王強(qiáng)，孫占瑞，韓飛

（河北盛華化工有限公司，河北張家口075000）

陶瓷膜鹽水精制技術(shù)的應(yīng)用

王強(qiáng)，孫占瑞，韓飛

（河北盛華化工有限公司，河北張家口075000）

介紹了陶瓷膜法一次鹽水精制的實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞：陶瓷膜；一次鹽水精制；應(yīng)用；工藝改進(jìn)

河北盛華化工有限公司為適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求及節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)、減少環(huán)境污染等國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。2007年9月實(shí)施加大安全投入項(xiàng)目，淘汰能耗高、高污染的隔膜金屬陽(yáng)極電解裝置，新上6萬(wàn)t/a離子膜電解裝置以提升企業(yè)生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能規(guī)模及安全性能。經(jīng)過(guò)多方考察調(diào)研，引進(jìn)了目前國(guó)內(nèi)外新興的陶瓷膜法一次鹽水精制技術(shù)。該裝置于2008年7月28日開(kāi)始試車生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)一年多的試生產(chǎn)運(yùn)行和多次工藝技術(shù)改進(jìn)，生產(chǎn)運(yùn)行基本穩(wěn)定，一次精鹽水質(zhì)量符合指標(biāo)要求。

1 陶瓷膜法鹽水精制工藝簡(jiǎn)述

來(lái)自界區(qū)外的淡鹽水、工藝水及濾液進(jìn)入配水槽混合后，由化鹽桶給料泵送入化鹽池化鹽，飽和粗鹽水再自流進(jìn)入反應(yīng)桶，在反應(yīng)桶鹽水進(jìn)口處加入碳酸鈉、氫氧化鈉及次氯酸鈉。在反應(yīng)桶中，加藥后粗鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣結(jié)晶沉淀；鎂離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂膠體沉淀，次氯酸鈉用來(lái)消除有機(jī)物及藻類。完成精制反應(yīng)后的粗鹽水自流進(jìn)入中間池，用一級(jí)過(guò)濾供料泵送往無(wú)機(jī)陶瓷膜過(guò)濾裝置，過(guò)濾單元采用內(nèi)循環(huán)“錯(cuò)流”過(guò)濾方式，一級(jí)過(guò)濾循環(huán)泵將粗鹽水料液經(jīng)粗過(guò)濾器后送入陶瓷膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后的精制過(guò)濾鹽水通過(guò)陶瓷膜過(guò)濾器的滲透清液出口排出，進(jìn)入精制鹽水緩沖罐，經(jīng)由精制過(guò)濾鹽水泵送離子膜二次精制。從陶瓷膜過(guò)濾器濃縮液出口流出的濃縮鹽水按比例和濃度排出一小部分進(jìn)入鹽泥池，大部分濃縮鹽水經(jīng)一級(jí)過(guò)濾循環(huán)泵回到陶瓷膜過(guò)濾器內(nèi)循環(huán)過(guò)濾。鹽泥池內(nèi)的鹽泥經(jīng)板框過(guò)濾器分離出鹽泥運(yùn)出界區(qū)排放，濾液經(jīng)濾液槽回到配水槽。

陶瓷膜過(guò)濾器在較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，因膜表面的污染會(huì)導(dǎo)致通量變化、過(guò)濾能力下降，需對(duì)膜表面進(jìn)行化學(xué)清洗使其再生，使膜通量得到恢復(fù)、過(guò)濾能力達(dá)到起始狀態(tài)。

工藝流程方框圖見(jiàn)圖1。

2 生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題及工藝改進(jìn)措施

目前，陶瓷膜法一次鹽水精制工藝應(yīng)用的廠家多采用精制鹽制取飽和鹽水。而中國(guó)北方的氯堿企業(yè)多用海鹽，有機(jī)物含量高，泥沙等雜質(zhì)較多，要保證裝置能連續(xù)性生產(chǎn)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

2.1 粗鹽水中雜質(zhì)的前處理過(guò)濾

陶瓷膜的膜管孔徑只有3mm，超過(guò)此孔徑的雜物會(huì)產(chǎn)生搭橋，堵塞過(guò)濾通道，使得一級(jí)壓力升高，過(guò)濾膜通量下降，短時(shí)間內(nèi)堵死膜管，影響正常連續(xù)生產(chǎn)。因此，在粗鹽水進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器前，必須采取可靠的前處理過(guò)濾措施。通常設(shè)計(jì)中，都會(huì)在中間池入口加40目的絲網(wǎng)過(guò)濾器以攔截粗鹽水中的雜物。在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)敞開(kāi)式的過(guò)濾器雖可簡(jiǎn)單有效地過(guò)濾鹽水中大于2mm的顆粒雜物，但雜草等物質(zhì)會(huì)在絲網(wǎng)上沉積形成簡(jiǎn)單的“濾餅”，阻擋鹽水通過(guò)“過(guò)濾器”，影響在反應(yīng)桶攪拌反應(yīng)均勻的飽和鹽水自流進(jìn)入中間池。而且清理“濾餅”工作量大，一個(gè)班需更換清理過(guò)濾網(wǎng)4次，特別在冬季北方氣溫較低的情況下在過(guò)濾網(wǎng)表面會(huì)有結(jié)晶鹽析出，通過(guò)濾網(wǎng)的鹽水通量減小，清理工作量加大。在更換“濾網(wǎng)”的過(guò)程中也不可避免會(huì)有雜物顆粒和纖維進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行同樣會(huì)堵塞膜管。根據(jù)陶瓷膜過(guò)濾的原理——錯(cuò)流過(guò)濾，進(jìn)入陶瓷膜管前，一定要將粗鹽水中的機(jī)械雜質(zhì)處理完全，滿足陶瓷膜使用要求。選擇好的前處理工藝及設(shè)備是用好陶瓷膜的關(guān)鍵。該公司前處理選用了密閉的、具備自動(dòng)反沖洗功能的處理器，并且過(guò)濾器材質(zhì)一定要選用防腐材料，以防鹽水中氯離子的腐蝕，鈦材是最好的材料。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，效果較好。

2.2 防止有機(jī)物對(duì)陶瓷膜污染

在采用海鹽為原料制備一次精制鹽水過(guò)程中，海鹽中含有的大量有機(jī)物和藻類，在膜表面形成附著，污染過(guò)濾通道，導(dǎo)致鹽水通量降低，不能正常生產(chǎn)，必須要清洗再生。陶瓷膜對(duì)有機(jī)物的污染很敏感，因此，必須采取清除有機(jī)物的工藝措施。在前反應(yīng)添加次氯酸鈉來(lái)破壞有機(jī)物及藻類，使陶瓷膜能保持較高的通量，同時(shí)，在后續(xù)工序添加亞硫酸鈉消除精鹽水中的游離氯，并且對(duì)游離氯采用實(shí)時(shí)自動(dòng)儀表監(jiān)測(cè)。通過(guò)多次試驗(yàn)分析，確定在反應(yīng)桶內(nèi)添加5%次氯酸鈉20~30mL/h，在精鹽水緩沖罐前添加8%亞硫酸鈉20mL/h，可較好地消除有機(jī)物對(duì)膜管的污染，同時(shí)可保證精鹽水中游離氯的含量為零。

2.3 選擇耐壓材料外殼，防止反沖過(guò)程焊口開(kāi)裂泄漏

陶瓷膜法鹽水精制系統(tǒng)采用高壓錯(cuò)流過(guò)濾，正常生產(chǎn)壓力為0.3~0.4MPa，反沖過(guò)程壓力為0.45~ 0.50MPa，選擇PP材質(zhì)的外殼，在頻繁反沖過(guò)程后容易出現(xiàn)泄漏。改用經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性都較好的鋼襯PO外殼，保證了正常生產(chǎn)進(jìn)行。

2.4 改進(jìn)密封及反沖洗方法

由于聯(lián)結(jié)花盤密封墊設(shè)計(jì)不合理，密封面小，反沖壓力高時(shí)封不住，粗鹽水與過(guò)濾鹽水“短路”。針對(duì)該問(wèn)題，采取了如下措施。

（1）對(duì)聯(lián)結(jié)密封面進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

（2）在原花盤上取掉1根膜管，將其換成拉桿，消除了因溫度升高造成的PP花盤變形使膜管竄動(dòng)，造成鹽水“短路”的現(xiàn)象。

（3）采用獨(dú)特的反沖洗方法，在運(yùn)行壓力穩(wěn)定控制在0.3MPa左右，反沖周期為15min條件下，通量穩(wěn)定在25 m3/h連續(xù)運(yùn)行20天。再生清洗周期由7天左右延長(zhǎng)至20天以上。

3 主要運(yùn)行指標(biāo)

經(jīng)過(guò)改造后，主要運(yùn)行指標(biāo)如表1所示。

4 結(jié)論

在以海鹽為原料的鹽水精制過(guò)程中，通過(guò)工藝改造實(shí)現(xiàn)陶瓷膜法一次鹽水精制工藝連續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用，為鹽水精制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用起到積極的示范作用。雖然，陶瓷膜法一次鹽水精制工藝在鹽水精制方面還有待完善，但其具有工藝流程短，設(shè)備少、占地少，投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等其他鹽水精制技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。該技術(shù)解決了有機(jī)聚合物膜對(duì)有機(jī)物、氫氧化鎂絮狀沉淀的敏感問(wèn)題，省去了龐大的預(yù)處理器，工藝步驟大大簡(jiǎn)化，節(jié)約土地資源，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，減少了三氯化鐵等腐蝕性化學(xué)藥劑使用，減少了系統(tǒng)設(shè)備和管道的腐蝕危害。如果能夠有效地解決鹽水的粗過(guò)濾和鹽水精制技術(shù)與陶瓷膜技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，必將帶來(lái)更顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

Application of ceram icmembranebrine refining technology

WANGQiang,SUN Zhan-rui,HAN Fei
(HebeiShenghua ChemicalCo.,Ltd.,Zhangjiakou 075000,China)

Problems of application of ceramic membrane in primary brine refining were introduced,and measureswere put forward.

ceramicmembrane;primary brine refining;application;process innovation

表1 主要運(yùn)行指標(biāo)

book=6,ebook=221

TQ114.26+1

B

1009－1785(2010)06－0006-02

2010-01-27