氯碱生产与操作(张艳君)项目一 一次盐水精制

二、生产任务
首先是将固体原盐(或搭配部分盐卤水)和化盐水（按比例 掺混，通过加热溶解制成氯化钠的饱和溶液，然后向饱和盐 水溶液中连续加入适量的精制剂（NaOH、Na2CO3等），
将盐 水中的Ca2+、Mg2+等分别生成难溶的沉淀物，最后再加入
助 沉剂FeCl3，通过澄清、砂滤、中和等后续步骤，得到质 量合格的一次精盐水。
3.井矿盐
＊井盐主要是运用凿井法汲取地表浅部或地下天然卤水加 工制得； ＊矿盐是通过开采古代岩盐矿床加工制得。 ＊井矿盐是井盐和矿盐的总称，主要含有天然卤水盐矿和 岩盐矿床，运用开采矿盐钻井水溶法。 ＊其主要成分含有钾、钠、钙、镁等金属离子和碳酸氢根 、硫酸根、碳酸根和氯离子等阴离子。
三、原盐质量对生产的影响
2.皮带运盐机
皮带运盐机是原盐输送的主要设备，担负着连 续向化盐桶输送原盐的任务。利用水银接点实现化 盐桶盐层高度与皮带运盐机联锁自控，原盐通过电 子皮带称计量。
三、操作注意事项
1.盐斗原盐高度在篾子以上高度1～2米，操作时必须在 走台上，不允许站在盐堆上。
2.下斗作业时，必须要求篾子露出一定平方米以上的面 积，并有人监护作业。
能力目标：
● 能识读并根据要求绘制一次盐水精制的工艺流程 图。
● 能识读并根据要求绘制出膜法除硝工艺流程图。 ● 能完成一次盐水生产的开停车与正常运行操作。 ● 能对一次盐水精制过程中的常见故障进行分析并
处理
任务一 原盐的选配及输送
•子任务一 原盐的选用 •子任务二 原盐输送的流程及主要设备 •知识链接
石灰-芒硝法。对于多数氯碱企业通常采用烧碱-纯 碱法。
烧碱-纯碱法的 特点
来源非常方便
生成的沉淀完全， Mg2+、Ca2+除去
率较高
操作过程简单， 劳动条件好
3. SO42-、NH3的去除原理
(1)
SO42-的去除方法
钙法
•原理就是向盐
水中加入CaCl2CaSO 4 ↓
第 一位，成为全球最大的原盐生产国。
1.海盐
＊主要是以海水为原料，通过盐田日晒而得到。 ＊主要成分有氯化钠、硫酸镁、硫酸钾、硫酸钙、 氯化镁、溴化镁和碳酸钙等。
2.湖盐
＊指从盐湖中直接采出和以盐湖卤水为原料 在盐田中晒制而成的盐。 ＊一般来说，湖盐资源丰富，含盐量高，生 产成本和能耗低于海盐和井矿盐，开发潜力 较大。但是湖盐中含有泥沙、芒硝和石膏等 杂质。
液体盐为原料两种方法。
1．固体盐原料
固体原盐
化盐用的水一般由淡盐水、等几
部分混合而成 。混合化盐水通过
汽水混合器加热后，从化盐桶底 部连续送入，化盐温度保持在
化盐桶
50～60℃。
化盐水
2．液体盐原料
液体盐主要来源于井盐或天然卤水和岩盐。 井盐或天然卤水可直接汲出，通过管道输送到工厂 使用，如果盐水浓度较低，可先进行浓缩，或加入 一定量的固体盐，使其浓度增加。岩盐一般是先在 地下用水溶解，汲出之后通过管道输送到工厂。
其结构。
【任务指导】 一、化盐桶 1．化盐桶的作用 化盐桶的主要作用是制 取饱和食盐水。 2．化盐桶的结构
1—铁栅；2—溢流槽； 3—粗盐水出口；4—桶体； 5—折流圈；6—折流帽； 7—溶盐水进口；8—人孔
二、澄清桶
1．澄清桶的作用
澄清桶的作用是将粗盐水中的钙、镁等难溶性的颗粒与液
子任务一 原盐的选用
【任务描述】 ◆熟知原盐的分类、原盐质量对生产的影响及其选 用原则。
【任务指导】
一、原盐
原盐是指在盐田晒制的海盐以及在天然盐湖或 盐矿开采出的未经人工处理的湖盐或岩盐等的统称 ，主要组分是氯化钠，分子式NaCl。 易溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨，不溶于盐酸 。
一般来说温度对食盐在水中的溶解度影响不大，但是高温 能加快食盐的溶解速度，氯化钠在水中的溶解度见（表 1–1）。
Na2CO3过 量，为不使进入电解槽的盐水成为强碱性，需要用 盐酸中和氢氧化钠和碳酸钠，其主要的化学反应如 下； NaOH+HCl=NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
子任务二 一次盐水精制的工艺流程
【任务描述】 ◆能熟练掌握一次盐水精制的工艺流程，并 正确绘制一次盐水精制的工艺流程图。
钡法
•原理就是向盐
水中加入BaCl2
•SO
2 4
+
Ba
2
= BaSO 4 ↓
冷冻法
•利用Na2SO4溶 解度随温度变 化明显以（芒 硝）的形式冷 冻结晶而除去
（2）NH3的去除 当原盐或化盐水中存在铵离子或有机氮的化合
物时，在电解槽阳极液PH值为2～4的条件下，将 会产生易爆炸的NCl3气体。
项目一 一次盐水精制
1 任务一 原盐的选配及输送 2 任务二 一次盐水精制 3 任务三 除硝工艺 4 任务四 一次盐水精制的岗位操作 5 任务五 常见故障及处理 6 案例分析 7 小结
知识目标：
★ 能够掌握一次盐水精制的工艺原理。 ★ 能分析不同生产工艺下一次精盐水精制 的工艺流程。 ★ 能熟知一次盐水精制生产中主要设备的 结构和功能。
凯膜过滤工艺流程主要包括配水、化盐、精制反应及预处
理、凯膜过滤、盐泥压滤和精制剂等6部分.
四、一次盐水精制工艺的特点
传统过滤工艺 优点
原理简单、运行稳定、维修费用低；
缺点
投资大，占地面积大、操作复杂、运行 费用高、装置自动化控制程度低、砂滤 器中的二氧化硅给系统增加了新的污染。
CN过滤工艺
优点
膜法过滤工艺
合 ，进入后反应桶；从后反应桶溢流入中间槽，通过泵打入 并列的两台戈尔过滤器，在3#折流槽加入Na2SO3除游离
氯 ，加入HCl调整pH值后的一次盐水，送入精盐水贮槽备用。
2．凯膜过滤工艺
（1）凯膜过滤原理 现用的凯膜技术源自人造血管技术，采用特殊工艺，制
造出的一种外壁孔小、内壁孔大的多孔膜。这种膜具有极佳 的不黏性和非常小的摩擦系数，可以保证液体以最大通量进 行过滤。过滤时，可将液体中的悬浮物全部截留在凯膜的表 面，滤清液通过膜孔从中空的管式膜中部排出。
桶， 上清液从反应桶出来，在反应桶的出口处加入助沉剂聚丙烯 酸钠，共同溢流进入道尔澄清桶，经砂滤器过滤后，进入精 盐水贮槽供电解使用。从反应桶和澄清桶底部出来的盐泥水 进入板框压滤机，经板框压滤机处理后的回收盐水进入配水 槽进行循环使用。
二、CN过滤工艺
CN 过滤技术采用的是悬浮离子吸附+过滤作用进行的固 液分离，即采用的动态吸附和深层床过滤相结合的原理， 去除液体中的悬浮物。 工艺流程过程：
固体原盐从化盐桶的顶部加入，化盐水从化盐桶的底部 进入，两者进行逆流接触，制成饱和食盐水。饱和食盐水 从化盐桶的顶部溢流流出，进入折流反应槽，在反应槽中 相继加入纯碱、氢氧化钠、氯化钡等各种助剂，与盐水中 的Ca2+、Mg2+、SO42-进行充分反应，再加入絮凝剂，与
盐水 混合后，一起进入CN过滤系统。上清液进入一次盐水储槽 ，盐泥送往板框压滤机。
（2）凯膜的特点 ① 凯膜滤料寿命远高于其它常规滤膜。 ② 凯膜有极高的孔隙率，使它具有较高的过滤精度和渗
透通量。 ③ 聚四氟乙烯薄膜使固体颗粒的穿透率接近于零，实现
了完全的表面过滤。 ④ 全聚四氟乙烯管式整体结构和无复合搭接缝，可避免
发生复合膜的剥离、撕裂、腐蚀等情况。 ⑤ 凯膜较小的直径，较高的比表面积。
去除盐水中NH3，一般是向盐水中加入氯水 （含 有HClO）或次氯酸钠，使NH3生成NH2Cl挥发而 除去
4. 有机物、不溶性机械杂质的去除 去除方法：盐水中菌藻类、腐质酸等天然有机物 可通过加入次氯酸钠去除。菌藻类有机物被次氯酸 钠杀死，腐质酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解 成小分子，分解后的腐质酸等天然有机物的小分子 与不溶性泥沙等机械杂质一起，最终通过三氯化铁 的吸附和共沉淀作用在预处理器中预先除去。
三、一次盐水精制的工艺原理
1. 化盐的原理 化盐是利用氯化钠在水中的溶解度受温度 影响不大，但提高温度可加快氯化钠的溶解 速度。因此化盐时温度一般控制在55℃左右 。
2. Mg2+、Ca2+的精制原理 对于Mg2+、Ca2+精制主要采用化学或物理方 法
将其转化为沉淀物而除去。 方法一般有三种：烧碱-纯碱法、石灰-纯碱法、
从表中可以看出氯化钠在水中的溶解度随温度的升高而 增加。
表 1–1 氯化钠在水中的溶解度
二、原盐的种类 工业用盐主要分为海盐、湖盐、井盐和矿盐。在
全国17个省（区）都有产出，形成了北方沿海大型 海盐、西部湖盐和中、东、南井矿盐产业带三大原 盐产区。盐产量以海盐为主，其次是湖盐和井矿 盐，自2005年以来，我国原盐总产量已越居世界
3.吊车抓斗距离地面保持2～3米的高度，不准在斗下通 行。
4.皮带机运转时禁止跨跃，排除杂物时必须停车操作。 5.天车工开车前必须呜铃，操作中也应适时呜铃。
四、盐场的储存能力
盐场储存原盐量的能力，根据以下公式进行计算：
式中：G－原盐总重量，吨； F－盐场面积，m2； H－原盐平均堆高度，m； γ—原盐平均堆积密度，t/m3；
缺点 优点
工艺简单、整套设备选用FRP材料、耐 腐蚀、维修量少、一次投资少、适合氯 碱企业新建或扩建项目。
CN过滤器出水质量会有波动。
常温下进行，无化学变化，无相态变化、 选择性好、适应性强，操作稳定，自动 化控制程度高，精制盐水质量高；适合 新建和改建氯碱装置采用。
子任务三 主要设备 【任务描述】 ◆能熟知一次盐水精制的主要设备及
5. 游离氯的去除原理 影响：盐水中游离氯的存在会使离子交换树脂中
毒，影响离子的交换能力 去除方法：盐水中的游离氯通常是以ClO-的形式
存在，一般向盐水中加入Na2SO3可除去游离氯， 反
应式如下： ClO-+SO32-→SO42-+Cl-
6. pH值的调节
当采用烧碱-纯碱法精制盐水时，为了近可能的 除去Mg2+、Ca2+，一般要求加入的NaOH、
抓斗送入集盐场，从盐场内用龙门吊车将盐送入盐 斗，然后通过皮带运输机将原盐经过电子皮带称计 量后，连续不断地送入化盐桶内。
二、原盐输送的主要设备
1.龙门吊车 龙门吊车是盐场装卸盐的主要设备，担负着将进 厂原盐从火车内卸进盐场，并将盐场内原盐连续的 供给皮带运盐机。若生产需要，也可用于将盐场内 的新旧原盐进行搭配供盐。
【任务指导】
对粗盐水进行精制，其目的是为降低杂质对电 解过程的影响，减少电能的消耗和确保电解过程的 安全。对一次盐水精制的工艺大体分为三种：传统 过滤工艺、CN过滤工艺和膜法过滤工艺。目前，这 三种生产工艺在我国氯碱生产企业均有利用。
一、传统过滤工艺
工艺流程过程：
从蒸发装置来的回收盐水和一次盐水的洗泥水一并进入配 水槽，除去后，被送入化盐桶进行化盐，制成的粗盐水从化 盐桶上部流出，在折流槽加入NaOH、Na2CO3后进入反应
三、膜法过滤工艺
1．戈尔膜过滤工艺
（1）戈尔膜过滤原理 戈尔膜盐水过滤技术是一种典型的外压管式过滤器 终端过滤形式，在一定外压存在的情况下，使液体
和悬浮物得到分离。
卤水和电解工序回收淡盐水经过配水槽，通过泵打入化 盐桶底部，原盐经过提升机卸入化盐桶上部进行溶解后， 流入1#折流槽，与加入折流槽的NaOH溶液（除Mg2+）、 NaClO溶液（除去卤水中的有机物及）一起流入前反应桶， 在前反应桶内经充分搅拌反应后，通过变频泵打入高位加 压溶气罐，同时向高位加压溶气罐充入一定压力的空气， 两者混合形成泡沫状液体，进入文丘里混合器与FeCl3溶液 （絮凝、助沉）混合，共同进入预处理器，清液从预处理 器上部流出，流入2#折流槽与Na2CO3溶液（除Ca2+）混
任务二 一次盐水精制
子任 务一
一次盐水精制的工艺原理
子任 务二
一次盐水精制的工艺流程
子任 务三
知识 链接
主要设备 膜法过滤中的其他膜
子任务一 一次盐水精制的工艺原理
【任务描述】 ◆能够熟知饱和食盐水的制备方法。 ◆能完全掌握一次盐水精制的工艺原理。
【任务指导】
一、饱和食盐水的制备 饱和食盐水的制备主要包括以固体盐为原料和以
原盐质量对生 产 的影响
化盐速 度和盐 水饱和 度
精制剂 的消耗 量
澄清 能力
电解槽 性能
运输 费用
四、原盐的选用原则 1.产地就近原则 2.质量优先原则
子任务二 原盐输送的流程及主要设备 【任务描述】
◆熟知原盐输送的流程及主要设备，能够 估算盐场的储存能力。
【任务指导】
一、原盐输送的流程 生产用的原盐通过火车运到盐场，由龙门吊车