盐水二次精制与电解

行。有的离子膜对盐水中I-离子的含量还有要求。因此，
用于电解的盐水的纯度远远高于隔膜电槽和水银电槽， 它必须在原来盐水一次精制的基础上，再进行第二次精 制。
任务一 盐水的二次精制
一、盐水中次氯酸钠的去除
向罐内放置合适数量的Na2SO3固体（用量按每日配 放入下面的亚硫酸钠槽。由泵送出的5%亚硫酸钠水溶
(2)加入需要量的亚硫酸钠。
(3)加水调节到规定的浓度，待亚硫酸钠全部溶解后
停止搅拌。
(4)开动定量泵，根据盐水流量和亚硫酸钠的浓度
，调节亚硫酸钠的加入量。
任务一 盐水的二次精制
二、二次盐水过滤
一次盐水中的少量悬浮物，如果随盐水进入螫合树
脂塔，将会堵塞螯合树脂的微孔，甚至使螫合树脂呈团
状物，严重时有结块现象，从而降低树脂处理盐水的能
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此反洗四次后就可以达到再生效果。
在一般情况下，过滤器经过48小时后就要切换一次。
过滤盐水从盐水过滤器流出后，送往过滤盐水贮槽，
然后加酸调节其pH值在9±0.5范围内，送往二次盐水精
制工序。
任务一 盐水的二次精制
三、中和
1、过滤后，盐水中Ca2+、Mg2+含量与过滤前相比降
低了，但存在未滤掉的CaCO3和Mg(OH)2微粒，Mg(OH)2
道的设计流速；交界面处管道的表面几何形状。
任务一 盐水的二次精制
4、PH值控制范围
鳌合树脂同含有Ca2+、Mg2+的盐水接触时，其中的
Ca2+、Mg2+取代树脂中不稳定的Na+，吸附的能力除树
脂本身外，还和盐水的Ca2+、Mg2+含量、温度和PH值
等因素有关。
鳌合树脂的内在结构不同，交换能力也不同，但是
质量不一定相同，PH值的控制范围，更要慎重选择。
（2）较低的PH值有利于SS的溶解，而较低的PH值降
低了树脂的吸附能力，故一定要以实践结果为准。
任务一 盐水的二次精制
四、螯合树脂处理盐水原理 螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂 不同的是，它吸附金属离子形成环状结构，如螯合物，故
称螯合树脂。它是由中心离子和多基配位体形成的，具有
子形成难溶的氢氧化物堵塞离子膜。
任务一 盐水的二次精制
这样，一方面使膜的电阻增加，引起槽电压上升；
另一方面会加剧 OH- 离子的反渗透而造成电流效率下降。
在盐水中，如果钡离子、铁离子含量高，还会破坏金属
阳极的钌钛涂层和阴极涂层的活性，影响电极使用寿命。
此外，盐水中氯酸根和悬浮物也能影响离子膜的正常运
（3）达到规定的树脂层高度时，停止操作。
（二）树脂的补充
与树脂的取出相同，但是进出口相反
步骤：
（1）将喷射器的吸入口放入聚乙烯的桶内，内装树脂
和纯水。
任务一 盐水的二次精制
（2）将喷射器的出口软管放入塔内，打开塔的出口
取样阀门，使塔内水位下降。
（3）打开纯水阀，利用水力喷射器，将桶内的树脂
和水一起从桶内抽出，加到塔内。
如果太低，再生可能不彻底，影响再生效果，酸碱浓度过
高，会使树脂过度收缩与膨胀，导致树脂发生龟裂、破碎、
并使得盐水流经树脂床时压力损失增大和树脂损耗量增加。
任务一 盐水的二次精制
螯合树脂再生过程中，31wt％的HCl与纯水混合后通 过程控阀送入离子交换树脂塔。溶液浓度由流量测量系统
控制。32wt％的NaOH以同样方式处理。再生过程中所排
项目三 盐水的二次精制和电解
【实施方法】 到相关企业参观考察，绘制盐水二次精制工艺流程图； 学习阳离子交换膜性质，理解离子膜法电解盐水的原理； 依据平衡移动原理，制定淡盐水脱氯方案； 根据膜的性能，归纳影响离子膜电解槽的技术经济指标。 【任务】
一、盐水的二次精制任务
三、离子膜法电解盐水 五、除氯酸盐和淡盐水脱氯
任务一 盐水的二次精制
2、中和流程
在过滤器出口的盐水管道上，加入31%盐酸，经过
静态混合器，使盐酸和盐水混合均匀后，送PH自动分
析仪，根据测得的PH值去自动调节盐酸的加入量，达
到控制的目的。也有的厂家，如过滤后不含Ca2+、Mg2+
微粒，故无中和工序，在PH＞10的情况下，二次精制
后的盐水，也能符合电解要求。
环状结构的络合物。螯合树脂种类很多，有多种商品牌号，
如：日本CR-10，CR-11，中国上海D-403等，就化学组
成来看由母体和螯合基团两部分。
任务一 盐水的二次精制
1、生产中含有Ca2+、Mg2+和其他金属离子的盐水进 入螯合树脂塔，被螯合树脂络合，树脂中的Na+被金属阳
离子置换，使树脂丧失活性。
微粒溶解的PH值为10.5，CaCO3溶解的PH值为9.4。
由于盐水的PH值为10.5，这些微粒无法溶解。鳌合
树脂只能吸附Ca2+、Mg2+离子，而不能吸附微粒中Ca、
Mg成分，造成二次盐水中Ca2+、Mg2+含量超标。为杜绝
这种现象，采用添加盐酸来降低盐水的PH值，使Ca2+、
Mg2+微粒完全溶解，而被鳌合树脂吸附。
对流量、PH值、温度变化趋势是一样的。
任务一 盐水的二次精制
从吸附能力和PH的曲线可以看： 从PH=7增加到PH=8时，吸附能力的变化率很快，
PH值低于7和pH值大于9时，吸附能力的变化率逐渐降低，
所以中和后可选PH从8～10之间。
（1）实际操作中，选择哪个PH值作为控制指标，应
以树脂塔出口Ca2+、Mg2+的测定结果决定。由于树脂内在
到D-166，送到污水池。
第七步：置换。塔中剩余的水被从塔底KV-162供应
的盐水置换。废水排到离子交换树脂捕集Z-164。
任务一 盐水的二次精制
五、盐水二次精制工艺
经过过滤后的二次盐水中的钙、镁含量大约在3ppm
左右。但是，用于离子膜电解的盐水，要求钙、镁含量要
低于20ppb，因此，盐水在一次精制的基础上还需要进行
可压缩性，从而降低过滤阻力和提高过滤速度。此外,助
滤剂对盐水中的悬浮物还起助凝作用。
任务一 盐水的二次精制
（3）清洗 切换下来的过滤器进行反洗时，将过滤后
的精盐水打入过滤器的滤液室内，再通入压缩空气，滤液
室内的精盐水受到压缩空气的压力后，迅速从管子的内侧
流向管子的外侧，炭素管外的助滤剂和滤饼立即卸出。如
（4）当桶内水位不够时，应补加。
（5）填充到规定高度时，停止一切操作，封闭入口。
（1）预涂 过滤前必须在炭素管的外表面，预先涂 上一层厚薄均匀的助滤剂α纤维素，以防止盐水中的悬 因此，在过滤系统中要设置预涂槽。在预涂槽内将α纤
浮物堵塞炭素管表面的微孔，以提高过滤器的过滤性能。
维素和过滤盐水配制成一定浓度的α纤维素溶液，然后
用泵将此溶液送往过滤器，不断循环进行预涂操作，使
涂层厚度达2—3mm即可。
脂再生，二价金属离子被H+置换出来。废水排到废水槽
(D-166)中。
任务一 盐水的二次精制
第四步：水洗。塔中剩余的盐酸被纯水置换。废水流 入废水槽(D-166)。
第五步：NaOH再生。烧碱被水稀释送入塔进行树脂
再生，H+被Na+置换出来。废水排到废水槽D-166中。
第六步：水洗。塔中剩余的烧碱被纯水置换。废水排
任务一 盐水的二次精制
（2）助剂给料和助滤 由于一次盐水中的悬浮物过 于细微且有压缩性，在预涂层表面单独形成的滤渣过于 紧密，加助滤剂后，可使过滤元件表面的滤渣结构疏松 ，延长过滤周期。在一次盐水送往过滤器前，必须把一 定浓度的α纤维素作为助滤剂混入盐水中，这样在过滤 过程中所形成的滤饼能保持一定的孔隙率，并且具有不
上分布有均匀的微孔。
任务一 盐水的二次精制
碳素管过滤器工作工程：用泵将盐水和α-纤维素配
制成悬浮液送到过滤器中，并且不断循环，使烧结碳素
管表面涂上一层厚度均匀的α-纤维素，叫预涂层．然后
把一次盐水送入过滤器，同时用定量泵把与盐水中SS
质量相当的α-纤维素送入过滤器，这样做的目的是利用
α-纤维在水中的分散性，使过滤器内的泥饼在返洗时碎
任务一 盐水的二次精制
3、在盐酸管道上添加纯水的目的：
（1）31%的盐酸直接加入310g/L盐水时，由于氯化
钠在盐酸中的溶解度很小，溶液的交界面处易析出NaCl
晶体，堵塞管道，导致PH值失调，影响了盐水质量。
（2）纯水加入量：纯水加入后，盐水浓度不低于
300g/L为好。
（3）影响盐结晶的因素：盐酸浓度；盐水浓度；管
任务一 盐水的二次精制
2、螯合树脂失活之后，便不能继续与盐水中的钙、 镁离子进行交换，此时就需要对螯合树脂进行再生。
任务一 盐水的二次精制
3、螯合树脂再生需使用31wt％的HCl、32wt％的 NaOH和纯水配制成浓度为4%再生的盐酸溶液，32%的
烧碱用纯水配制成浓度为5%再用的烧碱溶液。酸碱浓度
属离子，后塔进行盐水质量保证，另一塔再生。24小时后
前塔下线进行树脂再生，后塔进升为前塔，而再生后的塔
成为后塔。下线塔中的树脂吸附了大量的多价阳离子，用
盐酸和烧碱再生。
任务一 盐水的二次精制
树脂塔再生时，由界区外送来的高纯盐酸用纯水配制
成浓度为4%再生的盐酸溶液，32%的烧碱用纯水配制成
浓度为5%再生用的烧碱，送往塔内对树脂塔进行再生.
二、精制盐水电解理论探究
四、几种离子膜电槽的认识
任务一 盐水的二次精制
一、盐水二次精制意义 电解槽所用的阳离子交换膜，具有选择和透过溶液 中阳离子的特性。因此它不仅能使Na+离子大量通过， 而且也能让Ca2+，Mg2+，Ba2+等离子通过，当这些杂质 阳离子透过膜时，就和从阴极室反渗过来的微量OH-离
而螯合数脂对重金属的吸附能力很强，正常的洗涤Ca的
操作工艺，不能将重金属全部洗脱，从而影响树脂对Ca
的吸附，倍量再生增加了重金属的洗脱率，从而恢复了树
脂对Ca2+的吸附量。
任务一 盐水的二次精制
七、树脂的更换和添加 树脂经过一段时间的工作后，由于种种原因，树脂的 吸附容量下降，在经过倍量再生后，仍不能生产出合格的
出的酸性以及碱性废液送到污水池处理。
任务一 盐水的二次精制
4、 下面是树脂塔再生的过程： 第一步：水洗。下线塔中的剩余盐水用纯水置换。
纯水从塔顶进入。废盐水回收到废盐水槽(D-165)中。
第二步：反洗。水从塔底进入。树脂颗粒得到疏松，
小的颗粒被带走。废水排到离子交换树脂捕集器(Z-164)。
第三步：酸再生。盐酸被纯水稀释后送入塔进行树
二次精制。盐水的二次精制目前均采用螯合树脂法进行。
二次盐水精制通常采用二台或三台螯合树脂串联流程。
任务一 盐水的二次精制
二次过滤后并调节PH值的盐水经盐水换热器升温至 60±5℃，进入离子交换塔，塔中的树脂是一种阳离子交 换树脂。离子交换树脂塔采用3塔流程，来确保进槽盐水
质量。通常2塔串联在线正常运行，前塔运行进行吸附金
离子交换塔切换和树脂再生是根据程序表自动进行的。
从树脂塔出来的精制盐水送往离子膜电解工序。
任务一 盐水的二次精制
任务一 盐水的二次精制
任务一 盐水的二次精制
六、树脂的倍量再生 填充新的树脂后,以及树脂的Ca吸附容量降低时，要 倍量再生。倍量再生就是用正常量的盐酸洗脱二次，因为
经过一段时间的工作后，螯合树脂吸附了一定量的重金属，
力。因此，盐水精制时一般要求盐水中悬浮物的含量小
于１ppm。这样就必须要经过过滤，如果采用传统的砂
滤设备往往不能符合要求，目前常用的是炭素管式过滤
器。
任务一 盐水的二次精制
炭素管过滤器是由许多
根烧结的炭素管组成的。有
良好的耐蚀性（不耐强氧化
剂），耐强酸，强碱和中性
溶液的腐蚀，它由纯炭烧结
而成。
含碳量为99.93%，在管壁
盐水，就需要更换树脂。
（一）树脂的取出
利用水力喷射器产生负压，将塔内水混合树脂抽出。
步骤：
（1）打开人孔，将喷射器入口的软管投入塔内，喷射
器出口的软管放入塑料制的袋内。
任务一 盐水的二次精制
（2）打开纯水阀，利用水力喷射器将塔内的树脂与 水一起从塔内抽出，收集到袋内。当塔内水位不足时，补 充纯水。
成小块剥落。
任务一 盐水的二次精制
由于α-纤维素的骨架作用，α-纤维素和截留在预涂 层表面的SS混合，形成新的过滤层，此新的过滤层也
能通过过滤液，使过滤器能在SS含量为10mg/L时，
通过添加等量α-纤维素，保证在设计流量下，48h内
过滤器内的压差不超过0.2MPa的状况下安全运转。
任务一 盐水的二次精制
一次考虑），加入适量的纯水，并进行搅拌以加快溶解，
液，通过自动调节阀加入盐水管道，经过管道混合器后
与盐水均匀混合，其中的一小部分进入氧化还原分析器，
输出的信号去自控阀门，调节亚硫酸钠加入量，使进入
盐水罐的盐水绝对不含次氯酸钠，且过量的亚硫酸钠也
控制在一定范围。
任务一 盐水的二次精制
操作要点:
(1)先加入需要量的2/3的水,并开动搅拌器。