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图 5 HVM TM管式膜过滤盐水精制工艺流程示意 表 2 新、 旧工艺精盐水质量对比
项 目 传统工艺 新 工 艺
Ca2 + 平均值 / (mg/L) Mg2 + 平均值 / (mg/L) SS平均值 / (mg/L)
≈ 018 ≈ 014
≈4 ≈ 01005
≈5
< 1
2. 4 技术特点 HVM 管式膜过滤盐水精制新工艺与传统的
2 HVM 管式膜过滤技术
2. 1 过滤原理 HVM 管 式 膜 过 滤 技 术 为 膜 分 离 技 术 微 滤 (M F )的一种 ,是以静压力差为驱动力 , 利用膜的筛
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时被排出 。盐水循环见图 2。
分作用进行分离的膜过程 。其分离机理与普通过滤 类似 ,但过滤精度较高 。 HVM 膜孔径为 0122 ～015 微米 , 适用于对颗粒大于 015 微米的悬浮物去除 。 T M HVM 管式膜系统采用独特的全聚四氟乙烯管式整
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收稿日期 : 2005 2 11 2 02 作者简介 : 张家杰 ( 1970 2) ,男 ,主要从事技术开发及项目建设工作 ,已发表论文多篇 。 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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精细与专用化学品
第 14 卷第 6 期
表 1 工艺技术指标
下列顺序递增 : NO3 , C l , OH , SO4 , CO3 ; ② 对 于阳 离 子 , 截 留 率 递 增 的 顺 序 为 : H , Na , K , 2+ 2+ 2+ M g , Ca , Cu ; ③一价离子渗透 ,对二价和多价 离子具有较高的截留率 , 二价及多价离子有滞留 ; ④ 截留相对分子质量在 100 ～1000 之间 , 适于分子 尺寸大小为 1nm 的溶解组分 。 2因此 ,纳滤可用于盐水脱除 SO4 ,示意图见图 1 所示 。
+ + +
项 目 游离氯 / ( g/L) 氯化钠 / ( g/L) 硫酸钠 / ( g/L) 温度 / ℃ 压力 / kPa
pH 值
进料盐水
0 210 918 40 ～45 50 ～300 4 ～6
浓缩液
透过盐水
195 100 45 50 ～300 4 ～6
211 < 510 45 50 ～300 4 ～6
图 2 盐水循环示意图
操作温度对膜性能影响较大 , 温度过高可能导 致膜的致密化 ,破坏膜的化学结构 , 改变膜性能 , 因 此必须严格控制温度 。其次 , 游离氯的存在对膜有 损坏 ,可通过 ORP 分析器报警 , 若盐水中游离氯含 量超标 ,将通过连锁装置切断 SRS过滤泵 。
1. 3 工艺技术指标
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图 4 HVM TM膜过滤器结构示意 图 3 HVM TM管式膜过滤技术原理示意图
2. 2 工艺过程 HVM 管式膜过滤盐水精制新工艺主要包含预
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处理和 HVM 膜分离两个过程 。 粗盐水进入前反应槽中 , 加入 NaC lO 溶解饱和 2+ 盐水中带入的有机物 , NaOH 与 M g 反应生成 M g (OH ) 2 。反应后盐水经溶气加入 FeC l3 进入预处理 器 ,投加铁盐 ,使粗盐水中絮状水不溶物及其他小颗 粒状物质絮凝 。 预处理器同时采用气浮及沉降方法使轻质及重 质颗粒分别得以有效去除 。溶气后的盐水在预处理 器中经减压后释放出细小气泡 , 此时 FeC l3 生成有 絮凝 作 用 的 Fe ( OH ) 3 , Fe ( OH ) 3 捕 捉 气 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槽 。 2+ 在后反应 槽 中 加 入 Na2 CO3 与 Ca 生 成 Ca2 CO3 ,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 M g ( 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 ,由于光滑表面的膜表面具有不粘性 ,滤饼 完全脱离膜表面 ,最终自过滤器底部排出 ,精盐水通 T M 过膜自过滤器上部排出进入贮槽 。 HVM 膜过滤器 结构示意见图 4。 经膜过滤后精盐水 SS 含量达 1mg /L 以下 , 可 直接进入螯和树脂塔 。工艺流程见图 5。 2. 3 新、 旧工艺精盐水质量对比 传统工艺与新工艺精制后的盐水质量对比如表 2 所示 。
SO4 的盐水通常在 Na2 SO4 浓度达到 80 ～ 100g /L
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SRS装置只产生浓度为 80 ～100g /L Na2 SO4 的小流
量浓缩液 ,结合冷冻脱硝可实现零排放 。 ( 4 )安装简易 ,预组装完整的 SRS已包括设备 、 管道和仪表 。 ( 5 )优质盐水能延长离子膜的使用寿命 , 拓宽 了选盐范围 。
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Applica tion of M em brane Separa tion Technology in Br in e Ref in in g
ZHAN G J ia 2jie
(Anhui Bayi Chem ical Industry Co. , L td. , B engbu 233000, China) Abstract: The app lication of membrane separation technology in brine refining was briefly introduced, and the Sul2 phate Removal System through membrane filtration and HVM
盐水精制是氯碱生产的第一道工序 , 其主要任 2+ 2+ 2务是去除盐水中的 Ca 、 Mg 、 SO4 、 有机物 、 水不 溶物及其他悬浮物等杂质 , 制成精盐水供烧碱生产 使用 。盐水的质量直接关系到后续工段的安全 、 稳 定、 高效运行 ,也影响着产品质量 。通常氯碱企业采 用化学和物理相结合的方法去除上述杂质 。其主要 2+ 2+ 2过程为一些化学品与盐水中的 Ca 、 Mg 、 SO4 等 发生反应 ,生成沉淀沉降后排出 ,少量没有沉降的部 分和其他悬浮物再利用过滤法去除 。 近几年 ,随着氯碱行业总产能 、 产量的迅猛增 长 ,氯碱生产中盐水精制工艺也获得不断发展 ,一些 新技术越来越多地被应用于盐水精制工艺中 。其中 膜分离技术的采用成为行业技术进步的亮点 , 如加 拿大 CHEM ETICS 公司 SRS ( Sulphate Removal Sys2 2tem )脱除 SO4 技术 、 凯膜过滤技术 (上海 ) 有限公 司 HVM 膜过滤盐水精制技术等 。下面将介绍上

1. 4 技术特点 ( 1 )技术成熟 ,能显著降低操作运行费用 , 可快
速收回投资 。 SRS装置的运行只需要提供进料泵所 需的电力即可 ,通常脱除 1kg Na2 SO4 只需 1 度电 。 ( 2 )系统稳定性好 , 操作 、 维护简单 。 SRS连续 运行 ,处理的是洁净 、 无害的液态流体 。 SRS浓缩液
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“ 道尔澄清桶 +砂滤器 +碳素管过滤器 ” 的传统盐 水精制工艺相比具有如下优点 : ① 工艺简单 , 流程 短 ,盐水中的悬浮物降低至 1m g /L 以下 ; ②过滤精 度高 、 盐水质量稳定 ; ③ 节能降耗 ,处理能力大 ,节约 资金投入及运行成本 ; ④ 操作简单 , 全自动控制 , 省 去了清理澄清桶 、 纤维素预涂过滤器或砂滤器的工 作量 ,大大降低了工人的劳动量 ; ⑤装置占地面积 小 ,对于老厂改造 、 扩建 、 新建项目实施均比较方便 ; ⑥ 降低了对原盐质量要求 ,拓宽了选盐的范围 ,将给 企业带来非常可观的经济回报 ; ⑦ 高质量的盐水 ,可 延长离子膜的使用寿命 。 (下转第 25 页 )

各项工艺技术指标如表 1 所示 。
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2006 年 3 月 21 日
张家杰 : 膜分离技术在盐水精制中的应用
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器冷却使温度控制在 45 ℃ 以内 ,一部分脱氯淡盐水 通过活性炭塔进一步去除残留的游离氯 (游离氯的 存在对膜有损坏 ) , 然后通过防护过滤器去除其中 的悬浮物 。 进料盐水经泵加压后 , 在高压状态下通过 SRS 过滤单元 ,盐水经过相串联的 3 ～6 级膜过滤后被分 成透过和排斥未透过两部分 。透过的溶液被输送到 2一次盐水 ,未被透过的 SO4 被浓缩 ,这部分富集了
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membrane separation technologies in brine refining were
separately detailed. Through analysis of the p rincip le and p rocess of separation, it was considered that the technology had several advantages, such as stability of brine quality, simp licity in operation and maintenance w ith lower costs and signifi2 cant environment benefits . It was worth to be popularized in chloralkali p lants . Key words: membrane; separation technology; brine refining; chloralkali