一次盐水工艺操作规程Word下载.docx

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本产品无需包装，以钢制防腐贮罐存放，泵和管道输送。

2.4产品质量指标

名称

指标

名称

指标

NaCl

305±

5g/l

游离氯

未检出

SS

≤1.0mg/l

Ca2++Mg2+

≤4mg/l

SiO2

≤2.3mg/l

有机物

≤10mg/l

SO42-

≤5g/l

Al3+

≤0.1mg/l

NH4+

NaOH

0.1~0.3g/l

Ba2+

Sr2+

≤2.5mg/l

Na2CO3

≤0.3~0.5g/l

Fe2++Fe3+

Ni2+

≤0.01mg/l

I-

≤0.2mg/l

PH值

9.5~10

温度

55~60℃

3.原辅材料介绍

3.1原材料：

卤水、原盐

3.1.1特性

分子式：

NaCl，分子量：

58.44，纯净的氯化钠为无色晶体，但原盐是由许多小晶体集合成的，另外晶体之间的缝隙中往往含有母液或空气因而变成白色且不透明，并因含泥沙而呈土灰色。

比重：

2.164。

无吸湿性，由于原盐不纯，特别是因含氯化镁而极易吸湿，另外常因温度变化而固结，熔点：

800℃，沸点：

1413℃。

溶解度：

在水中溶解度随温度变化不大，但随着温度的提高其溶解速度加快很多。

卤水是含有多种化学杂质和不溶性机械物的盐水，因而略显浑浊。

3.2辅助材料

3.2.1纯碱

3.2.1.1特性

Na2CO3，化学名称：

碳酸钠，俗名：

苏打，分子量：

106

白色粉末，密度2.533g/cm3（25℃），熔点854℃，易溶于水，在水中的溶解度随温度的变化而有较大变化，35.4℃达到最大溶解度，水溶液呈碱性。

吸湿性强，能因吸湿而结成硬块。

3.2.1.2规格

Na2CO3≥98.0%

生产中将纯碱用纯水溶解成浓度为20%水溶液使用。

3.2.2烧碱

3.2.2.1特性

NaOH，分子量：

40，化学名称：

氢氧化钠，纯的无水氢氧化钠是白色半透明的晶体，质脆、溶于水，溶液为无色透明液体，呈强碱性，具有很强的腐蚀性，含碱量32%左右，温度40℃，密度1.334g/cm3，沸点98℃，在空气中易潮解并吸收CO2，对皮肤有滑腻感，可烧伤皮肤。

使用时谨防溅到人的皮肤上、眼睛内，以免灼伤。

3.2.2.2规格

NaOH≥32%NaCl≤70mg/l

本工序使用的烧碱是由电解工段送来的浓度为32%氢氧化钠，然后用水稀释至浓度约为10%使用。

3.2.3三氯化铁

3.2.3.1特性

FeCl3，分子量163，黑色粉末，具有很强的氧化性，对铁、铜等金属腐蚀性特强，水溶液呈酸性。

3.2.3.2规格

FeCl3≥96.0%

生产中将固体FeCl3用水溶解成1%的水溶液使用。

3.2.4亚硫酸钠

3.2.4.1特性

分子式：

Na2SO3，分子量：

126，白色粉末，易溶于水，溶液呈碱性。

3.2.4.2规格

Na2SO3≥96.0%

在生产中，将Na2SO3用水溶解成浓度5%的水溶液使用。

3.2.5次氯酸钠

3.2.5.1特性

NaClO,分子量：

74.5，溶液具有强氧化性,常用于氧化消毒。

3.2.5.2规格

本工段使用的次氯酸钠由氯氢工段用泵送至次氯酸钠高位槽，然后加水配成有效氯浓度为5%的次氯酸钠溶液使用。

3.2.6盐酸

HCl,分子量：

36.5,密度1.159g/cm3（15℃）,浓度31%。

纯的盐酸为无色透明液体，工业盐酸因含有铁等杂质而呈黄色，有强烈刺激性气味，能溶于水、乙醇和乙醚中，具有强腐蚀性。

规格：

HCl31wt%Ca2++Mg2+≤0.5wtppmFe≤0.3wtppm

蒸发残渣≤25wtppm游离氯≤5wtppm

温度常温

3.3精制剂的配置

在配置槽中放入水，开蒸汽加热到60℃（FeCl3不需加热），把精制剂倒入槽中开压缩空气搅拌均匀打入高位槽。

a.NaOH溶液的配制

本工序中把32%NaOH溶液配制成10%的NaOH溶液使用。

配制方法：

每0.5m3的32%NaOH溶液加1.6m3水。

b.Na2CO3溶液的配制

本工序中使用的Na2CO3溶液浓度是20%。

每1000kgNa2CO3加4m3水。

c.FeCl3溶液的配制

本工序中使用的FeCl3溶液的浓度是1%。

每50kgFeCl3加4.95m3水。

d.NaClO溶液的配制

本工序中使用的NaClO溶液的有效氯浓度是5%。

1m3含有效氯10%的NaClO溶液加入0.92m3水。

e.Na2SO3溶液的配制

本工序中使用的Na2SO3溶液的浓度是5%。

每50kgNa2SO3加0.85m3水。

4.精制目的及原理

4.1精制目的

卤水或原盐中含有许多杂质，其中的钙镁杂质将会加大二次精制螯合树脂塔的生产负荷，缩短再生周期，严重时会使螯合树脂出现穿透现象，因此要求钙镁含量在规定值之内；

同时盐水中的游离氯会破坏螯合树脂的结构，使之失去作用；

重金属离子能使螯合树脂中毒；

有机物附着在螯合树脂上面，会使树脂溶胀，影响螯合树脂的吸附作用。

这些杂质的存在将严重影响二次精制盐水的质量，对离子膜电解槽的运行造成不可恢复性的损坏，对离子膜的使用寿命、电流效率、电耗以及安全生产等都会产生不良影响，所以必须对盐水进行精制。

盐水中的SO42-含量高时将在离子膜电解槽内阻碍Cl-放电，并在阳极产生O2，降低电流效率；

另外Na2SO4结晶会沉积在离子膜上，造成离子膜堵塞，Na2SO4在盐水中结晶会堵塞管道；

SO42-含量高还会使食盐溶解度降低，所以盐水中的SO42-必须控制在一定范围内。

4.2.1SO42-的去除

SO42-主要是以Na2SO4的形式存在的，本工艺是通过对淡盐水的预处理（去除游离氯，调节PH5-8，温度降到35℃左右）通过高压泵把淡盐水送入对一价离子和二价离子有选择透过性的膜过滤装置，贫硝水回返井槽，富硝盐水通过冷冻结晶法来除去SO42-的。

4.2.2Mg2+的去除

Mg2+通常以氯化物的形式存在于粗盐水中，加入精制剂氢氧化钠（NaOH）生成不溶性的氢氧化镁（Mg（OH）2）沉淀，其离子反应方程式为：

　　Mg2++2OH-→Mg（OH）2↓

为了提高反应速度和反应程度，氢氧化钠的加入量需要超过理论用量，以保证适当的碱度。

Mg（OH）2在PH=8时，开始生成胶状沉淀，而在PH=10.5～11时，反应完全。

在本工艺中，控制粗盐水中NaOH过碱量为0.1～0.3g/L。

通过添加烧碱，粗盐水中的铁离子、三价铬离子等生成氢氧化物沉淀与镁离子一同除去。

4.2.3Ca2+的去除

Ca2+离子一般以氯化钙（CaCl2）、硫酸钙（CaSO4）的形式存在于原盐中。

精制时向粗盐水中加入碳酸钠溶液（Na2CO3），使其与盐水中的Ca2+离子反应，生成不溶性的碳酸钙（CaCO3）沉淀，其离子反应方程式为：

Ca2++CO32-→CaCO3↓

上述反应的进行程度取决于反应时间和精制剂的加入量及NaOH的过碱量。

加入碳酸钠的量为理论用量时，需搅拌数小时，才能使反应达到碳酸钙沉淀的终点。

但若加入超过理论用量0.8g/L时，会使反应在15分钟内完成90％，在不到1h之内就能实际完成并使溶解的Ca2+离子浓度在1PPm以下。

为了把Ca2+除净，精制剂Na2CO3的加入量必须稍稍超过反应所需理论用量。

本工艺，控制粗盐水中Na2CO3过碱量为0.3～0.6g/L。

4.2.4有机物的去除

盐水中的有机物会对HVM过滤膜及二次盐水工序中离子交换树脂造成损害，所以必须除去。

在本工艺中，通过加入氧化剂次氯酸钠（NaClO）溶液，把盐水中的有机物氧化分解成小分子有机物，最终通过絮凝剂的吸附和共沉淀作用，在预处理器中除去。

4.2.5过量游离氯的去除

盐水中游离的氯，一般以ClO-的形式存在，会对过滤设备、二次盐水精制设备造成很大危害，必须全部除去。

本工艺采用加入还原剂亚硫酸钠（Na2SO3）溶液，使其与盐水中过量的游离氯发生氧化还原反应，以除去盐水中残留的游离氯。

ClO-+Na2SO3→Na2SO4+Cl-

本工艺要求合格一次盐水的游离氯含量未检出。

4.2.6FeCl3加入的目的

FeCl3在碱性溶液中与OH-反应生成的Fe（OH）3具有胶体性质，有吸附和共沉淀作用，做为絮凝剂使用，本工艺在澄清桶前加入FeCl3，是为了促进BaSO4的沉淀，在预处理器前加FeCl3是为了增加Mg（OH）2的絮凝，加快浮上效果，但Fe3+不能过量，过量则与NaOH生成的Fe（OH）3会堵塞离子膜，降低电流效率。

FeCl3在碱性条件下发生反应，其反应方程式如下：

FeCl3+3NaOH＝Fe（OH）3↓+3NaCl

4.2.7预处理

精制过程中产生的大量Mg（OH）2沉淀为胶状絮片，极难沉降，同时也不利于HVM膜过滤器正常操作，故采用浮上法经预处理器将Mg（OH）2先行除去。

首先，将粗盐水通过加压融气罐，罐内保持0.2～0.30MPa压力，在压力的作用下使粗盐水溶解一定量空气（一般5L/m3粗盐水），当粗盐水进入预处理器后压力突然下降，粗盐水中的空气析出，产生大量细微的气泡，细微的气泡在絮凝剂的作用下与盐水中的机械杂质形成假比重较低的颗粒一起上浮，在预处理器上面形成浮泥，通过上排泥口定时排放，部分较重颗粒下沉形成沉泥，通过下排泥口排放。

清液自清液出口流出。

预处理（浮上澄清法）的优点是适合于含Mg2+较高的原盐,受温度变化的影响较小,清液分离速度快,生产能力大。

预处理（浮上澄清法）的效果取决于

（1）精制反应充分完成；

（2）空气与粗盐水有足够的接触机会，并保持一定的压力；

（3）溶于盐水中的空气在絮凝反应室内完全释放为细微的气泡；

（4）粗盐水中加入适量的絮凝剂；

（5）盐水温度稳定；

（6）盐水流量稳定；

（7）及时排出浮泥和沉泥。

4.2.8HVM膜过滤

经预处理器处理后的粗盐水中仍含有少量的机械杂质、大量的Ca2+离子及微量的氢氧化镁，因此需加入一定量的碳酸钠充分反应后，生成CaCO3沉淀，在一定的压力下通过平均孔径约为0.5μｍ的HVM膜，使杂质被过滤掉，从而得到纯净的一次盐水。

4.3中和

经HVM膜过滤后，盐水中的Ca2+、Mg2+含量降低了，但还存在没有滤掉的CaCO3和Mg（OH）2微粒，Mg（OH）2微粒溶解的PH值为10.5，CaCO3溶解的PH值为9.4。

由于盐水的PH值为10.5，