盐水工艺规程.docx

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盐水工艺规程

盐水工段工艺规程目录

1.主题内容与适用范围

（1）、本标准规定了盐水精制系统的生产目的、工艺流程简述、各职位的安全操作法、工艺控制指标、事故处置、安全技术及环境保护。

（2）、本标准适用于盐水工段职位操作人员及有关的技术管理人员。

2.物料说明

盐水工段的生产任务是用电解后处置的淡盐水经脱硝工序和卤水、盐泥压滤液、生产上水等经配水后，用蒸汽加热至指定温度后溶解固体原盐制成粗盐水，再按原盐及配水中杂质的含量，持续加入适量的精制剂NaOH、Na2CO3等，使盐水中Ca2+、Mg2+等杂质离子别离生成难溶性沉淀物，然后经预处置器和过滤器分离掉盐水中机械杂质和沉淀物，制得质量合格的一次精制盐水，持续不断的输送给电解工段。

本工段主要产品为一次精制盐水，生产进程中涉及到的原辅材料有原盐、氢氧化钠、次氯酸钠、氯化铁、碳酸钠、盐酸、亚硫酸钠等。

产品说明

2.1.1.盐水工序

一次精制盐水为透明、澄清液体。

溶解的氯化钠浓度接近饱和状态（NaCL浓度约300~310g/L），相对密度：

~（20℃），冰点：

-17.7℃，沸点：

107.27℃。

具体指标如下：

序号

名称

单位

指标

1

NaCL含量

g/L

305±5

2

Ca2++Mg2+

mg/L

≤4

3

PH值

—

9～11

4

SO42-

g/L

≤7

5

游离氯

—

无

6

悬浮物

mg/L

≤1

7

无机铵

mg/L

≤1

8

总铵

mg/L

≤4

2.1.2脱硝工序

本系统所处置的原料盐水来源于厂方电解二期离子膜烧碱工程电解槽出来的淡盐水，此淡盐水进入本装置前已在厂方通过脱氯处置。

产品规格如下.

成份

指标

NaCL：

195±10g/L

Na2SO4：

≤4g/L

压力：

（g）

流量：

≥142.2m3/h

连接条件：

管线

十水芒硝

成份

指标

Na2SO4•10H20

≥1800kg/h

原辅材料说明

2.2.1工业原盐

分子式：

NaCL，分子量：

，纯净的NaCL为无色晶体。

工业原盐是由许多小晶体集合成的，晶体之间的裂缝中往往含有母液或空气因此呈白色且不透明，并因含泥沙等杂质颜色较深，因含氯化镁而极易吸湿，长时刻堆放容易结块。

比重：

（25℃），熔点：

800℃，沸点：

1413℃。

在水中溶解度随温度转变不大，但随着温度的提高其溶解速度加速很多。

工业原盐相关指标：

序号

1

2

3

4

5

项目

NaCL含量

Ca2+含量

Mg2+含量

SO42+

Ca2+/Mg2+

指标%

≥94

≤

≤

≤

≥2

2.2.2碳酸钠（Na2CO3）

分子式：

Na2CO3，分子量：

106，白色粉末，密度：

，熔点：

851℃，俗称苏打，易溶于水，在水中的溶解度随温度的转变而有较大的转变，水溶液呈碱性，能因吸湿结成硬块。

原材料规格：

≥%。

生产中将纯碱溶解成浓度12%左右温度60℃的水溶液供生产利用。

2.2.3氢氧化钠（NaOH）

分子式：

NaOH，分子量40，有涩味和滑腻感，具有有强烈刺激和侵蚀性。

粉尘、碱雾刺激眼和呼吸道，侵蚀鼻中隔；皮肤和眼直接接触可引发灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。

环境危害：

对水体可造成污染。

原材料规格：

≥32%。

本工序利用的烧碱是由电解用泵送至氢氧化钠高位槽，直接利用。

三氯化铁

分子式：

FeCL3，分子量163，黑色粉末，具有很强的氧化性，对铁、铜等金属侵蚀性特强，水溶液呈酸性。

吸入本品粉尘对整个呼吸道有强烈侵蚀作用，损害粘膜组织，引发化学性肺炎等。

对眼有强烈侵蚀性，重者可致使失明。

皮肤接触可致化学性灼伤。

口服灼伤口腔和消化道，出现猛烈腹痛、呕吐和虚脱。

慢性影响：

长期口服有可能引发肝肾损害。

原材料规格：

FeCL3含量≥%。

生产中将固体三氯化铁用自来水溶解成1%的水溶液供生产利用。

2.2.5亚硫酸钠

分子式：

Na2SO3，分子量：

126，白色粉末，易溶于水，溶液呈碱性。

原材料规格：

Na2SO3含量≥%

在生产进程中，将亚硫酸钠溶解成浓度约5%，温度60℃的水溶液供产利用。

3.生产原理

工业原盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等化学杂质和泥沙等机械杂质，化盐用水中也会有铵盐，这些杂质在化盐进程中会被带进盐水中。

用含有大量杂质的盐水去进行电解，会破坏电解设备的正常操作，对电解槽、离子膜的利用寿命、能量的消耗、产品质量和安全生产等方面，都会带来不良的影响，因此必需出去上述杂质。

盐水工段的生产任务就是将原盐溶解后制取的盐水，并将其中的大部份杂质去除。

盐水中杂质对其它工序的影响

3.1.1Ca2+、Mg2+等金属离子的影响

盐水中的Ca2+、Mg2+等金属离子进入离子膜中时，会以金属氢氧化物、硫酸盐或硅酸盐的形式沉积在膜上，致使膜的渗透性和电流效率下降，槽电压上升，破坏电解槽的正常运行。

3.1.2SO42-的影响

盐水中SO42-含量较高时，会阻碍氯离子放电。

SO42-在阳极放电产生氧气，消耗电能，降低电流效率；致使氯内含氧升高，氯气纯度降低。

3.1.3有机物的影响

盐水中的有机物，在过滤、离子互换、电解进程中，会吸附着在膜和螯合树脂的表面，影响二者的工作性能。

3.1.4机械杂质的影响

若是不溶性的泥沙等机械杂质随盐水进入电解槽，一样会堵塞离子膜孔隙，降低渗透性，使电解槽运行恶化，造成离子膜电阻增加。

3.1.5游离氯的影响

一次精制盐水中的游离氯，会破坏螯合树脂的结构，使之失去离子互换的能力，影响螯合树脂塔对各类金属离子的吸附效果，从而影响进槽盐水的质量。

生产大体原理

盐水中的化学杂质可用化学方式处置和物理处置方式，先加精制剂使其生成溶解度很小的沉淀，然后用过滤的方式除去。

3.2.1原盐溶解

化盐时，盐水的浓度、原盐的溶解速度与化盐桶内盐层厚度和化盐用水的温度成正比。

其中温度对氯化钠溶解度影响并非大，但温度升高可加速其溶解速度；盐水在输送中应考虑温度的影响，避免氯化钠晶体析出堵塞管道。

3.2.2除硫酸根

采用膜分离系统对淡盐水进行处置，除去淡盐水中的硫酸根作为脱硝盐水；同时使大量的硫酸根进入富硝盐水中，再利用冷冻脱硝技术使富硝盐水中的芒硝从富硝盐水中分离，取得硫酸钠结晶水产物，同时还能够回收贫硝盐水。

打向电解化盐.

3.2.3除菌藻类及其它有机物

在盐水中加次氯钠钠溶液，将盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解分为小分子，最终通过三氯化铁胶体的吸附和共沉淀作用在预处置器中除去。

实际生产中，可依据淡盐水含游离氯量多少而肯定次氯酸钠加入量，若淡盐水中游离氯含量超过必然值，则不加次氯酸钠。

除镁离子

镁离子常以氯化物的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入氢氧化钠溶液（烧碱）生成不溶性的氢氧化镁沉淀。

反映方程式：

MgCL2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCL

MgSO4+2NaOH=Mg（OH）2↓+Na2SO4

离子反映方程式：

Mg2++2OH-→Mg（OH）2↓

实际生产中，为除净粗盐水中的镁离子，氢氧化钠的加入量必需超过反映式的理论需要量。

本反映速度快，几乎刹时完成，但生成物为絮状沉淀，不易沉降。

3.2.5除钙离子

钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入碳酸钠（纯碱）溶液使生成不溶性的碳酸钙沉淀。

反映方程式：

CaCL2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCL

CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4

离子反映方程式：

Ca2++CO32-→CaCO3↓

实际生产中，为了除净钙离子，碳酸钠的加入量必需超过反映式的理论需要量。

本反映速度较慢，反映速度受温度影响较大，一般在50℃左右，在碳酸钠过量情形下需半小时方能反映完全，所以在精致进程中要注意必需有足够的精制反映时刻。

3.2.6除游离氯

盐水中的游离氯一般以CLO-形式存在，在生产进程顶用加入Na2SO3的方式除去CLO-，离子反映式：

CLO-+Na2SO3→Na2SO4+CL-

3.2.7FeCL3加入目的

在预处置器前，向粗盐水中加入FeCL3的目的是利用其在碱性溶液中可生成Fe（OH）3胶体，该物质具有吸附和共沉淀作用，做为絮凝剂利用，可有效吸附Mg（OH）2絮状沉淀，加速浮上效果。

FeCL3在碱性条件下发生反映，其反映方程式如下：

FeCL3+3NaOH=Fe（OH）3+3NaCL

但在实际生产中，Fe3+不能过量，过量会造成一次精制盐水质量下降，螯合树脂塔负荷增加。

主要设备工作原理

3.3.1预处置器工作原理

粗盐水在进入预处置器前，先加入NaOH和FeCL3溶液。

其中NaOH会与粗盐水中的镁离子反映生成细小的氢氧化镁胶状絮凝物，絮凝剂三氯化铁在溶于水时发生水解反映，生成的Fe（OH）3会将这些散落在盐水中的氢氧化镁絮凝物凝聚成较大的胶团。

前后加入含有大量的氢氧化镁沉淀，沉淀为胶状絮片，极难沉降，同时也无益于过滤器正常操作，故采用浮上法经澄清的方式将氢氧化镁先行除去。

第一，将粗盐水通过加压溶气罐，罐内维持~压力，在压力的作用下使粗盐水吧溶解必然量空气（一般5L空气/m3粗盐水），当粗盐水进入预处置器后压力突然下降，粗盐水中的空气析出，产生大量细微的气泡，细微的气泡附着在絮凝剂与Mg（OH）2凝聚的颗粒上使盐水中的机械杂质假比重低于盐水而上浮，在预处置器上表面形成浮泥，通过上排泥口排出，部份较重颗粒下沉形成沉泥，通过下排泥口排放，清液自出口流出。

3.3.2HVM膜过滤器工作原理

预处置后的粗盐水中含大量的钙离子，少量的机械杂质及微量的氢氧化镁沉淀，需加入必然量的碳酸钠溶液充分反映后，使钙离子生成碳酸钙沉淀，然后通过HVM膜将上述杂质过滤除去，从而取得纯净的精制盐水。

HVM膜过滤器工作原理如下：

粗盐水通过进液阀进入过滤器，并通过HVM膜过滤袋进行过滤。

清液通过薄膜过滤袋后进入上腔（清液腔），并通过液位罐清液管溢流至精盐水储槽；过滤液中的固体物质（滤渣）被薄膜过滤袋截流在过滤袋表面。

当过滤一段时刻后，薄膜过滤袋上的滤渣达到必然厚度后，过滤器自动进入反冲清膜状态，进液阀、反冲阀和排气阀按各自的功能自动切换，使滤渣离开薄膜过滤袋表面并沉降到过滤器的锥形底部，然后过滤器自动进入下一个过滤、反冲、沉降周期。

当过滤器锥形底部滤渣达到必然量时，过滤器自动打开６＃阀排出滤渣，然后从头进入下一运行循环周期。

HVM膜过滤器用于阻断盐水的阀门为GFVTM挠性阀，该阀通过阀门内胆的柔性接触，使含有任何固体颗粒、纤维的液体均能迅速达到100%关闭，配合凯膜公司自行设计的自控系统，对每一参数进行实时显示、修改、记录，并可与DCS等各类上位机进行通信，实现集散控制。

过滤器工作进程如下图所示：

3.3.3膜法除硝原理

膜法除硝是通过膜的选择性透过的原理。

施加压力使盐水透过膜元件，NaCL和H2O在压力驱动下透过形成回收盐水，而Na2SO4则因为膜的选择性而被截流在富硝侧。

从而取得Na2SO4浓度较高的富硝盐水和Na2SO4浓度较低的脱硝盐水。

3.3.4冷冻除硝原理

Na2SO4和NaCI共溶于二元水溶液中，从17.9℃起开始降温，Na2SO4的溶解度会下降。

通过冷冻结晶的方式，可将Na2SO4以十水芒硝形式从盐水中去除并取得贫硝盐水。

4.生成工艺流程

配水

来自脱硝工序的除去部份硫酸根的电解二期淡盐水和卤水、压滤清液和生产上水（按照需要加入）等别离进入两个配水槽。

上述化盐用水混合后，由化盐桶给料泵经板式换热器后送往化盐桶化盐。

（电解一期脱氯淡盐水直接打入盐水一期配水槽并和二期盐水并管打入化盐桶）其中化盐用