一次盐水精制工艺的发展

第3期
刘小刚：一次盐水精制工艺的发展
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频繁波动。 鉴于激烈的市场竞争和长远发展，宁夏英力特
化工股份有限公司决定对现有装置进行技术扩建 改造。
2 凯膜工艺处理一次盐水技术的应用
2007 年 6 月，该公司一次盐水精制方法由凯膜 过滤技术取代了传统盐水精制工艺， 当月就生产出 了合格的精盐水， 为离子膜电解的正常运行奠定了 原料质量基础。 2.1 凯膜过滤技术原理
ρ（CO23-） /（g·L-1）
ρ（OH-） /（g·L-1）
ρ（Ca2++Mg2+） /（mg·L-1）
ρ（SS） /（mg·L-1）
0.51
0.42
ND
0.9
0.54
0.43
ND
0.9
0.48
0.40
ND
0.7
0.48
0.41
ND
0.6
0.52
0.48
ND
0.6
0.56
0.47
ND
0.7
ρ（F-Cl） /（mg·L-1）
膜过滤器
2.4 凯膜精制盐水的质量 通过一年多的实际生产运行， 采用凯膜过滤技
术处理一次盐水的质量情况见表 2。
日期
2007-10 2007-12 2008-02 2008-04 2008-06 2008-08
ρ（NaCI） /（g·L-1）
309 311 312 311 311 310
表2 凯膜过滤技术处理的一次盐水指标
在冬季，装置每次长时间停车后，当开车期间都 会发现一次盐水质量不稳定，盐水预处理效果不太理 想。 经分析认为，由于停车时间过长，（下转第 13 页）
第3期
夏 鹰：高温季节碱浓缩高效运行的对策
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加，则需改变泵的型号，增加泵的抽力，而碱对泵的
3.3.3 改进后的经济效益
腐蚀程度将减小，可以降低泵的材质要求，由贵重镍
表1 原一次盐水指标
项目 NaCl 质量浓度/（g·L-1） pH 值 Ca2++Mg2+质 量 浓 度 / （mg·L-1） Na2SO4 质量浓度/（g·L-1） 透 明 度 /m
质量指标 310～315
7～8 <6 <5 >1.2
1.3 装置运行概况 该装置工艺流程成熟，原理简单，操作方便，具
较高值，待 1 号预热器内空气抽尽之后，关闭一效产
应控制在 50.0%~50.2%。 当达 51%时 ，则 增 加 碱 损
品泵与二效汽液分离器之间的连管阀， 再慢慢降低
失 1%，汽耗增加 0.04 t。 若按全年 5 万t负荷，碱损
到正常位置，系统液位平稳之后开启蒸汽阀门，慢慢
失 0.5%计，则损失碱 250 t（折 100%），且 增 加 汽 耗
现用的凯膜过滤技术采用特殊拉伸工艺，制造外 壁孔小、内壁孔大的多孔膜，经表面处理后，使膜由疏 水性变为亲水性，用于特殊液体的过滤，过滤时液体 中的悬浮物被全部截留在凯膜的表面，滤液通过膜孔 自中空的管式膜中部排出，由于膜具有极佳的不粘性 和非常小的摩擦系数，同时因为膜孔细小没有颗粒深 入膜内部，从而保证了液体的最大通量，滤饼完全脱 离膜表面，有效地收集了液体中的固体颗粒。 2.2 凯膜过滤盐水工艺的特点
4.4 严格控制产品浓度，减少碱损失
物料打循环前，先开启一效产品泵与二效汽液分离
严格控制产品浓度。对系统的经济效益很重要。
器之间的连通阀，利用二效真空高于一效真空的原
浓度过高将增加系统的碱损失，也增加了系统的水、
理，抽尽 1 号预热器内的空气，且一效液位先设定在
电、汽消耗及对系统的腐蚀。产品中 NaOH 质量分数
方案 1：1 号预热器位置不变，为消除泵的气缚
5.0~6.0 t ／ h， 故系统打循环时一律停汽，停循环水。 （2）加 强 保 温 ，减 少 热 量 损 失 对 节 能 降 耗 很 重
要。一效、二效蒸发器露天放置，没有保温，热量损失
现象， 将 1 号预热器出口段与二效汽液分离器之间
很大。 夏季实地测量，每小时散热 7.344×105 kJ，多耗
（2） 采 用 预 处 理 器 和 凯 膜 过 滤 器 分 离 盐 水 中 的 悬浮物，即可得到精制盐水。
（3） 采 用 预 处 理 器 消 除 了 原 盐 质 量 及 操 作 的 波 动对后续工序精制的影响。
（4） 凯 膜 盐 水 精 制 工 艺 盐 水 质 量 比 传 统 工 艺 有 极大的提高。
（1） 由 于 处 理 后 盐 水 中 的 悬 浮 物 质 量 浓 度 能 够 达 1 mg/L 以下，盐水质量可完全满足离子交换树脂 的需求，因此过滤后的盐水质量能够得以保证。
（2）对盐水中的杂质分开处理，先除去盐水中的
镁和有机物，再除去钙，这样不但提高了膜的过滤效 果，又保证了去除杂质的彻底性，有效地消除了传统 工艺钙、镁离子同时沉降分离的弊端。
连通，开车前利用二效真空高于一效真空的原理，抽
蒸汽 0.337 t/h。 保温可以取得很好的经济效益。
尽 1 号预热器内的空气。
4.2 节电措施
方案 2：将 1 号预热器由二楼改放到一楼，与方 案 1 相比要多消耗镍材和一些不锈钢管材， 改造费
循环水电机功率 75 kW,风机功率 25 kW，占系 统总功率的 85%，当系统打循环时，一律停循环水。
宁夏英力特化工股份有限公司于 2006 年 6 月
实施技术改造项目，一期 9 万t/a 离子膜烧碱装置采
用的是凯膜过滤技术（上海）有限公司提供的凯膜过
滤工艺制一次精盐水， 自该盐水系统运行一年多以
来，各项指标基本都在控制范围内，并取得了良好的
效果。
1 原一次盐水精制工艺概况
1.1 工艺过程
来自蒸发装置的回收盐水同一次盐水的洗泥水
改进后，可以实现长周期运行，1 个机封可使用
材质改为较便宜的不锈钢材质，降低投资。 1 台镍泵
1 a，全年可节约维修材料费 2 万 元 ，多 开 车 200 h，
20 万元，同型号的不锈钢泵只 0.20~0.30 万元，节约
多产 100%碱 1 250 t，创效益 125 万元。
投资 19.70~19.80 万元。
4 节能措施
3.3.1 改进方案
来自百度文库
4.1 节汽措施
出一效汽液分离器的碱直接进 1 号预热器， 1号预热器出口与一效产品泵的进口段相连，一效产
（1）当在汽压 250 kPa 以下系统打循环时，汽耗 最 高 ；汽 压 在 230 kPa 以 下 时,无 产 出 ，而 汽 耗 高 达
品泵的出口段与产品冷却器的进口相连，可以有 2 个改进方案。
加大系统负荷和蒸汽流量。
2 000 t。
方案 2：与原来的操作方法一样。
收 稿 日 期 ：2008-10-14
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（上接第 7 页）预处理器中盐水温度下降过低，经化
4.3 凯膜过滤器的运行
盐系统再次运行后由于温差过大， 致使预处理器返
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2009 年 3 月
中国氯碱 China Chlor－Alkali
No．3 Mar．,2009
一次盐水精制工艺的发展
刘小刚 （宁夏英力特化工股份有限公司氯碱分公司，宁夏 石嘴山 753202）
摘 要：介绍了传统的一次盐水精制工艺及凯膜过滤技术的工艺流程、盐水质量及运行情况。 通过对
2 种生产工艺的比较，指出了凯膜技术的优越性。
NaCl 化盐水
NaOH、Na2CO3
聚丙烯酸钠
化盐桶
反应桶
道尔澄清桶
砂滤器
精盐水储槽
盐泥去3层洗泥桶
板框压滤 清液 配水槽
图 1 原一次盐水精制工艺流程示意图
1.2 精制后盐水的质量 隔膜法制碱相对于离子膜法电解对盐水的质量
虽然要求不是很高， 但也会对其中一些指标有一定 的限定值，该公司达到的盐水质量指标见表 1。
用有所增加，但可以降低产品泵进口段的阻力，操作
4.3 节水措施
也比较简单。
砂滤器自动反洗改为手动反洗。 每周一次手动
3.3.2 改变操作方法
反 洗 ，每 月 最 少 可 以 节 水 1 000 m3。 控 制 循 环 水 水
方案 1：由于泵的位置改变，操作方法也要改
位，防止溢流跑水。
变。开车前，先启动真空泵，系统负荷设定较低，系统
（3） 操 作 简 单 ， 自 动 化 程 度 高 ， 大 大 降 低 了 操 作 人员的工作量，减少了人为因素的影响。
（4）降低了对原盐质量的要求，拓宽了选盐的范 围，给原料采购提供了方便。
（5） 工 艺 流 程 短 ， 占 地 面 积 小 ， 对 于 老 厂 改 造 和 扩建项目的实施比较方便。
一并进入配水槽，除去 SO24-后，再送入化盐桶进行化
盐操作， 粗盐水自化盐桶溢流后， 经折流槽加入
NaOH、Na2CO3 后进入反应桶，在反应桶出口加入助
沉剂聚丙烯酸钠，溢流进入道尔澄清桶，上清液经砂
滤器过滤后，进入精盐水储槽供电解使用。盐泥水经
板框压滤处理后回收盐水返回配水槽循环使用。
工艺流程示意图见图 1。
温度的恒定，有效地解决了预处理器的不正常现象。
而堵塞膜的微孔。 对一次精制盐水进行了取样分
4.2 原盐质量的影响
析，发现钙离子微量超标，经对生产环节检查，确定
该公司使用的原盐由青海数家的盐业公司提
（5） 凯 膜 盐 水 精 制 工 艺 比 原 工 艺 自 动 化 程 度 高 且运行稳定。
（6）凯膜工艺流程短、占地小。
4 凯膜工艺的装置运行情况
在采用凯膜工艺处理精制盐水后， 一次精盐水 质量得到了进一步的提高， 稳定了离子膜电解对一 次盐水质量的要求，确保了装置正常连续运行。 4.1 盐水预处理返浑
关键词：盐水精制；工艺；凯膜过滤；应用
中图分类号：TQ114.26
文献标识码：B
文章编号：1009－1785(2009)03－0006-02
Development of refining process of primary birne
LIU Xiao-gang (Chlor-alkali Branch of Ningxia Yinglite Chemical and Industry Co., Ltd., Shizuishan 53202, China) Abstract: The traditional process of refining of primary brine and the process flow of HVM membrane, and brine quality and its operation status were introduced. After the comparison of two process, the advantages of HVM membrane were put forward. Key words: refining brine; process; HVM membrane filtration; application
0 0 0 0 0 0
pH 值 —
11.35 11.27 11.80 11.60 10.80 11.40
注 ：ρ（Ca2++Mg2+）采 用 化 学 试 剂 法 分 析 而 得 ，当ρ（Ca2++Mg2+）≤1 mg/L时，无法检测（ND）所有数据为当月平均值。
3 凯膜盐水精制工艺与原工艺的比较
（1）两者都是用工业盐作为原料，传统工艺采用 氯化钡—烧碱—纯碱法， 凯膜工艺采用次氯酸钠— 氯化钡—纯碱—烧碱—铁盐法，除去钙、镁、硫酸根 离子和天然有机物杂质。
有维修费用低等特点，由于隔膜法电解对盐水质量 要求不是很高，因此，该工艺当时还有一定的生存 空间， 各项生产任务及消耗指标都能够按要求完 成。 但是该传统工艺一旦某个环节出现问题维修处 理起来比较繁琐，同时设备在长期的运行中由于种 种原因制约着盐水质量的进一步提高，造成盐水质 量不稳定，从而影响电解各项生产控制技术指标的
凯膜过滤器过滤压力一般控制在 0.02~0.03 MPa
浑，直接影响杂质离子沉降，是造成一次盐水质量不
之间，一次盐水工序在其他因素未改变情况下凯膜
合格的主要原因。 为此，在电解停车时间较长时，一
过滤器频繁超压停止运行，对正常生产造成了一定
次盐水进行系统内循环， 这样就保证了系统中盐水
的影响，初步分析结果是有结晶体直接进入膜表面
（6）处理后的精盐水质量高且稳定，液固分离一 次完成，无需其他附属设备，运行费用较低。 2.3 盐水精制工艺流程
针对该公司原盐质量不稳定等特性采用如下流 程进行盐水精制，见图 2。
化盐水 化盐池
NaClO、NaOH 压缩空气 FeCl3
Na2CO3
前反应池 加压溶气罐
预处理器
后反应槽
精盐水储罐 图 2 凯膜过滤精制工艺流程示意图