离子膜电解一次盐水工艺设备知识

1、一次盐水工艺知识一次盐水工艺知识 一次盐水工段是氯碱生产的第一道工序，主要是给离一次盐水工段是氯碱生产的第一道工序，主要是给离子膜电解提供合格的精致盐水，目前有两套系统，一套是子膜电解提供合格的精致盐水，目前有两套系统，一套是戈尔过滤系统，一套是戈尔过滤系统，一套是CN过滤系统。过滤系统。 一、原盐的性质（1 1）原盐的性质）原盐的性质 原盐的主要成分是氯化钠，化学式原盐的主要成分是氯化钠，化学式NaCl,NaCl,分子量分子量58.558.5，溶解热为，溶解热为7.25KJ/mol,7.25KJ/mol,纯净的氯化钠很少潮解，纯净的氯化钠很少潮解，工业原盐中含有工业原盐中含有CaClCaCl

2、2 2、MgClMgCl2 2及及NaNa2 2SOSO4 4等杂质，极易吸等杂质，极易吸收空气中水分而潮解结块。收空气中水分而潮解结块。 (2) (2)选择原盐的标准选择原盐的标准 a a、氯化钠含量要高。、氯化钠含量要高。 b b、CaCa2+2+、MgMg2+2+、SOSO4 42+2+杂质要少。杂质要少。 C C、不溶于水的机械杂质要少。、不溶于水的机械杂质要少。 d d、盐的颗粒要粗。、盐的颗粒要粗。 二、盐水精制的原理（1 1）原盐中杂质对电解的影响）原盐中杂质对电解的影响 a a、CaCa2+2+、MgMg2+2+的影响的影响: :盐水中的盐水中的 CaCa2+2+、MgMg2+

3、2+将在阴极侧与电解产物氢将在阴极侧与电解产物氢氧化钠发生反应，生成难溶解的氢氧化钙和氢氧化镁沉淀，堵塞离氧化钠发生反应，生成难溶解的氢氧化钙和氢氧化镁沉淀，堵塞离子膜的空隙，造成电流效率下降和槽电压上升等现象，缩短离子膜子膜的空隙，造成电流效率下降和槽电压上升等现象，缩短离子膜的使用寿命的使用寿命 。 b b、SOSO4 42-2-的影响的影响: :盐水中的盐水中的SOSO4 42-2-含量较高时，会促使含量较高时，会促使OH-OH-在阳极放电而在阳极放电而产生氧气，这样不仅消耗电能降低电流效率，而且还会降低氯气的产生氧气，这样不仅消耗电能降低电流效率，而且还会降低氯气的纯度。纯度。 C C

4、、重金属离子的影响、重金属离子的影响: :盐水中存在重金属离子，将会对阳极涂层的盐水中存在重金属离子，将会对阳极涂层的电化学活性有相当大的影响，如电化学活性有相当大的影响，如FeFe2+2+、MnMn2+2+等是由钢制设备带来，因等是由钢制设备带来，因此要对盐水设备的防腐工作引起重视。此要对盐水设备的防腐工作引起重视。 d d、机械杂质的影响、机械杂质的影响: :如果不溶性的泥砂等杂质随盐水进如果不溶性的泥砂等杂质随盐水进 入电解槽中，入电解槽中，会堵塞膜的空隙，使电槽运行恶化。会堵塞膜的空隙，使电槽运行恶化。 a a、钙离子的去除、钙离子的去除: :钙离子一般以氯化钙或硫酸钙的形式存在于原盐

5、中，钙离子一般以氯化钙或硫酸钙的形式存在于原盐中， 精制时向盐水中加入碳酸钠溶液，使钙离子生成不溶性的碳酸钙沉淀精制时向盐水中加入碳酸钠溶液，使钙离子生成不溶性的碳酸钙沉淀, ,方程式如下方程式如下: : CaCL CaCL2 2+Na+Na2 2COCO3 3=CaCO=CaCO3 3 +2NaCL+2NaCL CaSO CaSO4 4+Na+Na2 2COCO3 3=CaCO=CaCO3 3 +Na+Na2 2SOSO4 4b b、镁离子和铁离子的去除：镁和铁一般以氯化物存在于原盐中，精制、镁离子和铁离子的去除：镁和铁一般以氯化物存在于原盐中，精制时加入烧碱溶液即可生成难溶于水的氢氧化镁和

6、氢氧化铁，方程式如下时加入烧碱溶液即可生成难溶于水的氢氧化镁和氢氧化铁，方程式如下: : MgCL MgCL2 2+2NaOH=Mg(OH)+2NaOH=Mg(OH)2 2 +2NaCL+2NaCL FeCL FeCL3 3+3NaOH=Fe(OH)+3NaOH=Fe(OH)3 3 +3NaCL+3NaCLc c、硫酸根的去除、硫酸根的去除: :常用的方法是在盐水中加入适量的氯化钡，使硫酸根常用的方法是在盐水中加入适量的氯化钡，使硫酸根转变为硫酸钡沉淀析出，方程式如下：转变为硫酸钡沉淀析出，方程式如下： Na Na2 2SOSO4 4+BaCL+BaCL2 2=BaSO=BaSO4 4 + 2

7、NaCL+ 2NaCLd d、机械杂质的去除、机械杂质的去除: :一般采用澄清过滤的方法去除。一般采用澄清过滤的方法去除。（2）盐水精制的原理三、戈尔系统工艺流程图三、戈尔系统工艺流程图1戈尔系统流程叙述戈尔系统流程叙述 ： 从化盐桶出来的粗盐水在流入前反应罐之前于折流槽内按工从化盐桶出来的粗盐水在流入前反应罐之前于折流槽内按工艺要求，分别加入精致剂，在前反应罐内粗盐水中的镁离子与精艺要求，分别加入精致剂，在前反应罐内粗盐水中的镁离子与精致剂氢氧化钠反应生成氢氧化镁，然后用加压泵将前反应罐内的致剂氢氧化钠反应生成氢氧化镁，然后用加压泵将前反应罐内的粗盐水送出，在气水混合器中与空气混合后进入加压

8、容器罐再进粗盐水送出，在气水混合器中与空气混合后进入加压容器罐再进入预处理器，并在预处理器进口加入三氯化铁，经过预处理器的入预处理器，并在预处理器进口加入三氯化铁，经过预处理器的盐水进入后反应罐，盐水中的钙离子与加入的碳酸钠反应形成碳盐水进入后反应罐，盐水中的钙离子与加入的碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀，充分反应后的盐水进入中间槽，经过滤器进液泵打入酸钙沉淀，充分反应后的盐水进入中间槽，经过滤器进液泵打入戈尔过滤器过滤，过滤后的精盐水进入精盐水罐；过滤器截留的戈尔过滤器过滤，过滤后的精盐水进入精盐水罐；过滤器截留的滤渣排入盐泥罐。戈尔膜运行一定时间后，为了保持较高的过滤滤渣排入盐泥罐。戈尔膜运行一定

9、时间后，为了保持较高的过滤能力和较低的过过滤压力，须用能力和较低的过过滤压力，须用15%15%的盐酸进行化学再生。的盐酸进行化学再生。 渣池中的盐泥用盐泥泵打入板框压滤机脱水，滤饼用车运出渣池中的盐泥用盐泥泵打入板框压滤机脱水，滤饼用车运出厂区外，滤液流入滤液池用滤液泵送回前反应罐。厂区外，滤液流入滤液池用滤液泵送回前反应罐。四、四、CN系统工艺流程图系统工艺流程图化盐桶前反应罐折流槽NaCO3 一 号反 应罐二号反应罐;一级过滤器二级过滤器盐 泥槽精盐水罐NaOH 三氯化铁聚丙烯酸钠压 缩空气压 缩空气CNCN系统流程叙述系统流程叙述 ： 从化盐桶出来的粗盐水在进入前反应罐之前加入氢氧化钠，

10、与粗盐水中的镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，粗盐水由加压泵送至折流槽，进折流槽粗盐水流量根据流量计显示手动调节，粗盐水进入折流槽中由计检测氢氧化钠过碱量，然后加入碳酸钠溶液,经过两个反应罐搅拌,与盐水中的SO和 a充分反应，在助沉剂FeCL3及聚丙烯酸钠作用下，经两级过滤器过滤,使盐水中固体悬浮物含量小于1mg/L，盐水流至精盐水贮槽,反应罐及过滤器内盐泥定期排至盐泥槽，由盐泥泵送至压滤机进行压滤。五、一次盐水主要控制指标：五、一次盐水主要控制指标： NaCl 305g/L Ca2+、Mg2+ 1.5mg/L SO42 5g/L 透明度透明度 97% SS 1mg/L 总铁总铁 0.1mg/L 碳

11、酸钠过碱量碳酸钠过碱量 0.3-0.8 g/L 氢氧化钠过碱量氢氧化钠过碱量 0.3-0.8 g/L 游离氯游离氯 0.00六、主要设备结构及原理六、主要设备结构及原理沉 降 罐主要尺寸：主要尺寸：164001640095609560 V=1080m V=1080m3 3优点：优点：操作比较稳定，对盐操作比较稳定，对盐质变化，过碱量变化适应性质变化，过碱量变化适应性较强，生产能力大较强，生产能力大简述流程：简述流程：粗盐水进入凝聚粗盐水进入凝聚反应室反应室9 9，在中心搅拌管，在中心搅拌管8 8的的作用下进行凝聚反应，悬浮作用下进行凝聚反应，悬浮物颗粒逐渐增大，当下沉速物颗粒逐渐增大，当下沉速

12、度大于盐水上升速度时，悬度大于盐水上升速度时，悬浮物沉向底部，颗粒较小的浮物沉向底部，颗粒较小的悬浮物随盐水继续上升，通悬浮物随盐水继续上升，通过泥封时，一部分被吸附，过泥封时，一部分被吸附，一部分受阻挡下沉，由刮泥一部分受阻挡下沉，由刮泥耙集中到锥底的排泥口定期耙集中到锥底的排泥口定期排除，清盐水上升至集水管排除，清盐水上升至集水管6 6，进入集水圈，进入集水圈4 4，从清盐水，从清盐水出口出口7 7排出。排出。六、主要设备结构及原理六、主要设备结构及原理主要尺寸：主要尺寸：900090001250012500 V=1050m V=1050m3 3优点：优点：粗适用于含镁较高的粗适用于含镁较

13、高的原盐，受温度影响小，设备原盐，受温度影响小，设备生产能力大生产能力大简述流程：简述流程：自加压槽出来的自加压槽出来的溶由空气的粗盐水，加入助溶由空气的粗盐水，加入助沉剂三氯化铁后进入凝聚反沉剂三氯化铁后进入凝聚反应室，一方面发生凝聚反应，应室，一方面发生凝聚反应，另一方面由于压力减小，释另一方面由于压力减小，释放出极为细微的气泡，并附放出极为细微的气泡，并附着在形成的悬浮物表面，使着在形成的悬浮物表面，使悬浮物向上浮起，从上部浮悬浮物向上浮起，从上部浮泥槽排出，少量机械杂质及泥槽排出，少量机械杂质及重度较大的泥砂则经斜板作重度较大的泥砂则经斜板作用沉积于底部，从底部沉泥用沉积于底部，从底部

14、沉泥斗排出，清液通过溢流管在斗排出，清液通过溢流管在上部集水槽排出。上部集水槽排出。预 处 理 器六、主要设备结构及原理六、主要设备结构及原理设备结构：设备结构：由桶体、接管、由桶体、接管、控制阀、过滤元件、自动控控制阀、过滤元件、自动控制系统及气动控制系统组成制系统及气动控制系统组成工作原理：工作原理：（1 1）过滤）过滤 过滤时浑盐水通过滤时浑盐水通过挠性阀进入过滤器，经过过挠性阀进入过滤器，经过戈尔薄膜滤袋进行过滤，杂戈尔薄膜滤袋进行过滤，杂质颗粒被膜表面截留，清液质颗粒被膜表面截留，清液穿过膜孔进入龙骨内部，汇穿过膜孔进入龙骨内部，汇集后从上桶体排出集后从上桶体排出（2 2）反清洗）反

15、清洗 过滤进行一过滤进行一段时间后，滤饼达到一定能段时间后，滤饼达到一定能够厚度，系统自动进入反清够厚度，系统自动进入反清洗状态，排气管排气卸压，洗状态，排气管排气卸压，以秒计的瞬间反洗形成反冲，以秒计的瞬间反洗形成反冲，将滤饼全部从滤袋表面去除，将滤饼全部从滤袋表面去除，并沉降到锥底，大量清液从并沉降到锥底，大量清液从反清洗管排出，系统重新进反清洗管排出，系统重新进入过滤状态。入过滤状态。戈 尔 过 滤 器工作原理：工作原理：（3 3）排渣）排渣 随着过滤随着过滤反冲洗循环进行，底部滤饼达到一定量反冲洗循环进行，底部滤饼达到一定量 时，系统自动打开排泥阀，滤渣迅速排出。时，系统自动打开排泥阀

16、，滤渣迅速排出。（4 4）工作过程）工作过程 进液进液 过滤过滤 反清洗反清洗 沉降沉降 循环循环 排渣排渣 反洗液反洗液戈尔过滤器结构及原理戈尔过滤器结构及原理浑盐水浑盐水盐泥盐泥六、主要设备结构及原理六、主要设备结构及原理设备结构：设备结构：整套设备选用整套设备选用FRPFRP材料，耐材料，耐腐蚀、维修工作量少、使用可靠性高。腐蚀、维修工作量少、使用可靠性高。工作原理：工作原理：CNCN型过滤器采用悬浮介质层型过滤器采用悬浮介质层的吸附的吸附+ +过滤原理进行固液分离，能够过滤原理进行固液分离，能够高效除去盐水中的悬浮物质；粗盐水加高效除去盐水中的悬浮物质；粗盐水加两碱后，流入混合反应槽（停留两碱后，流入混合反应槽（停留1 1个半个半小时）经充分反应后，进小时）经充分反应后，进CNCN过滤器吸附过滤器吸附过滤后出水过滤后出水ss1mg/Lss1mg/L。整套工艺采用。整套工艺采用PLCPLC自动控制系统