一次盐水精制技术发展现状

2022-09-11

在日益重视节能减排、技术革新的今天, 我国氯碱行业积极推动产品结构调整、资源配置优化, 离子膜制碱工艺在行业的迅速推广, 对盐水精制质量提出非常高的要求。而十多年来通过对盐水精制技术不断的探索、创新, 盐水精制工艺取得长足发展。

一、原盐结构的优化

原盐作为氯碱行业的主要原料, 原料的选择与资源合理配置, 都关系到生产成本。为了降低原料成本、减少副产物带来环境污染, 氯碱企业也相当重视原盐的资源配置, 实现用盐的多样化。

过去氯碱工业用盐多以海盐为主, 而我国的海盐质量相对比较差, 海盐含Na Cl质量分数一般为94%, Ca2+、Mg2+质量分数各为0.1~0.3%, 大多是未经过洗涤的粗制盐, 杂质多、易结块、盐泥多[1]。须辅以优质的进口海盐, 以平衡原盐内的钙镁杂质含量。但随着盐水精制技术的优化, 目前已经完全可以将海盐、真空精制盐、卤水多个盐种配比混用, 运用不同的盐种中的其他有用元素, 降低生产成本, 提高配置的综合效益。

二、盐水精制技术的优化发展

盐水精制技术的优化, 是以工艺技术的改进、新技术新设备和新材料的应用, 是精制盐水品质不断提高, 生产工艺简便化、自动化, 推动行业技术不断向前发展。

1. 传统盐水精制工艺

传统一次盐水精制流程:配水桶化盐水经泵送入化盐桶溶解原盐, 在前反应加入过量的Na2CO3、Na OH沉淀盐水中的Ca2+、Mg2+, 通过道尔澄清桶进行沉降分离沉淀物, 后经过砂滤过滤器进一步除去机械杂质, 再经过涂有α-纤维碳素管精密过滤器, 除去盐水中的SS。

传统盐水精制工艺优点:过程简便, 易掌握;检修次数少且维修费用低。缺点是:生产装置大, 占地面积多;自动化不高, 碳素管过滤器操作复杂, 过滤后的盐水SS仍然比较高;澄清桶容易返浑, 恢复时间长;砂滤带入硅污染;系统对原盐质量适应能力差。

2. 有机膜法精制工艺

戈尔膜法过滤技术于20世纪八九十年代在美国、日本、德国等先进工业化国家氯碱行业盐水精制中得到应用。在2000年我国氯碱企业也成功将戈尔盐水预处理工艺、戈尔膜液体过滤器应用在一次盐水工艺中[2]。以戈尔膜、凯膜为代表的膜法过滤技术的应用, 大大提高了我国的盐水质量, 缩短了我国氯碱企业一次盐水质量与国外先进工业化国家的距离。

有机膜法工艺流程:配水桶化盐水经泵送入化盐桶溶解原盐, 然后在折流槽加入未脱氯淡盐水用于除游离氯、加入Na OH溶液沉淀Mg2+、加入淡盐水调节盐水浓度。再进入前反应, 在搅拌下充分反应, 后经加压泵进入加压溶气灌和预处理。经过絮凝上浮沉降除去绝大部分镁盐和其他机械不溶物。澄清粗盐水进入后反应, 盐水中Ca2+的与投加的Na2CO3反应生成沉淀。最后进入有机膜过滤器被除去, 而从有机膜出来的盐水是SS含量相当低的精盐水。

此工艺经过长时间的运用, 技术成熟, 应用广泛。该工艺的优点:膜过滤后盐水质量稳定且SS含量小, 完全达到二次盐水工艺要求;对盐水中的Ca2+、Mg2+分段处理, 去除杂质彻底;工艺流程较传统工艺简短、自动化程度高、操作简便;适应原盐的多样性, 有利于降低成本。缺点是:有机膜运行寿命短, 且易受损害;膜的价格昂贵, 维护费用高。

3. 无机膜法直接过滤工艺

陶瓷膜法直接过滤工艺是近年新兴的一次盐水精制技术, 其独到的过滤技术、投资省、占地少以及优良的操作弹性倍受广大氯碱企业的青睐[3]。

陶瓷膜法过滤的工艺流程:配水桶化盐水经泵送入化盐池溶解原盐, 在反应桶入口加入Na2CO3、Na OH、未脱氯淡盐水及淡盐水。经过充分反应后自流入粗盐水中间槽, 用泵送往无机陶瓷膜过滤装置, 过滤单元采用内循环“错流”过滤方式, 泵将粗盐水料液经粗盐水过滤器后送入陶瓷膜过滤器进行过滤, 从陶瓷膜过滤器的渗透清液出口排出精盐水, 进入精制盐水罐。从陶瓷膜过滤器浓缩液出口流出的浓缩盐水按比例排出部分去盐泥压滤机分离出盐泥, 部分返回粗盐水中间槽。

陶瓷膜法直接过滤工艺的优点明显:相对传统工艺和有机膜法过滤, 减少了澄清桶、砂滤和预处理, 简化了流程, 有效降低投资成本, 减少占地面积;克服传统工艺中带来的硅污染, 且无须对粗盐水进行分段复杂的前处理, 只要过碱量控制稳定, 反应停留时间足够, 经过陶瓷膜过滤之后即可得到合格的精盐水;不受原盐中钙镁比例偏差大的影响, 降低对原盐的要求。