 时，盐水中 含Mg2+可小于1 ×10-6，一般NaOH过量指标应控制在0.1～ 0.3 g/L。
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学习重点： 一、盐水精制概念和分类 二、一次盐水精制指标 三、固液分离精制的基本原理 四、一次盐水精制流程图
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一、盐水精制概念和分类
1、原盐会带入系统中很多有害杂质，如Mg2+、Ca 2+ 、 SO4 2- 、
有机物（菌类、腐殖酸）等，可分为溶解杂质和不溶杂质。
2、由于溶解杂质的去除要比不溶解杂质的去除难度更大，成本
空气 缓冲罐
三氯化铁
碳酸钠
盐酸
亚硫酸钠
压 缩 空 气
加压 溶气罐
3#折流槽
HVM 膜过滤器
M 配水槽
文丘里混合器 后反应槽
一次盐 水贮槽
预处理器
二 次 盐 水
蒸汽 60℃ SC 盐水换热器
2#折流槽
压 缩 空 气
盐 酸
压 缩 空 气
板框压滤机
配 水 槽
M
化盐池
海盐
前反应槽
盐泥池
滤液池
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并使盐水形成过饱和；当温度降低后，过饱和的盐水易析出结晶，
从而堵塞管道等。因此，需把温度控制在50～60℃之间。 氯化钠溶解度： 50℃ 319.2 g/L
60℃
320.5 g/L
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HVM 膜：HVM膜孔径为0.22~0.5微米，过滤时液体中的悬浮物 被全部截留在HVM膜的表面，滤清液通过膜孔自中空的管式膜中部 排出。因膜孔细小不会因颗粒物穿入膜内部使过滤能力下降。当膜 表面集聚了大量固体物质使过滤流量下降时过滤器给予膜轻微反冲， 由于膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数，同时没有颗粒深入 膜内部，滤饼将完全脱离膜表面，有效地收集了液体中的固体颗粒。 完全以纯聚四氟乙烯为原料，具备了聚四氟乙烯的化学及物理性质。 是一种强度很高的材料，使滤料寿命大大高于常规滤料。质密、多 孔、光滑的膨化聚四氟乙烯膜使固体颗粒的穿透接近零，它的低摩 擦系数，化学稳定性和表面光滑的特点使过滤压力极低，适用范围 极广。膜的表面极为容易清理，实现完全的表面过滤。
在一定温度下 Ca2+是否有效去除，决定两个因素，即反应时间长 短和碳酸钠过量程度，如碳酸钠按理论用量加入时，需搅拌几个小时 才能沉淀完全；若碳酸钠过量0.5 g/L ，温度高于45℃，则在半小时 内完全反应，盐水中的Ca2+ 含量可以达以：1 ×10-6
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精盐水中的碳酸钙为结晶型沉淀，较易过滤，而氢氧化镁为胶体
保障过滤和精制效率的有效手段。 在粗盐水进前反应槽这前在折流槽内投加1%（质量分数） NaClO溶液的同时，定期检测出反应槽盐水的游离氯浓度，以（1～ 3）×10-6为宜；再根据检测结果适量增减NaClO溶液的投加量。
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加压罐的控制一是保证气压稳定，工艺上采用控制减压阀来稳定 溶气缓冲罐的压力。盐水溶气量的多少是影响预处理上浮情况的重要 因素，生产中通过控制容器压力为0.25MPa，二是控制溶气稳定的液 位。稳定的液位有利于溶气，振荡的液位使盐水中溶气极不稳定。 当液位上升时，液体压缩气体，溶气压力上升，影响加压泵输入； 液位下降时，溶气压力会下降，影响溶气效果，从而影响响盐水在预 处理中的上浮效果。生产中溶气罐稳定的液位是通过加压泵变频来实 现的，般控制在50%左右。
根据NaCl在不同温度的溶解度表。
温度℃ 溶解度％ 溶解度g/L 0 26.34 316.2 10 20 30 40 50 60 70 80 90
26.35 26.43 26.56 26.71 316.7 317.2 317.6 318.1
26.8 9
319. 2
27.09 27.30 27.53 27.80 320.5 321.8 323.3 329.3
更高，所以工业上尽可能用化学办法使溶解杂质形成不溶杂质， 然后通过固液分离方法如浮上、沉淀、过滤等方法分离精制；对
不能形成固相的溶解杂质，进一步采用离子交换的方法去除，大
分阴离子如SO4 2-通过纳滤膜法去除，有机杂质采用氧化法去除。
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二、一次盐水精制指标
1、盐水经化盐饱和后，含有大量的可溶和不容杂质，必须用有 效方法稳定地去除，达到离子交换精制的要求，即达到螯合树脂 离子交换塔基本要求。 2、盐平均质量 NaCl = 96% Ca 2+ =3% Mg 2+ =2% SO42- =0.5% SS=1%） 项目 入固液分离系统盐水 出固液分离系统盐水