一次盐水精制[2].ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习重点：,一、盐水精制概念和分类,二、一次盐水精制指标,三、固液分离精制的基本原理,四、一次盐水精制流程图,一次盐水工艺讲解,一、盐水精制概念和分类,1,、原盐会带入系统中很多有害杂质，如,Mg,2+,、,Ca,2+,、,SO,4,2-,、,有机物（菌类、腐殖酸）等，可分为,溶解杂质,和,不溶杂质,。,2,、由于溶解杂质的去除要比不溶解杂质的去除难度更大，成本更高，所以工业上尽可能用化学办法使溶解杂质形成不溶杂质，然后通过,固液分离,方法如,浮上,、,沉淀,、,过滤,等方法分离精制；对不能形成固相的溶解杂质，进一步采用离子交换的方法去除，大分阴离子如,SO,4,2-,通过,纳滤膜法,去除，,有机杂质,采用,氧化法,去除。,一次盐水工艺讲解,首页,二、一次盐水精制指标,1,、盐水经化盐饱和后，含有大量的可溶和不容杂质，必须用有效方法稳定地去除，达到离子交换精制的要求，即达到螯合树脂离子交换塔基本要求。,2,、盐平均质量,NaCl,=96%Ca,2+,=3%Mg,2+,=2%,SO,4,2-,=0.5%SS=1%,）,项目,入固液分离系统盐水,出固液分离系统盐水,Ca,2+,3400,ppm,3,ppm,Mg,2+,2300,ppm,2,ppm,SS,1100,ppm,1,ppm,一次盐水工艺讲解,首页,三、固液分离精制的基本原理,过滤工艺：,HVM,膜过滤,重力分离,沉降分离,浮上分离,斯托克斯公式,溶气析出附着原理,Ca,2+,Mg,2+,基本要求：尽可能使杂质形成固相大颗粒固，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离子交换分离。,工艺路线：重力分离,+,过滤工艺,重力分离：依据固液比重差，实现固液相间分离,一次盐水工艺讲解,首页,一次盐水工艺讲解,预处理器,次氯酸钠,三氯化铁,碳酸钠,后反应槽,M,HVM,膜过滤器,压,缩,空,气,盐,酸,压,缩,空,气,板框压滤机,滤 液 池,配,水,槽,海盐,化盐池,前反应槽,M,2#,折流槽,文丘里混合器,空气,缓冲罐,加压,溶气罐,气 水 混 合 器,盐酸,亚硫酸钠,3#,折流槽,生产上水,淡盐水,(,脱硝,),淡盐水,(,脱氯,),碱蒸发冷凝水,氢气洗涤水,盐泥滤液水,HVM,膜回水,配水槽,压,缩,空,气,盐 泥 池,一次盐,水贮槽,二,次,盐,水,蒸汽,SC,盐水换热器,60,液碱,四、一次盐水精制流程图,首页,一次盐水工艺讲解,盐水精制方法：采用次氯酸钠烧碱纯碱法。,步骤：化盐、精制反应、预处理、膜过滤、中和、盐泥处理,温度,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,溶解度,26.34,26.35,26.43,26.56,26.71,26.89,27.09,27.30,27.53,27.80,溶解度,g/L,316.2,316.7,317.2,317.6,318.1,319.2,320.5,321.8,323.3,329.3,根据,NaCl,在不同温度的溶解度表。,一次盐水工艺讲解,由于镁离子与氢氧根离子可以生成难溶性的氢氧化镁沉淀，因此，在盐水中加入氢氧化钠溶液，可使盐水中的镁离子与氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀而除去；其化学反：,Mg,2+,+2 OH,-,+Mg(OH),2,为了将,Mg2+,有效去除，精制剂氢氧化钠的加入量要比反应所需的理论量稍多些（即过理,0.1,0.3 g/L,）,Mg,2+,与,OH,在,PH,值约为,8,时开始反应，,PH,值为,10.511.5,时反应迅速完成，形成胶状絮凝物，在,NaOH,过量约,0.2 g/L,时，盐水中含,Mg,2+,可小于,1 10,-6,，一般,NaOH,过量指标应控制在,0.1,0.3 g/L,。,盐水中的菌藻类会分泌一种黏液,与腐殖酸等天然有机物混合在一起很难过滤，大大影响过滤能力；如进入盐水二次精制工序还将影响树脂塔交换能力和离子膜的性能；菌藻类和腐殖酸等有机物可以被次氯酸钠分解成为小分子，再通过,Fe(OH),2,的吸附和共沉作用，在预处理器中被预先除去，一部分不溶性杂质也被同进除去。这是保障过滤和精制效率的有效手段。,在粗盐水进前反应槽这前在折流槽内投加,1%,（质量分数）,NaClO,溶液的同时，定期检测出反应槽盐水的游离氯浓度，以（,1,3,）,10,-6,为宜；再根据检测结果适量增减,NaClO,溶液的投加量。,一次盐水工艺讲解,一次盐水工艺讲解,加压罐的控制一是保证气压稳定，工艺上采用控制减压阀来稳定溶气缓冲罐的压力。盐水溶气量的多少是影响预处理上浮情况的重要因素，生产中通过控制容器压力为,0.25MPa,，二是控制溶气稳定的液位。稳定的液位有利于溶气，振荡的液位使盐水中溶气极不稳定。当液位上升时，液体压缩气体，溶气压力上升，影响加压泵输入；液位下降时，溶气压力会下降，影响溶气效果，从而影响响盐水在预处理中的上浮效果。生产中溶气罐稳定的液位是通过加压泵变频来实现的，般控制在,50%,左右。,一次盐水工艺讲解,投加铁盐预处理剂是为了吸附天然有机物并与沉淀物一同去除。三氯化铁之所以能起絮凝剂作用，是因为进入盐水后生成了,Fe(OH)3,，,Fe(OH)3O,为胶状物，从而将小颗粒,Mg(OH)2,及有机物等轻质胶粘在一起共同形成絮悬浮物上浮至预处理器上层，达到除,Mg2+,的目的。当加入,FeCl3,量少量，不能使悬浮颗粒沉降下来，从而引起盐不返浑，当加入量大时，一方面使助沉剂性能改变，使其起到分散作用，造成盐水返浑，另一方面，加大了,FeCl3,消耗，增加了成本，且加大了电耗。,FeCl3,加入量主要通过观察预处理盐泥颜色判断。如果显红色，则说明加入过量，如显白色，则加入不足，一般以显土黄色为准。,一次盐水工艺讲解,d,2,(r,1,-r,2,),W=-,18,依照斯托克定律，固体粒子在重力的作用下的沉降速度可有公式表示为：,式中：,W-,固体粒了沉降速度；,m/s,d -,固体粒子直径；,m,r,1,-,固体粒子比重；,kg/m,3,r,2,-,清液比重；,kg/m,3,-,悬浮液粘度；,Ns/m,2,从上述公式要以看出，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，与悬浮液粘度成反比。在实际生产中，向悬浮液中添加凝聚剂的方法来增加悬浮粒子的直径；用提高悬浮液的温度的方法来降低悬浮液的粘度和比重，加速悬浮液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）的方法来减少颗粒下降距离提高颗粒聚集机率。,一次盐水工艺讲解,反应式澄清桶其特点：,中心反应区体积大；盐水上升分布均匀；澄清变速率流动，对温度、浓差等比重差变化敏感度低。澄清区内壁和外壁有斜板效应，盐水上升速度较高，变速澄清使小颗粒在下部相互碰撞结合成大颗粒沉降。,a,b,c,a,b,c,原理：颗粒重力减去浮力合力,b,要大于流体运动阻力,a,。但矢量合力,c,要远大于,a-b,，这样颗粒可以快速向侧壁移动，同时移动较短距离后即可沿侧壁下降，使清液上升速度可以大于直筒形澄清桶；桶下部流速快上部慢，可以使小颗粒在下部相互碰撞团聚。,一次盐水工艺讲解,在一定温度下,Ca,2+,是否有效去除，决定两个因素，即反应时间长短和碳酸钠过量程度，如碳酸钠按理论用量加入时，需搅拌几个小时才能沉淀完全；若碳酸钠过量,0.5 g/L,，温度高于,45,，则在半小时内完全反应，盐水中的,Ca,2+,含量可以达以：,1 10,-6,精盐由于钙离子与碳酸根离子可生成难溶性的碳酸钙沉淀，因此，在盐水中加入碳酸钠溶液，可使盐水中的钙离子与碳酸根离子生成碳酸钙沉淀而除去；其化学反：,Ca,2+,+CO,3,2-,+CaCO3,为了将,Ca2+,有效去除，精制剂碳酸钠的加入量要比反应所需的理论量稍多些（即过量,0.25,0.50 g/L,）在溶解池内定量加入水和固体纯碱，用蒸汽加热，并用空气搅拌，使溶解速度加快，待固体纯碱溶解完，搅拌均匀，取样分析，密度达到,1210,1240 g/m3,。,一次盐水工艺讲解,精盐水中的碳酸钙为结晶型沉淀，较易过滤，而氢氧化镁为胶体絮状物，当,Ca,2+,/,Mg,2+,2,时，氢氧化镁呈稳定可以较好的包裹碳酸钙，过滤效果较好。如果碳酸钙较少，大量的氢氧化镁悬浮在盐水中，将影响过滤能力。因此，盐水中的镁、钙比值影响过滤能力，一般要求,Ca,2+,/,Mg,2+,2,。盐水温度是盐水精制的一个重要指标，提高 盐水温度，可以使盐水黏度和密度减小，有利于过滤；但过高的温主将使能耗上升，并使盐水形成过饱和；当温度降低后，过饱和的盐水易析出结晶，从而堵塞管道等。因此，需把温度控制在,50,60,之间。氯化钠溶解度：,50 319.2 g/L 60 320.5 g/L,一次盐水工艺讲解,HVM,膜：,HVM,膜孔径为,0.220.5,微米，过滤时液体中的悬浮物被全部截留在,HVM,膜的表面，滤清液通过膜孔自中空的管式膜中部排出。因膜孔细小不会因颗粒物穿入膜内部使过滤能力下降。当膜表面集聚了大量固体物质使过滤流量下降时过滤器给予膜轻微反冲，由于膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数，同时没有颗粒深入膜内部，滤饼将完全脱离膜表面，有效地收集了液体中的固体颗粒。完全以纯聚四氟乙烯为原料，具备了聚四氟乙烯的化学及物理性质。是一种强度很高的材料，使滤料寿命大大高于常规滤料。质密、多孔、光滑的膨化聚四氟乙烯膜使固体颗粒的穿透接近零，它的低摩擦系数，化学稳定性和表面光滑的特点使过滤压力极低，适用范围极广。膜的表面极为容易清理，实现完全的表面过滤。,一次盐水工艺讲解,从,HVM,膜出来的精制盐水，通过加入,31,的盐酸调节,PH,值至,8.5,9.8,，使盐水中,Ca,2,、,Mg,2,彻底离子化，以便在二次精制单元中除去。螯合树脂最佳运行指标,8,11,。,一次盐水工艺讲解,由于盐水中的游离氯会损坏离子膜交换树脂（螯合树脂），因此，需用亚硫酸钠将盐水中的游离氯除尽。其反应式如下：,NaClO,+Na2SO3 Na2SO4 +,NaCl,为了确保游离氯被除尽，亚硫酸钠应过量投加，根据测量过滤后盐水的,ORP,值，调节,Na2SO3,投加量来控制盐水中的游离氯。为使精盐水中游离氯为零，根据在线的,ORP,检测结果（要求,ORP-50 mV),，适量增减,Na2SO3,溶液的投加量。,