离子膜法电解用盐水固液分离精制工艺技术比较及发展方向

第9期2011年9月中国氯碱ChinaChlor—AlkaliNo．9Set)．。2011离子膜法电解用盐水固液分离精制工艺技术比较及发展方向刘国桢(中国氯n．z-业协会烧碱专家委员会主任，沈阳化工集团公司，辽宁沈阳110026)摘要：分析了离子膜法电解用盐水各种固液分离精制工艺技术的优缺点。提出了盐水固液分离精制技术的发展方向。关键词：盐水；固液分离；精制；发展方向中Itlff类号：TQll4．261文献标识码：A文章编号：1009-1785(2011)09—0001—07Ion-exchangemembraneelectrolysiswithsaltsolid-liquid~parationandlrificationtechnoloRycomparedanddevelopmentseparationandpuriticationtecnnoloRycompareaanaevelopmentLiUGuo-zhen(ShenyangChemicalGroupCo．，Ltd．，Shenyang110026，China)Abstract：Thesolid—-liquidseparationandpurificationtechnologywithvariousbrinewereanalysedandcompared，anddevelopmentofsolid-liquidseparationandpurificationtechnologywithvariousbrinewasproposed．Keywords：brine；solid-liquidseparation；purification；development随着离子膜法食盐电解技术的发展，特别是装置大型化、电解电流密度逐步提高和电槽膜极距的普遍采用，对盐水质量的要求逐步提高，同时，随着科技进步和各领域间的技术转移。也催生了多种新型盐水固液分离精制工艺技术，呈现出不同的工艺特点和优势。丰富了盐水精制技术内容和含量，给生产提供了更多的选择空间。1固液分离精制盐水的目的为更科学准确地反映盐水精制的工艺过程，从分离原理分类，对用化学法在盐水中形成固相，然后用物理方法去除杂质的过程称之为固液分离精制：对采用离子交换方法除去杂质的过程称之为离子交换精制：对用纳滤膜法分离SO．~-过程称之为纳滤膜法精制。盐水经化盐饱和后。含有大量的可溶和不溶杂质，必须用有效方法稳定去除，达到离子交换精制的要求，即达到螯合树脂离子交换塔(树脂塔)的基本要求。为稳定树脂塔操作、提高进槽盐水质量，进入树脂塔的盐水杂质含量尽量低并保持稳定。固液分离精制系统的进入盐水质量受原盐质量控制，出水质量受到树脂塔性能制约。在约定盐平均质量(NaC1=96％。Ca2=3％，Ug=2％，SO=0．5％，SS=l％)前提下，进入和排出盐水固液分离精制系统的盐水质量指标见表1。表1固液分离精制出入盐水质量指标1O’6项目入固液分离系统盐水出固液分离系统盐水2固液分离精制的基本原理盐水固液分离精制的基本要求是尽可能使杂质形成固相大颗粒．可通过初步的重力分离去除大部分杂质或指定的部分成分，并最终通过精密过滤达到树脂塔指标要求，因此，固液分离精制的工艺路线可分为2种：重力分离+过滤工艺和单纯过滤工艺。2中国氯碱2011年第9期重力分离依据固液相的比重差．实现固液相间分离，根据分离对象不同，可分为沉降分离和浮上分离。沉降分离依据斯托克斯公式针对以钙为主的混合固相分离效果较好，而浮上分离则依据溶气析出附着原理对以镁为主的固相分离效果较好。其优点是处理能力大．可以处理不易过滤物质缺点是对小颗粒精制效果差，对影响固液相比重差变化因素(如温度、流量、盐浓度等)敏感。依照斯托克斯定律。固体悬浮粒子的沉降速度与悬浮粒子的直径平方、固体悬浮粒子的比重与清液比重差成正比。与悬浮液黏度成反比。在实际生产中。向悬浮液中添加凝聚剂来增加悬浮粒子的直径，提高悬浮液的温度来降低悬浮液的黏度和比重，加速悬浮粒子的沉降速度并促使沉淀颗粒长大，以大角度倾斜壁(外壁和反应筒外壁)的方法减少颗粒下降距离从而提高颗粒聚集机率。过滤分离依据过滤基本方程实现孔隙过滤，存在滤料(滤布)加滤饼双重作用效果，但不同的过滤工艺。可根据主要过滤作用的滤层分为滤料过滤和表面膜孔隙过滤。即滤料过滤和表面过滤。过滤分离也可采用分级过滤工艺，即第1步用粗过滤去除大部分杂质，再用精过滤达到指标要求。过滤分离优点是过滤精度可调，对盐水工艺参数差变化(如温度、流量、盐浓度等)不敏感，缺点是固相成分变化易影响滤层透过性使流量变化。过滤的基本方程：【】dV—S2APd'rI~r'v(V+Ve)式中：V一滤液体积，msT一过滤时间，SS一过滤面积，m△P一滤饼两侧压差。N／m2一滤液黏度，Ns／mr一单