李向青

（中國(guó)石化集團(tuán)寧波工程有限公司上海公司，上海 200030）

膜分離技術(shù)在鹽水精制工藝中的應(yīng)用

李向青

（中國(guó)石化集團(tuán)寧波工程有限公司上海公司，上海 200030）

介紹了膜分離鹽水精制生產(chǎn)工藝在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，設(shè)備選型及特點(diǎn)。

HVMTM膜過(guò)濾器；分離技術(shù)；鹽水精制

包頭明天科技股份有限公司10萬(wàn)t/a鹽水精制工程項(xiàng)目中采用了膜分離技術(shù)。經(jīng)過(guò)詳細(xì)工程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工以及試車，一次開車成功。

1 膜分離鹽水精制工藝

來(lái)自隔膜電解工序的回收堿鹽水、來(lái)自離子膜電解工序的淡鹽水以及補(bǔ)充的工業(yè)水流入配水槽用于化鹽，用空氣攪拌。部分來(lái)自離子膜電解工序的淡鹽水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配水槽，硫酸鋇鹽泥排入渣池。

從化鹽桶出來(lái)的飽和粗鹽水在流入前反應(yīng)池之前于折流槽內(nèi)按工藝要求，分別加入精制劑次氯酸鈉和燒堿。在前反應(yīng)池內(nèi)，粗鹽水中的鎂離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氫氧化鎂、菌藻類、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。然后，用加壓泵將前反應(yīng)池內(nèi)的粗鹽水送出，在氣水混合器中與空氣混合后進(jìn)入加壓溶氣罐，再進(jìn)入預(yù)處理器，并在預(yù)處理器進(jìn)口文丘里混合器中加FeCl3。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鹽水自流進(jìn)入后反應(yīng)槽，同時(shí)將碳酸鈉加入后反應(yīng)槽底部，鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鈣沉淀。充分反應(yīng)后的鹽水進(jìn)入進(jìn)液緩沖槽，自流進(jìn)入過(guò)濾器，濾清液在折流槽中加入5%亞硫酸鈉溶液除去鹽水中的游離氯后，流入過(guò)濾精鹽水槽，過(guò)濾器截留的濾渣排入渣池。膜運(yùn)行一定時(shí)間后，為了保持較高的過(guò)濾能力和較低的過(guò)濾壓力，需用15%鹽酸進(jìn)行化學(xué)再生。

渣池中的鹽泥漿用鹽泥泵打入板框壓濾機(jī)脫水，濾餅用拖車運(yùn)出界區(qū)，濾液流入濾液槽，再用泵打入配水槽。

傳統(tǒng)鹽水精制工藝流程較長(zhǎng)，且澄清桶龐大、占地多，特別是碳素管過(guò)濾器的碳素管質(zhì)脆容易斷裂，更換頻繁，α-碳素纖維價(jià)格較高，這些因素都使得裝置運(yùn)行費(fèi)用較高。膜分離鹽水精制工藝流程較傳統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，去除了碳素管過(guò)濾器等工藝環(huán)節(jié)，不需大型的澄清桶、砂濾器等設(shè)備，占地面積小，投資少、運(yùn)行費(fèi)用較低。

2 原鹽選擇

該公司常年選用內(nèi)蒙古吉蘭泰鹽業(yè)公司的原鹽，在使用上有一定經(jīng)驗(yàn)。原鹽規(guī)格為：w（NaCl）≥93%；w（Ca2+）≤0.3%；w（Mg2+）≤0.09%；w（SO2-4）≤0.8%；水不溶物≤1.1%；水溶雜質(zhì)≤0.5%。

依據(jù)多年操作經(jīng)驗(yàn)，原鹽成分中Ca2+/Mg2+比例大于2.5，所以，鹽水中形成的碳酸鈣沉淀顆粒很容易被氫氧化鎂絮狀物夾帶沉降下來(lái)，鹽水精制效果很好，對(duì)膜過(guò)濾沒(méi)有特殊影響。

3 主要設(shè)備的選擇

3.1 設(shè)備選型

正常鹽水處理能力120 m3/h，最大鹽水處理能力140 m3/h。

3.1.1 化鹽桶

化鹽水溫度30℃，按設(shè)計(jì)規(guī)模，飽和鹽水流量Q＝112 m3/h，按照化鹽桶的化鹽生產(chǎn)強(qiáng)度q值計(jì)算化鹽桶的直徑 D，取 q 值下限為 8 m3／（m2·h）[1]。

考慮到流態(tài)化作業(yè)，實(shí)際選4500mm×8 500 mm化鹽桶2臺(tái)。

3.1.2 HVM膜過(guò)濾器

過(guò)濾能力為 1.1 m3/（m2·h），則過(guò)濾面積 S=112/1.1=102（m2）。選過(guò)濾面積為100 m2的凱膜過(guò)濾器3臺(tái)（2開 1備）。

3.2 HVM膜過(guò)濾器工藝[2]

膜過(guò)濾設(shè)備如圖1所示。

圖1 HVMTM膜過(guò)濾器

3.2.1 膜過(guò)濾器自流進(jìn)液工藝

生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)HVM膜過(guò)濾壓力低且穩(wěn)定，可以充分利用預(yù)處理器高位，使鹽水自流至過(guò)濾器，省去過(guò)濾進(jìn)液泵組，降低能耗，減少設(shè)備維修量。同時(shí)，保護(hù)了碳酸鈣結(jié)晶顆粒的完整性，有利于在膜過(guò)濾器中形成過(guò)濾性能良好的濾層，使過(guò)濾周期得以延長(zhǎng)。

膜過(guò)濾自流工藝保護(hù)晶種、延長(zhǎng)過(guò)濾周期，過(guò)濾膜承受的過(guò)濾壓力更低，可延長(zhǎng)膜的使用壽命。與泵送工藝比較，自流工藝取消了過(guò)濾器進(jìn)液泵，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi)用，操作方便。

3.2.2 膜過(guò)濾器增設(shè)清液腔純水封

HVM過(guò)濾器為負(fù)壓反沖式過(guò)濾器，該過(guò)濾清液腔呈開放式，便于安裝、維修過(guò)濾膜組件，且非常便于操作人員巡檢。

由于過(guò)濾器清液腔暴露在空氣中，為避免空氣中的顆粒物污染鹽水，也為防止鹽霧污染腐蝕設(shè)備，在精鹽水表面加1層純水液封，利用密度差，鹽水始終在純水下方，再由緩沖罐控制清液腔液位，使液封能長(zhǎng)久地保留，起到阻隔鹽水與空氣的作用，同時(shí)便于觀察操作情況。

3.2.3 預(yù)處理合理化設(shè)計(jì)

溶氣、布水及氣體釋放部分經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)為預(yù)處理器提供最佳狀態(tài)鹽水，使預(yù)處理器效率大大提高。

預(yù)處理器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 預(yù)處理器結(jié)構(gòu)示意圖

在預(yù)處理器內(nèi)的直桶下半部設(shè)計(jì)倒置錐殼組，在預(yù)處理器中心加泥斗，減小了浮泥面積，提高了浮泥濃度，大大減少了排泥時(shí)間，降低了排泥量。清鹽水由桶外均布的外接管溢流到環(huán)形集水槽。預(yù)處理器上排泥部分面積大，排泥時(shí)需抬高液位，排出大量含污泥鹽水，排泥時(shí)間長(zhǎng)，鹽水損失量大。預(yù)處理器內(nèi)防腐采用玻璃鱗片襯里。

4 結(jié)論

膜過(guò)濾精制鹽水工藝的運(yùn)行證明，膜過(guò)濾的成功應(yīng)用使預(yù)處理+微濾膜過(guò)濾的一次鹽水精制工藝得到了進(jìn)一步的發(fā)展，使該工藝更加成熟可靠，值得氯堿廠推廣應(yīng)用。

[1]方 度，蔣蘭蓀，吳正德主編.氯堿工藝學(xué).第一版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990：65-80.

[2]劉茉娥，等.膜分離技術(shù)應(yīng)用手冊(cè).第一版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：1.

Application of membrane separation technology in brine refining

LI Xiang-qing
(Shanghai Branch of Ningbo Engineering Co.,Ltd.,SINOPEC,Shanghai 200030,China)

Application of membrane separation technology in brine refining production,type selection of equipment and characteristics were introduced.

HVMTM membrane filters;separation process;brine refining

TQ114.26+1

B

1009－1785(2010)03－0008-02

2009-10-29