陶瓷膜鹽水精制技術的應用

王強，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的應用

王強，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際應用中出現的問題，并提出了相應的改進措施。關鍵詞：陶瓷膜；一次鹽水精制；應用；工藝改進

河北盛華化工有限公司為適應市場的發展需求及節能降耗、安全生產、減少環境污染等國家產業政策。2007年9月實施加大安全投入項目，淘汰能耗高、高污染的隔膜金屬陽極電解裝置，新上6萬t/a離子膜電解裝置以提升企業生產裝置的產能規模及安全性能。經過多方考察調研，引進了目前國內外新興的陶瓷膜法一次鹽水精制技術。該裝置于2008年7月28日開始試車生產，經過一年多的試生產運行和多次工藝技術改進，生產運行基本穩定，一次精鹽水質量符合指標要求。

1 陶瓷膜法鹽水精制工藝簡述

來自界區外的淡鹽水、工藝水及濾液進入配水槽混合后，由化鹽桶給料泵送入化鹽池化鹽，飽和粗鹽水再自流進入反應桶，在反應桶鹽水進口處加入碳酸鈉、氫氧化鈉及次氯酸鈉。在反應桶中，加藥后粗鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應生成碳酸鈣結晶沉淀；鎂離子與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂膠體沉淀，次氯酸鈉用來消除有機物及藻類。完成精制反應后的粗鹽水自流進入中間池，用一級過濾供料泵送往無機陶瓷膜過濾裝置，過濾單元采用內循環“錯流”過濾方式，一級過濾循環泵將粗鹽水料液經粗過濾器后送入陶瓷膜過濾器進行過濾，過濾后的精制過濾鹽水通過陶瓷膜過濾器的滲透清液出口排出，進入精制鹽水緩沖罐，經由精制過濾鹽水泵送離子膜二次精制。從陶瓷膜過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入鹽泥池，大部分濃縮鹽水經一級過濾循環泵回到陶瓷膜過濾器內循環過濾。鹽泥池內的鹽泥經板框過濾器分離出鹽泥運出界區排放，濾液經濾液槽回到配水槽。

陶瓷膜過濾器在較長時間的運行后，因膜表面的污染會導致通量變化、過濾能力下降，需對膜表面進行化學清洗使其再生，使膜通量得到恢復、過濾能力達到起始狀態。

工藝流程方框圖見圖1。

2 生產應用過程中的問題及工藝改進措施

目前，陶瓷膜法一次鹽水精制工藝應用的廠家多采用精制鹽制取飽和鹽水。而中國北方的氯堿企業多用海鹽，有機物含量高，泥沙等雜質較多，要保證裝置能連續性生產，應注意以下幾個問題。

2.1 粗鹽水中雜質的前處理過濾

陶瓷膜的膜管孔徑只有3mm，超過此孔徑的雜物會產生搭橋，堵塞過濾通道，使得一級壓力升高，過濾膜通量下降，短時間內堵死膜管，影響正常連續生產。因此，在粗鹽水進入陶瓷膜過濾器前，必須采取可靠的前處理過濾措施。通常設計中，都會在中間池入口加40目的絲網過濾器以攔截粗鹽水中的雜物。在運行過程中發現敞開式的過濾器雖可簡單有效地過濾鹽水中大于2mm的顆粒雜物，但雜草等物質會在絲網上沉積形成簡單的“濾餅”，阻擋鹽水通過“過濾器”，影響在反應桶攪拌反應均勻的飽和鹽水自流進入中間池。而且清理“濾餅”工作量大，一個班需更換清理過濾網4次，特別在冬季北方氣溫較低的情況下在過濾網表面會有結晶鹽析出，通過濾網的鹽水通量減小，清理工作量加大。在更換“濾網”的過程中也不可避免會有雜物顆粒和纖維進入陶瓷膜過濾器，長時間運行同樣會堵塞膜管。根據陶瓷膜過濾的原理——錯流過濾，進入陶瓷膜管前，一定要將粗鹽水中的機械雜質處理完全，滿足陶瓷膜使用要求。選擇好的前處理工藝及設備是用好陶瓷膜的關鍵。該公司前處理選用了密閉的、具備自動反沖洗功能的處理器，并且過濾器材質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。經過一段時間的運行，效果較好。

2.2 防止有機物對陶瓷膜污染

在采用海鹽為原料制備一次精制鹽水過程中，海鹽中含有的大量有機物和藻類，在膜表面形成附著，污染過濾通道，導致鹽水通量降低，不能正常生產，必須要清洗再生。陶瓷膜對有機物的污染很敏感，因此，必須采取清除有機物的工藝措施。在前反應添加次氯酸鈉來破壞有機物及藻類，使陶瓷膜能保持較高的通量，同時，在后續工序添加亞硫酸鈉消除精鹽水中的游離氯，并且對游離氯采用實時自動儀表監測。通過多次試驗分析，確定在反應桶內添加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，可較好地消除有機物對膜管的污染，同時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，防止反沖過程焊口開裂泄漏

陶瓷膜法鹽水精制系統采用高壓錯流過濾，正常生產壓力為0.3~0.4MPa，反沖過程壓力為0.45~ 0.50MPa，選擇PP材質的外殼，在頻繁反沖過程后容易出現泄漏。改用經濟性和實用性都較好的鋼襯PO外殼，保證了正常生產進行。

2.4 改進密封及反沖洗方法

由于聯結花盤密封墊設計不合理，密封面小，反沖壓力高時封不住，粗鹽水與過濾鹽水“短路”。針對該問題，采取了如下措施。

（1）對聯結密封面進行了重新設計。

（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，造成鹽水“短路”的現象。

（3）采用獨特的反沖洗方法，在運行壓力穩定控制在0.3MPa左右，反沖周期為15min條件下，通量穩定在25 m3/h連續運行20天。再生清洗周期由7天左右延長至20天以上。

3 主要運行指標

經過改造后，主要運行指標如表1所示。

4 結論

在以海鹽為原料的鹽水精制過程中，通過工藝改造實現陶瓷膜法一次鹽水精制工藝連續生產應用，為鹽水精制技術的發展和應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，設備少、占地少，投資省、運行費用低等其他鹽水精制技術無法比擬的優點和特點。該技術解決了有機聚合物膜對有機物、氫氧化鎂絮狀沉淀的敏感問題，省去了龐大的預處理器，工藝步驟大大簡化，節約土地資源，設備操作簡單，減少了三氯化鐵等腐蝕性化學藥劑使用，減少了系統設備和管道的腐蝕危害。如果能夠有效地解決鹽水的粗過濾和鹽水精制技術與陶瓷膜技術的有機結合，必將帶來更顯著的經濟效益。

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 主要運行指標

book=6,ebook=221

TQ114.26+1

B

1009－1785(2010)06－0006-02

2010-01-27