專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙膜法鹽水精制的工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供ー種雙膜法鹽水精制的エ藝及其設(shè)備，特別涉及鹽水脫硝和其它有機(jī)物的脫除エ藝及其所使用的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)氯堿生產(chǎn)技術(shù)主要有離子膜法和隔膜法兩種。對(duì)于隔膜法制堿エ藝而言，其成品堿能帶走相當(dāng)部分的硫酸根，因此，在該エ藝生產(chǎn)過(guò)程中，硫酸根的積累問(wèn) 題幾乎不存在，因而也就不必再考慮去除料液中的硫酸根。而對(duì)于離子膜法制堿エ藝來(lái)說(shuō)，一方面鹽水中的鈣鎂離子在電解過(guò)程中會(huì)與陽(yáng)極上的OH-反應(yīng)，形成不溶物沉積在離子膜上，造成離子膜物理性質(zhì)的破壞，導(dǎo)致離子膜電流效率的降低、電耗增加、產(chǎn)品質(zhì)量下降。另一方面硫酸根在電解過(guò)程中無(wú)法透過(guò)離子膜進(jìn)入燒堿系統(tǒng)，硫酸根在鹽水系統(tǒng)中積累。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，為了消除鹽水系統(tǒng)中游離氯對(duì)裝置的危害，在其系統(tǒng)中又多處加入了亞硫酸鈉，亞硫酸根被氧化后以硫酸根的形式同樣積累于鹽水系統(tǒng)中，當(dāng)這些積累在鹽水系統(tǒng)中的硫酸根的濃度超過(guò)一定值后，在電解過(guò)程中會(huì)在陽(yáng)極放電，消耗了電能的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生游離態(tài)的氧并對(duì)陽(yáng)極產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞。所以，必須去除這些系統(tǒng)中積累的硫酸根及其它鈣鎂離子等雜質(zhì)，以滿(mǎn)足離子膜法制堿エ藝的需求。國(guó)內(nèi)氯堿生產(chǎn)企業(yè)目前主要采用以下三種鹽水精制エ藝。HVM 管式膜鹽水精制エ藝針對(duì)中國(guó)原鹽質(zhì)量差，高鎂、高Ν0Μ(天然有機(jī)物)、高水不溶物及エ藝操作不穩(wěn)定等特性，其エ藝流程參見(jiàn)附圖I :來(lái)自電解的淡鹽水和板框壓濾機(jī)的濾液在折流槽中與氯化鋇溶液混合反應(yīng)后流入澄清桶澄清去除硫酸鋇，澄清后的淡鹽水流入化鹽桶，硫酸鋇鹽泥排入渣池?；}桶溶解原鹽后得到飽和粗鹽水，化鹽桶出來(lái)的粗鹽水分別加入精制劑氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液，在前反應(yīng)槽內(nèi)粗鹽水中的鎂離子與精制劑氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂，菌藻類(lèi)、腐殖酸等有機(jī)物則被次氯酸鈉氧化分解成為小分子有機(jī)物。用加壓泵將前反應(yīng)槽反應(yīng)好的粗鹽水送至氣水混合器中與空氣混合，進(jìn)入加壓溶氣罐溶氣，再進(jìn)入預(yù)處理器，減壓后在預(yù)處理器進(jìn)ロ加FeCl3溶液。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鹽水進(jìn)入后反應(yīng)槽，同時(shí)再加入碳酸鈉溶液，鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鈣作為HVM 膜過(guò)濾的助濾劑；充分反應(yīng)后的鹽水自流進(jìn)入中間槽，并由過(guò)濾器給料泵送入HVM ·濾器過(guò)濾。過(guò)濾后鹽水加入亞硫酸鈉溶液除去鹽水中的游離氯后進(jìn)入一次精制鹽水貯槽。預(yù)處理器及過(guò)濾器的濾渣則排入鹽泥池。該エ藝采用次氯酸鈉-氯化鋇-純堿-燒堿-鐵鹽法精制鹽水，除去鈣、鎂、硫酸根離子和天然有機(jī)物雜質(zhì)，延長(zhǎng)了樹(shù)脂塔和離子膜的壽命。同時(shí)采用預(yù)處理器和HVM 膜過(guò)濾器分離出鹽水中的懸浮物，即可得到精制鹽水，消除了原鹽對(duì)后續(xù)精制的影響。該エ藝存在問(wèn)題(1)采用氯化鋇去除硫酸根，氯化鋇價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本較高，且有毒有害，管理困難，而產(chǎn)生的硫酸鋇沉淀不易處理，往往造成二次污染的問(wèn)題；(2)HVM 管式膜是由新加坡凱發(fā)公司制造的一種全四氟こ烯整體管式膜，雖彌補(bǔ)了現(xiàn)有PTEE膜/PP復(fù)合管膜的缺陷，提高了膜的強(qiáng)度，但仍采用終端過(guò)濾的方式，存在通量衰減迅速的缺點(diǎn)。
凱膜CIM鹽水精制エ藝流程為參見(jiàn)附圖2 電解エ段脫氯后的部分淡鹽水直接送至膜法除硝裝置。首先通過(guò)調(diào)節(jié)閥組加入高純鹽酸調(diào)節(jié)PH值至6. O 7. O，然后進(jìn)入I級(jí)淡鹽水冷卻器用循環(huán)水冷 至50°C左右，再通過(guò)調(diào)節(jié)閥組加入亞硫酸鈉溶液，調(diào)節(jié)ORP至50mV左右，進(jìn)入II級(jí)淡鹽水冷卻器用循環(huán)水冷至30°C左右，送入原料鹽水槽。經(jīng)過(guò)預(yù)處理合格的鹽水由原料鹽水輸送泵計(jì)量后送入保安過(guò)濾器，把可能對(duì)膜有損害的較大顆粒固體懸浮物截留，鹽水通過(guò)高壓泵加壓至I. 6MPa左右，送入循環(huán)泵穩(wěn)壓至2. 4MPa左右后進(jìn)入膜組件。該エ藝的特點(diǎn)(I)不需要投加除硝藥劑，無(wú)毒無(wú)害，無(wú)廢液排放；(2)CIM專(zhuān)業(yè)膜単位體積內(nèi)有效膜面積大，鹽水在膜表面流動(dòng)狀態(tài)好，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。由于該エ藝僅采用CIM膜進(jìn)行鹽水脫硝處理，因此存在以下問(wèn)題(I)整個(gè)エ藝沒(méi)有考慮對(duì)Ca2+、Mg2+、SS的去除，因此對(duì)鹽水水質(zhì)有較高要求；(2)預(yù)處理工藝繁瑣、不完善，膜容易堵塞，且運(yùn)行成本尚。陶瓷膜過(guò)濾鹽水精制エ藝(申請(qǐng)?zhí)?00610038868. 6)流程參見(jiàn)附圖3 :經(jīng)過(guò)精制處理的鹽水及蒸發(fā)エ段來(lái)的富含雜質(zhì)的鹽水進(jìn)入化鹽水貯槽，經(jīng)化鹽水泵進(jìn)入化鹽桶，化鹽水溶解原鹽后成為飽和粗鹽水，從化鹽水上部溢出至反應(yīng)槽。計(jì)量加入精制劑氫氧化鈉、碳酸鈉與氯化鋇同鹽水中的雜質(zhì)離子反應(yīng)生成氫氧化鎂膠體、碳酸鈣和硫酸鋇固體物質(zhì)。加入凝助劑與氧化劑進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)吸附與共沉淀作用除去氫氧化鎂膠體及其部分固體顆粒。鹽水經(jīng)泵進(jìn)入無(wú)機(jī)陶瓷膜錯(cuò)流過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，透過(guò)陶瓷膜的滲濾液進(jìn)入離子交換樹(shù)脂，經(jīng)處理后獲得精制鹽水，未透過(guò)膜的富含雜質(zhì)的鹽水返回預(yù)處理。該エ藝雖采用特殊結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)膜錯(cuò)流過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)固液分離，降低膜污染，提高了膜通量，但仍存在以下問(wèn)題(1)采用氯化鋇脫除硫酸根，加入的氯化鋇有毒、管理困難，且價(jià)格昂貴，成本較高；(2)產(chǎn)生大量的難處理硫酸鋇沉淀，造成后處理的困難；(3)鋇離子的存在形成二次污染，膜污染的危險(xiǎn)增加；(4)系統(tǒng)預(yù)處理中沒(méi)有設(shè)置脫銨裝置，給氯堿安全生產(chǎn)造成了一定的威脅；
(5)陶瓷膜能耗大，投資成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種新穎的雙膜法鹽水精制エ藝及其所用的設(shè)備，該エ藝采用特有的氣提管式膜進(jìn)行超濾除去鹽水中的懸浮物、沉淀及膠體物質(zhì)，再由多級(jí)納濾實(shí)現(xiàn)脫硝處通，滿(mǎn)足鹽水精制的需求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明所述的雙膜法鹽水精制エ藝的エ藝流程為待處理鹽水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入過(guò)濾程序得到高硝水和精制鹽水；預(yù)處理是指待處理鹽水依次經(jīng)除鈣、鎂離子程序，除銨程序，還原程序及PH調(diào)節(jié)程序；過(guò)濾程序是經(jīng)預(yù)處理后的鹽水泵入氣提管式膜組件進(jìn)行超濾，從而將鹽水中的有機(jī)物雜質(zhì)、懸浮物質(zhì)及部分沉淀物截留，透過(guò)管式膜的鹽水經(jīng)過(guò)高壓泵提升壓カ后直接進(jìn)入納濾膜組件進(jìn)行納濾，未透過(guò)管式膜的鹽水則返回除鈣、鎂離子程序；在高壓狀態(tài)下，硫酸根離子被納濾膜截留下來(lái)得到高硝水，氯離子和鈉離子順利通過(guò)納濾膜得到精制鹽水氣提管式膜組件是利用壓縮空氣將進(jìn)入膜組件內(nèi)的混合液的膜面流速升至O. 25 I米/秒，實(shí)現(xiàn)膜管內(nèi)部以氣提為主要推動(dòng)カ的液體循環(huán)，其電耗可降至O. I O. 4度電/噸水，與一般的利用泵使膜管內(nèi)的液體循環(huán)流動(dòng)的管式膜設(shè)備相比，氣提管式膜的電耗僅相當(dāng)于傳統(tǒng)管式膜的十分之一。這ー氣提管式膜技術(shù)即可保證管式膜內(nèi)部的壓力，又能保證通過(guò)氣提效應(yīng)實(shí)現(xiàn)在膜表面的有效摩擦，在降低能耗的同吋，極大減小膜表面濃差極化現(xiàn)象，顯著提高膜通量，減少膜污染和延長(zhǎng)膜清洗周期。除鈣、鎂離子程序是指將待處理鹽水直接泵入反應(yīng)桶，在反應(yīng)桶內(nèi)計(jì)量加入碳酸鈉和氫氧化鈉，分別與鹽水中的鈣、鎂離子反應(yīng)生成碳酸鈣固體顆粒物質(zhì)和氫氧化鎂膠體；投加絮凝劑，充分?jǐn)嚢?，通過(guò)吸附與共沉淀作用使碳酸鈣固體顆粒物質(zhì)和氫氧化鎂膠體絮凝沉淀；經(jīng)板框壓濾或懸液分離排出沉淀物；絮凝劑選自聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁和/或聚合氯化鐵。Ca2++C032+ = CaCO3 I
Mg2++20r = Mg (OH) 2 I碳酸鈉的加入量為與待處理鹽水中的鈣離子反應(yīng)后過(guò)量O. 3 O. 5g/L，氫氧化鈉的加入量為與待處理鹽水中的鎂離子反應(yīng)后過(guò)量O. I O. 3g/L。除銨程序是指在經(jīng)絮凝沉淀后的鹽水中加入氧化劑；銨類(lèi)物質(zhì)經(jīng)氧化生成可揮發(fā)性的銨鹽NH2Cl或NHCl2，通過(guò)氨吹除塔脫除鹽水中的銨；氧化劑選自次氯酸鈉、雙氧水和/或漂白粉；氧化劑的加入量應(yīng)保證反應(yīng)結(jié)束后鹽水中的次氯酸根的含量為5 20ppm,銨含量ちlppm。還原程序是指在脫銨后的鹽水中加入亞硫酸氫鈉還原鹽水中的游離氯，使鹽水的氧化還原電位為O ;pH調(diào)節(jié)程序是指加入鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的pH,使其pH范圍在6 9。氣提管式膜組件的結(jié)構(gòu)為殼體包圍多根管式膜元件，上端蓋倒扣于膜元件頂部，上澆鑄層將每根膜元件頂部的側(cè)面封裝在一起，其邊緣與殼體相連，上端蓋與上澆鑄層之間為上汲液腔，卡箍連接上端蓋和殼體；下端蓋ロ朝上置于膜元件底部，下澆鑄層將每根膜元件底部的側(cè)面封裝在一起，其邊緣與殼體相連，下端蓋與下澆鑄層之間為下汲液腔，卡箍連接下端蓋和殼體；每根管式膜元件的管腔與上下兩個(gè)汲液腔相連通；上汲液腔頂部設(shè)有至少ー個(gè)液體回流通道，下汲液腔中部設(shè)有ー個(gè)進(jìn)水口及一個(gè)進(jìn)氣ロ，鼓氣裝置置于下汲液腔內(nèi)通過(guò)進(jìn)氣ロ與外部的鼓風(fēng)機(jī)相連，殼體中部設(shè)有ー個(gè)出水ロ連接抽吸泵。氣提管式膜組件的管式膜的內(nèi)徑為5 25mm、長(zhǎng)O. 3 6m ;膜材料選自聚偏氟こ烯、聚丙烯睛、聚醚砜或聚砜；膜材料在玻璃纖維合成紙、無(wú)紡布、塑料或不銹鋼等支撐體內(nèi)側(cè)流延成型，得到膜元件；。氣提管式膜組件的抽吸泵選自轉(zhuǎn)子泵、隔膜泵或螺桿泵，真空度為O. 01 O. IMPa0納濾組件的納濾膜孔徑lnm，截留分子量在50 lOOODalton，操作壓カI(xiàn). O 7. OMPa。本發(fā)明中提到的待處理鹽水的氯化鈉初始濃度范圍為200 305g/L。待處理鹽水選自井礦采出的原鹵、離子膜電解槽出來(lái)的淡鹽水、原鹽化鹽水。本發(fā)明エ藝中采用多級(jí)納濾進(jìn)行脫硝處理，利用膜的選擇性，將硫酸根進(jìn)行截留，經(jīng)納濾處理后的精制鹽水中硫酸根含量< 4g/L，高硝水中硫酸根含量> 20g/L。其中，透過(guò)膜的精制鹽水送至鹽水エ序，部分高硝水進(jìn)入膜過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，另一部分高硝水連續(xù)進(jìn)入后道系統(tǒng)。高硝水可有2種處理方式，ー是經(jīng)冷凍提硝，高硝水經(jīng)冷卻至一定溫度后，硫酸鈉以晶體形式析出，然后經(jīng)固液分離，液體返回鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)，含7個(gè)結(jié)晶水的硫酸鈉經(jīng)離心甩干，干燥后變成十水芒硝，包裝后外售；另ー種方法是將高硝水進(jìn)行熱法提硝，結(jié)果是形成2種固體，一是高純度的氯化鈉，另ー是高純度的無(wú)水芒硝，兩種產(chǎn)品均可作為成品出售。有益效果相比HVM 管式膜鹽水精制エ藝和陶瓷膜過(guò)濾鹽水精制エ藝，本發(fā)明采用膜法除硝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋇法除硝エ藝，避免采用價(jià)格昂貴、有毒性的氯化鋇造成二次污染，有效降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。相比凱膜CM鹽水精制エ藝，本發(fā)明優(yōu)化了鹽水處理工藝，對(duì)原料鹽水中的鈣、鎂離子進(jìn)行浄化處理，采用氣提管式膜組件進(jìn)行超濾去除其它有機(jī)物、懸浮物質(zhì)及少量沉淀物，對(duì)進(jìn)入納濾膜組件前的鹽水有嚴(yán)格的控制，提高系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力。本發(fā)明采用氣提管式膜在降低能耗的同吋，極大減小膜表面濃差極化現(xiàn)象，顯著提高膜通量，減少膜污染和延長(zhǎng)膜清洗周期。本發(fā)明エ藝中采用多級(jí)納濾進(jìn)行脫硝處理，利用膜的選擇性，將硫酸根進(jìn)行截留。其中，透過(guò)納濾膜的鹽水即可滿(mǎn)足鹽水精制的要求，而部分高硝水經(jīng)冷凍提硝或者熱法提硝后，形成的產(chǎn)品可作為成品出售，顯現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。采用本發(fā)明エ藝精制鹽水可獲得鈣、鎂離子總含量小于3mg/L，硫酸根含量小于4g/L, SS含量小于lmg/L的鹽水。


圖I為HVM 管式膜鹽水精制エ藝流程圖。圖2為凱膜CIM鹽水精制エ藝流程圖。圖3為陶瓷膜過(guò)濾鹽水精制エ藝流程圖。圖4為本發(fā)明鹽水精制エ藝流程圖。圖5為氣提管式膜組件剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明從井礦采出的原鹵直接泵入反應(yīng)桶，除凈鈣、鎂離子后進(jìn)入除銨程序，再調(diào)節(jié)氧化還原電位和PH值后，上述鹽水經(jīng)泵進(jìn)入氣提管式膜組件進(jìn)行超濾，從而將鹽水中的有機(jī)物雜質(zhì)、懸浮物質(zhì)及部分沉淀物截留，透過(guò)管式膜的鹽水直接進(jìn)入納濾膜組件進(jìn)行納濾，未透過(guò)管式膜的鹽水則返回除鈣、鎂程序。氣提管式膜滲透鹽水經(jīng)過(guò)高壓泵提升壓カ后，進(jìn)入納 濾膜組件。在高壓狀態(tài)下，大部分硫酸根離子被截留下來(lái)，氯離子和鈉離子順利通過(guò)膜，從而將+1價(jià)的鈉離子和-I價(jià)的氯離子與_2價(jià)的硫酸根分離，得到含有少量硫酸根離子的精制鹽水和含有較多硫酸根離子的高硝水。井礦原鹵的氯化鈉濃度為200g/L，鈣含量O. 54g/L，鎂含量O. 07g/L，硫酸根含量16. 54g/L，懸浮物含量I. 89g/L。在反應(yīng)桶內(nèi)計(jì)量加入碳酸鈉I. 68g/l和氫氧化鈉O. 32g/1，分別與料液中的鈣、鎂離子反應(yīng)生成碳酸鈣固體顆粒物質(zhì)和氫氧化鎂膠體。反應(yīng)結(jié)束后投加聚丙烯酰胺60mg/L，充分?jǐn)嚢?，?jīng)吸附共沉淀作用后進(jìn)入板框壓濾處理，從而除去料液中的鈣、鎂離子。除銨程序中定量加入氧化劑次氯酸鈉50mg/l，氧化系統(tǒng)中的銨類(lèi)物質(zhì)生成可揮發(fā)性的銨鹽NH2Cl或NHCl2，然后通過(guò)氨吹除塔脫除鹽水中的銨。進(jìn)入過(guò)濾程序前，加入亞硫酸氫鈉10mg/l將系統(tǒng)中的游離氯除凈，防止游離氯對(duì)膜系統(tǒng)的損壞。再加入鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的PH，使其pH為7。用ICP(等離子發(fā)射光譜)對(duì)納濾過(guò)濾后的低硝水進(jìn)行測(cè)定，鈣鎂含量總和O. 68mg/L,懸浮物未檢出，硫酸鋇比池法測(cè)定硫酸根含量I. 75g/L,完全符合精制鹽水的要求。前述氣體管式膜組件的結(jié)構(gòu)為殼體(2)包圍多根管式膜元件(I)，上端蓋(14)倒扣于膜元件(I)頂部，上澆鑄層(6)將每根膜元件(I)頂部的側(cè)面封裝在一起，其邊緣與殼體(2)相連，上端蓋(14)與上澆鑄層(6)之間為上汲液腔(3)，卡箍連接上端蓋(14)和殼體⑵；下端蓋(15) ロ朝上置于膜元件⑴底部，下澆鑄層(7)將每根膜元件⑴底部的側(cè)面封裝在一起，其邊緣與殼體⑵相連，下端蓋(15)與下澆鑄層(7)之間為下汲液腔
(4)，卡箍連接下端蓋(15)和殼體(2);每根管式膜元件(I)的管腔與上下兩個(gè)汲液腔相連通；上汲液腔(3)頂部設(shè)有至少ー個(gè)液體回流通道(5)，下汲液腔(4)中部設(shè)有ー個(gè)進(jìn)水口
(11)及一個(gè)進(jìn)氣ロ(12)，鼓氣裝置⑶置于下汲液腔⑷內(nèi)通過(guò)進(jìn)氣ロ(12)與外部的鼓風(fēng)機(jī)(13)相連，殼體⑵中部設(shè)有ー個(gè)出水ロ(10)連接抽吸泵(9)。氣體管式膜組件在本實(shí)施例中膜面流速O. 5m/s,操作壓カO. 05MPa,膜通量95. 7L/m2 · ho納濾程序的操作壓カ3. 4MPa，循環(huán)流量70L/min，膜通量29. 3L/m2 · h。實(shí)施例2井礦采出的原鹵中鈣含量O. 54g/L，鎂含量O. 07g/L，硫酸根含量16. 54g/L，懸浮物含量I. 89g/L。將此鹽水泵入反應(yīng)桶內(nèi)，除去鈣鎂離子，在所得鹽水中除去銨，除凈鹽水中的游離氯并調(diào)節(jié)鹽水的PH為7。之后經(jīng)泵進(jìn)入氣體管式膜組件進(jìn)行超濾，氣提管式膜滲透鹽水經(jīng)高壓泵提升壓カ后，進(jìn)入納濾組件，最后得到高硝水和精制鹽水。在井礦原鹵中加入碳酸鈉I. 68g/L，氫氧化鈉O. 32g/L進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后投加聚合氯化鐵50mg/L，充分?jǐn)嚢瑁?jīng)吸附共沉淀作用后進(jìn)入板框壓濾處理，從而除去鹽水中的鈣鎂離子。鹽水除銨的程序?yàn)榻?jīng)前述除鈣鎂離子程序后的鹽水加入次氯酸鈉50mg/L，氧化鹽水中的銨類(lèi)物質(zhì)，得到易揮發(fā)的銨鹽，用氨吹除塔去除鹽水中的鹽水中的銨。調(diào)節(jié)鹽水的氧化還原電位和pH是在經(jīng)上述步驟后的鹽水中加入亞硫酸氫鈉10mg/L,再加入鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的pH值。前述氣體管式膜組件的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例I ;其膜面流速O. 5m/s，操作壓カO. 05MPa，膜通量 92. 3L/m2 · h0納濾膜組件操作壓カ3. 4MPa，循環(huán)流量70L/min，膜通量30. 8L/m2 · h。用ICP等離子發(fā)射光譜對(duì)納濾過(guò)濾后的低硝水進(jìn)行測(cè)定，鈣鎂含量總和O. 8mg/L,懸浮物未檢出，硫酸鋇比濁法測(cè)定硫酸根含量I. 8g/L，完全符合精制鹽水的要求。實(shí)施例3 井礦采出的原鹵中鈣含量O. 54g/L，鎂含量O. 07g/L，硫酸根含量16. 54g/L，懸浮物含量I. 89g/L。將此鹽水泵入反應(yīng)桶內(nèi)，除去鈣鎂離子，除去鹽水中的銨，除凈鹽水中的游離氯并調(diào)節(jié)鹽水的PH為7。上述鹽水經(jīng)泵進(jìn)入氣體管式膜組件進(jìn)行超濾，氣提管式膜滲透鹽水經(jīng)高壓泵提升壓カ后，進(jìn)入多級(jí)納濾系統(tǒng)，最后得到高硝水和精制鹽水除去鹽水中的鈣鎂離子的步驟為加入碳酸鈉I. 68g/L，氫氧化鈉O. 32g/L進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后投加聚合氯化鋁50mg/L，充分?jǐn)嚢?，?jīng)吸附共沉淀作用后進(jìn)入板框壓濾處理，從而出去鹽水中的I丐鎂離子。
除銨程序的步驟為在經(jīng)除鈣鎂離子程序后的鹽水中加入雙氧水35mg/L，氧化鹽水中的銨得到易揮發(fā)的銨鹽，用氨吹除塔去除鹽水中的銨。調(diào)節(jié)鹽水的氧化還原電位和pH是在經(jīng)上述步驟后的鹽水中加入亞硫酸氫鈉10mg/L,再加入鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的pH值。前述氣體管式膜組件的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例I采用氣提管式膜組件在實(shí)施例3中，膜面流速O. 5m/s，操作壓カO. 05MPa，膜通量
97.7L/m2 · ho納濾組件的操作壓カ3. 4MPa，循環(huán)流量70L/min，膜通量28. OL/m2 · h。用ICP等離子發(fā)射光譜對(duì)納濾過(guò)濾后的低硝水進(jìn)行測(cè)定，鈣鎂含量總和O. 7mg/L,SS未檢出，硫酸鋇比濁法測(cè)定硫酸根含量I. 5g/L，完全符合精制鹽水的要求。實(shí)施例4井礦采出的原鹵中鈣含量O. 54g/L，鎂含量O. 07g/L，硫酸根含量16. 54g/L，懸浮物含量I. 89g/L。將此鹽水泵入反應(yīng)桶內(nèi)，除去鈣鎂離子，除去鹽水中的銨，除凈鹽水中的游離氯并調(diào)節(jié)鹽水的PH為9。上述鹽水經(jīng)泵進(jìn)入氣體管式膜組件進(jìn)行超濾，氣提管式膜滲透鹽水經(jīng)高壓泵提升壓カ后，進(jìn)入納濾組件，最后得到高硝水和精制鹽水。除去鈣鎂離子的步驟為在井礦原鹵中加入碳酸鈉I. 68g/L，氫氧化鈉O. 32g/L進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和氫氧化鎂膠體，反應(yīng)結(jié)束后投加聚丙烯酰胺60mg/L，充分?jǐn)嚢瑁?jīng)吸附共沉淀作用后進(jìn)入板框壓濾處理，從而去除鹽水中的鈣鎂離子。除銨程序的步驟為在所得澄清液中加入漂白粉50mg/L，氧化鹽水中的銨得到易揮發(fā)的銨鹽，用氨吹除塔去除鹽水中的銨。調(diào)節(jié)鹽水的氧化還原電位和pH是在經(jīng)上述步驟后的鹽水中加入亞硫酸氫鈉10mg/L,再加入鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的pH值。前述氣提管式膜組件的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例I采用氣提管式膜組件在實(shí)施例4中，膜面流速O. 5m/s，操作壓カO. 05MPa，膜通量
98.2L/m2 · ho納濾組件的操作壓カ3. 4MPa，循環(huán)流量70L/min，膜通量31. 5L/m2 · h。用ICP等離子發(fā)射光譜對(duì)納濾過(guò)濾后的低硝水進(jìn)行測(cè)定，鈣鎂含量總和0. 9mg/L,SS未檢出，硫酸鋇比濁法測(cè)定硫酸根含量I. 7g/L，完全符合精制鹽水的要求。
權(quán)利要求
1.一種雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于待處理鹽水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入過(guò)濾程序得到高硝水和精制鹽水；預(yù)處理是指待處理鹽水依次經(jīng)除鈣、鎂離子程序，除銨程序，還原程序及PH調(diào)節(jié)程序；過(guò)濾程序是經(jīng)預(yù)處理后的鹽水泵入氣提管式膜組件進(jìn)行超濾，從而將鹽水中的有機(jī)物雜質(zhì)、懸浮物質(zhì)及部分沉淀物截留，透過(guò)管式膜的鹽水經(jīng)過(guò)高壓泵提升壓力后直接進(jìn)入納濾膜組件進(jìn)行納濾，未透過(guò)管式膜的鹽水則返回除鈣、鎂離子程序；在高壓狀態(tài)下，硫酸根離子被納濾膜截留下來(lái)得到高硝水，氯離子和鈉離子順利通過(guò)納濾膜得到精制鹽水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于所述除鈣、鎂離子程序是指將待處理鹽水直接泵入反應(yīng)桶，在反應(yīng)桶內(nèi)加入碳酸鈉和氫氧化鈉，分別與鹽水中的鈣、鎂離子反應(yīng)生成碳酸鈣固體顆粒物質(zhì)和氫氧化鎂膠體；投加絮凝劑，充分?jǐn)嚢?，通過(guò)吸附與共沉淀作用使碳酸鈣固體顆粒物質(zhì)和氫氧化鎂膠體絮凝沉淀；經(jīng)板框壓濾或懸液分離排出沉淀物；絮凝劑選自聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁和/或聚合氯化鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于所述除鈣、鎂離子程序的碳酸鈉的加入量為與待處理鹽水中的鈣離子反應(yīng)后過(guò)量0. 3 0. 5g/L，氫氧化鈉的加入量為與待處理鹽水中的鎂離子反應(yīng)后過(guò)量0. I 0. 3g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于所述除銨程序是指在經(jīng)除鈣鎂離子程序后的鹽水中加入氧化劑；銨類(lèi)物質(zhì)經(jīng)氧化生成可揮發(fā)性的銨鹽NH2Cl或 NHCl2，通過(guò)氨吹除塔脫除鹽水中的銨；氧化劑選自次氯酸鈉、雙氧水和/或漂白粉；氧化劑的加入量應(yīng)保證反應(yīng)結(jié)束后鹽水中的次氯酸根的含量為5 20ppm,銨含量彡lppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于所述還原程序是指在脫銨后的鹽水中加入亞硫酸氫鈉還原鹽水中的游離氯，使鹽水的氧化還原電位為0 ;pH調(diào)節(jié)程序是指加入鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的PH，使鹽水的pH范圍在6 9。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于所述氣提管式膜組件由殼體(2)和多根管式膜元件(I)構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)為殼體(2)包圍多根管式膜元件(1)，上端蓋(14)倒扣于膜元件⑴頂部，上澆鑄層(6)將每根膜元件⑴頂部的側(cè)面封裝在一起， 其邊緣與殼體⑵相連，上端蓋(14)與上澆鑄層(6)之間為上汲液腔(3)，上端蓋(14)連接殼體(2);下端蓋(15) 口朝上置于膜元件(I)底部，下澆鑄層(7)將每根膜元件(I)底部的側(cè)面封裝在一起，其邊緣與殼體(2)相連，下端蓋(15)與下澆鑄層(7)之間為下汲液腔(4)，下端蓋(15)連接殼體(2);每根管式膜元件(I)的管腔與上下兩個(gè)汲液腔相連通；上汲液腔(3)頂部設(shè)有至少一個(gè)液體回流通道(5)，下汲液腔(4)中部設(shè)有一個(gè)進(jìn)水口(11) 及一個(gè)進(jìn)氣口(12)，鼓氣裝置(8)置于下汲液腔(4)內(nèi)通過(guò)進(jìn)氣口(12)與外部的鼓風(fēng)機(jī) (13)相連，殼體⑵中部設(shè)有一個(gè)出水口(10)連接抽吸泵(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于氣提管式膜組件的管式膜元件的內(nèi)徑為5 25mm、長(zhǎng)0. 3 6m ;膜材料選自聚偏氟乙烯、聚丙烯晴、聚醚砜或聚砜；膜材料在玻璃纖維合成紙、無(wú)紡布、塑料或不銹鋼等支撐體內(nèi)側(cè)流延成型，從而得到管式膜元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于氣提管式膜組件的抽吸泵選自轉(zhuǎn)子泵、隔膜泵或螺桿泵，真空度為0. 01 0. IMPa0
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙膜法鹽水精制工藝，其特征在于納濾組件的納濾膜孔徑lnm，截留 分子量在50 lOOODalton，操作壓力I. 0 7. OMPa0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙膜法鹽水精制的工藝及其設(shè)備。待處理鹽水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入過(guò)濾程序得到高硝水和精制鹽水；預(yù)處理是指待處理鹽水依次經(jīng)除鈣、鎂離子程序，除銨程序，還原程序及pH調(diào)節(jié)程序；過(guò)濾程序是經(jīng)預(yù)處理后的鹽水泵入氣提管式膜組件進(jìn)行超濾，從而將鹽水中的有機(jī)物雜質(zhì)、懸浮物質(zhì)及部分沉淀物截留，透過(guò)管式膜的鹽水經(jīng)過(guò)高壓泵提升壓力后直接進(jìn)入納濾膜組件進(jìn)行納濾，未透過(guò)管式膜的鹽水則返回除鈣、鎂離子程序；在高壓狀態(tài)下，硫酸根離子被納濾膜截留下來(lái)得到高硝水，氯離子和鈉離子順利通過(guò)納濾膜得到精制鹽水。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，能耗低，占地面積小，投資及生產(chǎn)成本少，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，且不會(huì)造成二次污染。
文檔編號(hào)C01D3/14GK102627300SQ20121011865
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者嚴(yán)蘇寧, 云金明, 關(guān)曉琳, 宮維, 尹燕亓, 張勇, 張守軍, 徐衛(wèi)華, 李洋, 王冰, 王懷林, 許云 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)江蘇石油勘探局淮安采輸鹵管理處, 江蘇凱米膜科技股份有限公司