一次盐水精制工艺

开题报告1.选题意义。2.国内外研究现状。3.主要研究内容。4.技术方法。2氯碱工艺生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的那一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2-等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率槽电压升高、膜寿命缩短,严重时会造成停车。精盐水的质量直接关系后序工段的安全、稳定、高效运行,，并对阳极寿命产生影响。因此，精盐水的质量直接关系后序工段的安全、稳定、高效运行,，并对阳极寿命产生影响。盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。◎盐水精制是将盐水中的有害物质通过特定工艺技术除掉，以达到离子膜电解槽的使用要求。去除这些离子的技术有很多，近年来采用膜法处理盐水过滤和SO42-去除技术提高了氯碱企业的整体技术装置水平，也为高电流密度电解槽的应用打下了良好的基础。20世纪90年代中国引进离子膜法烧碱生产技术后，一次盐水精制工艺广泛采用“道儿澄清桶+沙滤+预涂过滤”法。到90年代末期，随着膜法盐水精制过滤技术在氯碱行业的应用，“浮上澄清+有机聚合物膜”过滤技术得到了迅速发展，一次盐水质量大幅度提高，有机膜法盐水精制对离子膜制碱技术在中国的大规模应用有着不可磨灭的贡献。◎①无机离子的去除②有机物的去除③机械杂质的去除ⅴ无机膜陶瓷是采用高纯净无机陶瓷材料经特殊工艺，采用高技术手段烧结而成的非对称膜，呈管状及多通道状。盐水经一步精制反应，充分反应的粗盐水进入陶瓷膜盐水过滤器，采用高效的“错流”过滤方式去除精制反应后的全部悬浮粒子，保证精制盐水中的w(SS)在5×10-7以下，直接送离子膜电解槽二次盐水精制。ⅶ①陶瓷膜法盐水处理a.进液盐水中的悬浮物大于500mg/L，出液精盐水SS小于1mg/L，直接进入离子交换树脂塔。B.前反应桶中加入NaClO消解原盐水带入的有机物，NaOH与Mg2+反应生成Mg(OH)2。反应后盐水经溶气加入FeCl3进入预处理器。C.溶气后的盐水在预处理器中经减压后释放出细小汽泡，此时FeCl3生成有絮凝作用的Fe(OH)3可以捕捉汽泡、Mg(OH)2及有机物等轻质物质形成泡沫上浮于预处理器表层，盐水中重质的杂质沉入预处理器底部，上下部定时排泥。处理后的盐水进入后反应桶。D.在后反应桶中加入Na2CO3与Ca2+生成CaCO3，此时盐水中的钙镁比远大于10，进入膜过滤器后CaCO3与剩余的Mg(OH)2及Fe(OH)3被阻隔在膜表面，当滤饼达到一定量后过滤器提供轻微的负压反冲，由于光滑的膜表面具有不粘性，滤饼完全脱离，最终自过滤器底部排出。精盐水通过膜自过滤器上部排出至精盐水罐。②凯膜过滤技术课题研究的方案设计盐水精制基本都是经过化盐、精制、澄清、过滤、重饱和及预热、中和、盐泥洗涤处理等过程，制的纯净的精制盐水供隔膜电解槽使用。现以采用道儿型澄清桶和重力式沙滤器的盐水精制工艺流程为例，概述如下。①钙的去除，Ca2+一般是以硫酸钙或氯化钙的形式存在于粗盐水中。精制时，向粗盐水盐水中加入碳酸钠溶液，使盐水中的Ca2+生成不溶性的碳酸钙沉淀。②镁和铁的去除，镁和铁通常以氯化物的形式存在于粗盐水中，加入烧碱溶液即生成不溶性的氢氧化镁和氢氧化铁。③硫酸根的去除，包括钙盐法和钡盐法。④钙盐法根据蒸发工序回收盐水的SO42-含量，加入含30%——35%的CaCl2水溶液,而生成石膏沉淀。方法、手段⑤钡盐法盐水中的SO42-与BaCl2或BaCO3反应生成BaSO4沉淀而除去。⑥铵的去除,精制盐水在用盐酸中和之前,即pH9时，加入次氯酸钠水溶液，使盐水中的铵盐物质转变为易挥发的单氯胺NH4Cl,在用压缩空气吹除,控制盐水中含有的有效氯,就能使盐水中的NH31×10-6。⑦有机杂质的去除，通过加入次氯酸钠将有机物氧化分解为二氧化碳和水来去除。技术路线、可行性论证盐水的澄清带有悬浮物的混浊盐水必须在分离出沉淀颗粒后才能得到清澈的精制盐水。对盐水而言，对于悬浮的沉淀则是沉降。分离悬浮颗粒的方法有重力沉降法和浮上沉降法①重力沉降法沉淀颗粒在重力的作用下，克服盐水的浮力和曳力而向下运动，并置换相当容积的液体，然后在容器的底部聚集成为浓缩的泥浆。②浮上澄清法浮上澄清法是在加压下将空气溶解在带有悬浮物的粗盐水中，然后突然减压，溶解的空气在形成微小的气泡释出，并在凝聚剂的作用下，附聚在沉淀的颗粒上，因而比重大大低于盐水，其在盐水中的浮力大于沉淀颗粒本身的重力和盐水的重力，于是以一定的速度向上浮起，并从澄清桶的上部排出。少量比重较大的沙粒则澄积于桶底，定时排出。③清盐水的过滤从澄清桶溢流出来的精制，有时仍有少量细微的悬浮物，需要经过滤砂进一步净化。常用的盐水过滤器有虹吸式和重力式两种。虹吸式过滤器具有无人操作，节省动力和投资少等优点，应用较为普遍。④精盐水的重饱和与预热氯在盐水中的溶解度随着盐水中NaCl浓度的增加或温度的升高而减少。盐水的电导值刚好相反，即随着盐水中的NaCl浓度的增加或温度的升高而增加。为了减少氯的损失，抑制相应的不良反应，并提高盐水的电导值，降低槽电压，长将精盐水通过精制的固体盐层，如烧碱蒸发所得的回收盐或真空精制盐，使盐水中NaCl的浓度重新达到饱和，并经过换热设备将精盐水加热到80℃左右。⑤精盐水的中和盐水精制时为了反应完全，使不溶解的沉淀析出，而加入过量碱。精盐水中的过量碱在电解过程中会产生下列一些不良的副反应。因而为了提高电流效率，抑制有害的副反应，往往用盐酸中和精制盐水中的过量碱，调整pH值为7——8，甚至采用pH为4——6的酸性盐水。盐泥的洗涤、过滤和利用从澄清同底部排出的盐泥约含有原盐300g/L，每吨100%的NaOH约排出泥浆0.3——0.9m3。为了降低原盐消耗定额，避免盐泥浆中的NaCl外流污染环境，一般采用多层洗泥桶或自动板框压滤机回收原盐，并将废弃的盐泥加以利用。主要进度安排：第一阶段了解项目背景，查阅氯碱工艺的相关文献，熟悉氯碱工艺的生产流程，及发展前景。第二阶段在指导老师指导下完成开题报考和文献综述。第三阶段开始对一次盐水工艺进行设计。第四阶段明确各个工段的要求、处理方法、及意义。达到预计的目标，进行论文撰写第五阶段完成论文，并且对论文进行修改。第六阶段论文定稿,打印,并对论文进行答辩。参考文献：1王静、胡久平主编·烧碱与聚氯乙烯生产技术北京：中国石化出版社，2012.12程殿彬·离子膜制碱生产技术【M】北京：化学工业出版社，19983云南化工厂·离子膜法烧碱工艺技术规程云南化工厂出版社20004氯碱工艺学化学工业出版社1990——528页5中国氯碱工业协会组织写，程殿彬编·离子膜法制碱生产技术化学工业出版社2010-10-01