颇尔膜过滤器在盐水生产中的应用.pdf

第4 4 卷第1 1 期2 0 0 8 年1 1 月氯碱工业C h l o r A l k a l iI n d u s t r yV 0 1 4 4，N o 1 1N o v，2 0 0 8【盐水】颇尔膜过滤器在盐水生产中的应用鄂有幸+，陈奕昭，郑英兰(南宁化工股份有限公司，广西南宁5 3 0 0 3 1)关键词 颇尔膜；过滤器；S S；盐泥 摘要 主要介绍了采用颇尔膜过滤器的一次盐水精制系统的工艺流程、技术特点、盐水质量，指出了该过滤器在运行过程中出现的问题及注意事项。中图分类号 T Q l l 4 2 6 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8 1 3 3 X(2 0 0 8)1 1 0 0 0 8 0 4A p p l i e a t i o no fZ F m e m b r a n em t e r si nb r i n ep r o d u c t i o nEY o u x i n g，C H E NY i z h a o，Z H E N GY i n g l a n(N a n n i n gC h e m i c a lI n d u s t r yC o，L t d，N a n n i n g5 3 0 0 31，C h i n a)K e yw o r d s：Z F m e m b r a n e；f i l t e r；S S；s a l ts l u r r yA b s t r a c t：T h et e c h n o l o g yp r o c e s s，t e c h n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n db r i n eq u l i t yo fp r i m a r yb r i n er e f i n i n gs y s t e ma r em a i n l yi n t r o d u c e d a b o u tZ F m e m b r a n ef i l t e r s T h ep r o b l e m sa n dp o i n t sf o ra t t e n t i o na r ep o i n t e do u ti nt h ep r o c e s so ff i l t e rr u n n i n g 1南宁化工的盐水装置及工艺情况南宁化工股份有限公司(以下简称“南宁化工”)现有隔膜法烧碱生产能力为1 0 万t a，离子膜法烧碱的生产能力为2 0 万t a。与其配套的盐水装置共有3 套，具体情况见表1。在南宁化工5 万t a 隔膜法烧碱技术改造项目中，盐水生产工艺选用了颇尔(Z F)膜过滤盐水精制工艺，该工艺装置从2 0 0 7 年1 1 月份开车以来(到本文刊出时)已稳定运行了9 个多月。表1南宁化工的3 套盐水装置及工艺情况2Z F 膜盐水生产工艺介绍2 1 工艺流程叙述离子膜电解脱氯淡盐水、隔膜液碱蒸发回收水、板框压滤机滤液、再生系统回收盐水等杂水进入配水池，通过配水泵打到化盐池，在折流池中加入精致剂，流人前反应池并搅拌充分后，通过粗盐水泵打到粗盐水槽，加压打到加压溶气罐，与空气充分接触后再加入F e C l，然后进入预处理器；从预处理器出来的盐水流人后反应池，在后反应池加入N a：C O。及N a 2 S 0，同时根据出后反应池的c a 2+、M 9 2+的总质量从盐泥循环槽中加入盐泥。后反应的盐水流人中间槽，经过滤器进液泵打到z F 膜过滤器，得到合格的精盐水，送离子膜电解岗位。主要工艺流程见图1。2 2Z F 膜技术特点及过滤器工作原理膜表面过滤要求过滤元件表面的最大过滤孔径小于被过滤悬浮物颗粒的最小粒径，新一代颇尔膜过滤孔径为0 2 m，并具有极高的孑L 隙率(达9 9)，进而有较高的过滤精度、渗透精度和渗透通*作者简介 鄂有幸(1 9 8 4 一)，男，助理工程师，2 0 0 5 年7 月毕业于北京化工大学应用化学系，现任南宁化工股份有限公司氯碱厂工艺员，负责新增颇尔膜盐水过滤器系统的安装、调试、日常工艺管理。收稿日期 2 0 0 7 1 2 2 58万方数据多袋式过滤器一 滤芯消毒方法1 消毒柜内消毒,把滤芯从塑料袋中取出,置于消毒柜内在121ºC 下消毒 30 分钟.2 在线消毒请,滤芯按正确的方法安装在滤器内(固定板与滤芯间隔 0.5mm).通蒸汽 30 分钟二 进出流向识别滤芯外面进中间出,正反冲可按不同方向进行.三 孔径识别多袋式过滤器多袋式过滤器 http:/ 滤芯安装方法1 将 O 型圈湿润，慢慢将滤芯垂直插入，必须全部插到不锈钢第圆槽内。2 将滤芯部翅片用不锈钢孔板压好，压板不需太紧，以防高温消毒时滤芯变型。3 避免直接用手接触滤芯。4 使用前尽可能冲洗滤芯。5 开机或关机时，请慢慢转动阀门，不要一下子打开或关闭，以防在高温消毒时滤被吸瘪。五 滤芯维护方法滤芯使用至不能满足设计流量时(流量明显下降前后压力表差在 0.1MPa)请停机后 打开滤器从滤器，从中取出滤芯，用清水冲洗表面赃物，然后先在的 4%的盐酸中浸泡 24 小时，再在 4%的氢氧化钠中浸泡 24 小时，后用清水冲洗(浸泡时取下二根 O 型圈，以防膨胀)。六 储存法袋式过滤器袋式过滤器 http:/ 将滤芯浸泡在消毒剂中，将滤器不锈钢外壳灌满消毒剂。2 滤芯取出烘干，(50ºC 36 小时)3 将滤芯取出晾干，在气候干燥地区。4 未干燥的滤芯请不要用塑料袋包装以防发霉。聚丙烯滤芯：(PP)材质：聚丙烯滤芯介质为聚丙烯膜。第11 期鄂有幸等：颇尔膜过滤器在盐水生产中的应用量；膜材质为全聚四氟乙烯，一次成型结构，无其他材料复合及搭接缝，具有良好的机械强度和耐腐蚀性；Z F 膜组件骨架采用耐腐蚀的微孔E P D M 支撑，过滤袋采用无卡箍的C P V C 头盖，便于安装、维修。颇尔过滤器主要工作原理为：盐水通过气动挠性阀进人过滤器，经过滤袋进行过滤。清液经过滤袋进入清液腔溢流排出；过滤液中的固体物质被过滤袋截流在过滤膜表面，滤膜上的滤渣达到一定厚度后，过滤器自动进入反冲洗状态，使滤渣脱离薄膜滤袋表面，沉降到过滤器的锥型底部(此时，过滤器进入下一个过滤、反冲、沉降周期)；当滤渣在过滤器锥型底部达到一定量时，过滤器自动排出滤渣，然后重新进入下一运行循环周期。过滤器连续运行到一定周期(2 0 2 2d)时，必须进行酸洗。2 3 装置特点(1)增加了盐泥循环工艺。其原理是在后反应池中C a 2+与N a：C O，反应生成的C a C O，颗粒随盐水打到过滤器，C a C O，颗粒附在Z F 膜表面，形成优良的“助滤层”，提高过滤效果。因为南宁化工使用澳盐，与国产盐相比，澳盐所含的C a 2+、M 9 2+及其他杂质都较少，而进z F 膜过滤器的盐水质量要求P(C a“)1 5 0m g L、P(C a“)-P(M g“)1 0：1 才有利于在Z F 膜上形成以C a C O，为主体的助滤层。因此，颇尔过滤器(北京)有限公司(简称“颇尔公司”)根据南宁化工的实际情况增加了盐泥循环工艺，即从过滤器底部排出的盐泥打到后反应池(如图1 所示)。在后反应池中总c a 2+的质量浓度低于1 5 0m g L 时，将启动盐泥循环装置。空气1 一配水槽；2 一配水泵；3 一化盐池；4 一前反应池；5 一粗盐水泵；6 一粗盐水槽；7 一加压泵；8 一气水混合器；9 一加压溶气罐；l O 一预处理器；1 1、1 2 一后反应池A、B；1 3 一盐泥循环泵；1 4 一中间槽；1 5 一过滤器进液泵；1 6 z F 膜过滤器；1 7 一盐泥循环槽；1 8 一精盐水槽；1 9 一板框压滤机滤液；2 0 一离子膜生产系统淡盐水；2 l 一隔膜法烧碱生产系统蒸发回收水；2 2 再生系统回收盐水图1Z F 膜盐水精制工艺流程图(2)该系统不设有除S O：一装置南宁化工自不够、盐水自流过慢或管道堵塞所引起的反顶现象。2 0 0 3 年开始使用含s o；一量较少的澳大利亚盐，并3运行情况通过隔膜回收盐水和离子膜脱氯淡盐水部分互换使2 0 0 7 年11 月，南宁化工氯碱厂z F 膜盐水精制用，从而通过隔膜碱带走一定量的s o；一。因此，长系统正式开车，在极短的时间内生产出合格盐水，至期以来南宁化工氯碱厂一次盐水中的S O；一质量浓今(本文刊出时)已运行9 个多月，过滤器在过滤、泄度远低于5m g L。压、反冲、沉降、排泥等各方面显示出了良好的稳定(3)后反应池的盐水先集中到中间槽，然后通性。Z F 膜过滤系统的盐水在开车前3 天的s s 值如过过滤进液泵打入Z F 膜过滤器，这就避免了因位差表2、表3 所示(2h 次，光度法测试，在开车的前39呵$少I I 水?5蛉盼一盐5 5庐蓬j|万方数据氯碱工业2 0 0 8 血天1”过滤器过滤的盐水中的S S 质量浓度见表2，2”过滤器过滤的盐水中的s s 质量浓度见表3)。由表2、表3 可见，s s 的质量浓度达到离子膜法烧碱生产所用盐水的低于1m g L 的要求，但没有达到颇尔公司低于0 5m g L 的指标，多数值为0 5 0 8m g L。表21 4 过滤器过滤的盐水中的S s 的质量浓度m g L颇尔公司要求使用s s 国家标准测量方法即重见表4(每天监测3 次，l 班1 次)。由表4 可见，量法测试，但所测值并无明显变化。经跟踪检查分P(s s)多数在0 4 0 0 5 5m g L，1 3 平均数在0 5析得知，是以下几种原因导致了盐水中的s S 含量的m g L 上下，基本达到预期的过滤效果。但与颇尔公超标。清液腔底部及腔壁有安装残留杂物；滤司提出的理想效果p(s s)0 4m g L 还有一定的差袋头盖和密封盖螺丝没有拧紧；盐水管道过长，造距，其中一个原因可能是分析方法不同。南宁化工成管道清洗不彻底。经停车清洗过滤器清液腔，紧分析室长期使用光度法测量p(S S)，而较为准确、通固滤袋头盖和密封盖，于2 0 0 7 年1 1 月1 81 3 整改用的(也即国家标准测量方法)是重量法，但该方法后，系统投入运行，精盐水贮槽中的S s 质量浓度值测量周期长。表4 整改后2 0 0 7 年1 1 月份精盐水贮槽中S S 的质量浓度m g L班次1 F i i 石1 i 五1 二百1 _ i 1 _ 著1 _ i 等_ i i j F i j F 百j F 百写厂i j F总平均049前文提到的盐泥循环工艺在运行过程中并没有经常性启动，在一个多月的运行中仅启动了两次，开启条件为后反应池总P(c a 2+)1 5 0m g L，但开启后P(S S)值并无明显变化，过滤器出口盐水中的P(C a 2+)、p(M 9 2+)也没有明显变化。盐泥循环在南宁化工一次盐水过滤工艺中的应用还有待于进一步摸索。Z F 膜过滤器在运行2 0 2 2d 或者过滤压差超过0 0 5M P a 时，必须停车酸洗。南宁化工新增z F膜过滤器系统1 1 月1 41 3 开车运行，在1 2 月81 3 对两台过滤器进行酸洗(期间有1 2d 处于停车状态，总运行时间约为2 2d)，清洗前1”、2 8 两过滤器的过滤压差为0 0 3 0 0 4M P a。酸洗后两台过滤器的过滤压差均恢复到试车时的0 0 1 0 0 2M P a。4 运行过程出现的问题及注意事项(1)过碱量大。1 0因为隔膜法烧碱生产系统回收盐水中的碱含量较高，致使配水中含碱量高，最终导致了精盐水的高碱含量。新增5 万t a 离子膜法烧碱系统在运行初期氯中的高氧含量，其质量分数超过0 6，一定程度上是过碱量大，在电解阳极上发生4 0 H 一4 e 一2 H：0+0：反应造成的。(2)粗盐水槽盐水温度低。受生产场地的限制及考虑到原有设施的综合利用(新增Z F 过滤膜过滤系统与原有H V M 膜过滤系统共用化盐池、前反应池)，前反应池离z F 过滤膜盐水系统生产场较远，在生产现场设有粗盐水槽(见图1)。该流程盐水管线过长，散热量大，粗盐水槽盐水温度通常在5 0 左右。(3)压缩空气不稳定。(下转第3 7 页)必弱舵拍OO0O弛 弘舶00OO钉弱如弘OOO0弘乾钙钉OOOO矾铝钉够00OO弘勰n 铝OOOO钉”船O00O眈鼹舵钉OOOO甜舛乳00OO观钙钙0OOO舵躬舵OOOO矾甜 00OO铊镐观钾0OO0班班班均平早中晚日万方数据第1 1 期许素丽等：燃烧法测定氢气纯度的注意事项及改进厅g 拓礼。与)1 5 分析与测试3 5瞥造手h s 石飞辱孓e 石飞#；!矿使气体冷却，然后全部压送到量气管3 内，关闭旋塞5，等3 内液面不变化时，拿起水准球1 使之与3 内液面在同一水平面上，读取燃烧后的体积K。队图3 水准瓶示意图(4)结果计算埘(H 2)：坚掣5 3 1 0 0。yl式中：y。一燃烧前氢气样品的体积，m L；匕燃烧后样品的体积，m L；5 3 一空气含量系数(空气中含氧量大约为l 5)。3 测定中的注意事项离子膜电解放出氢气的纯度特别高，一般都在9 9 5 以上，这就要求测定时除了正确使用燃烧器外，取样、进样过程同样重要，严防混入空气(空气中氧气的质量分数约为2 1，混入少许空气就会造成较大的误差)，使结果偏低，同时还有爆炸的危险。而图1 中的单头双考克取样器A，进样时其头部a c 段和b d 段内的空气会 昆入样品气中，使测定结果偏小。所以必须改进氢气的取样、进样器具及方法。4改进方法(1)取样器的改进。通过与厂家沟通，定制了如图4 所示的双头双考克棕色气体取样器B。(上接第1 0 页)冬季则更低，没有达到指标要求的5 5 6 0，在停车时间较长的时候甚至降为5 0 以下。这对除C a 2+、M 9 2+亦有一定的影响。空气在盐水中的溶解度较低，温度和压力是影响空气溶解度的重要因素，因此，盐水温度高及空气压力低会使空气难溶于盐水中，而加大空气压力，又会使动力消耗过大。南宁化工颇尔过滤器盐水精制系统的压缩空气是由南宁化工其他分厂提供的，气源压力不稳定，空气调节阈调压作用不明显，导致进入加压溶气罐的工艺空气压力时而高于颇尔公司提出的o 2 2 0 2 5M P a指标范围，时而又达不到颇尔公司的指标要求，压缩空气在盐水中不能形成稳定的小气泡，导致预处理效果不稳定。(4)过滤器顶部清液腔没有“顶盖”。由于士建条件的缺陷，两台过滤器露天放置，南水，直至水从e。端流出，即用水把a。eb l d。两段管I ，钆国，上：管3 相连，旋转旋塞a。、b，使d。、e。端打开，再打开5结语方地区的大量降雨会影响到盐水质量(浓度、杂质)，尤其是小流量运行时对浓度影响较大；另一方面，空气中的悬浮物也可能污染盐水，影响精盐水的S S 含量。(5)使用注意事项。z F 膜过滤袋严禁被油污染，盐水中含油时严禁进人过滤器；长期停车时滤袋应保持浸泡在N a C l 0 质量浓度为1 3m g L 的水或盐水中，严禁菌藻类腐蚀滤膜。5结语Z F 膜盐水过滤系统已经在南宁化工氯碱厂稳定运行9 个多月，没有破损、高压、流量不稳、自控系统失灵等异常情况，从整体上讲这套系统在技术和工艺上是成熟可靠的，s s 的质量浓度基本达到小于0 5m L 的目标值，对于以上存在的问题有待于进一步的摸索，并在以后的生产中加以完善。编辑：费红丽3 7万方数据颇尔膜过滤器在盐水生产中的应用颇尔膜过滤器在盐水生产中的应用作者：鄂有幸，陈奕昭，郑英兰，E You-xing，CHEN Yi-zhao，ZHENG Ying-lan作者单位：南宁化工股份有限公司,广西,南宁,530031刊名：氯碱工业英文刊名：CHLOR-ALKALI INDUSTRY年，卷(期)：2008，44(11)被引用次数：1次 相似文献(6条)相似文献(6条)1.期刊论文 郝明松.HAO Ming-song 颇尔膜过滤器应用于一次盐水运行总结中国氯碱2010(5)探求了颇尔膜过滤器的应用工艺,分析了颇尔膜过滤器发生断裂等异常现象的原因.从运行控制、安装等方面改进,稳定了颇尔膜过滤器运行,延长了膜组件的使用寿命,发挥了生产装置的最大效能.2.期刊论文 殷厚义.朱斌.郝明松.张晓蔚.YIN Hou-yi.ZHU Bin.HAO Ming-song.ZHANG Xiao-wei 颇尔膜过滤器在离子膜一次盐水精制上的应用-中国氯碱2007(10)介绍了颇尔膜过滤器在离子膜烧碱一次盐水精制上的应用情况.对使用中出现的问题,浅析原因,采取措施,延长了颇尔膜过滤器运行周期.3.会议论文 殷厚义.朱斌.郝明松.张晓蔚.赵露.仇志义.杜昆伟 颇尔膜过滤器在离子膜一次盐水精制上的应用 2006 本文介绍了颇尔膜过滤器在离子膜烧碱一次盐水精制上的应用情况,对使用中出现的问题,浅析原因,采取措施,利于延长颇尔膜过滤器运行周期,为离子膜装置长周期稳定运行提供前提条件.4.期刊论文 殷厚义.YIN Hou-yi 盐水精制膜过滤器的应用-中国氯碱2008(4)浅析了戈尔膜、凯膜、颇尔膜、戈尔新膜的共同点及过滤单元结构的设计特点.对安装和使用中的问题提出了建议.5.期刊论文 孙勤.SUN Qin 膜过滤技术在盐水精制中的应用-中国氯碱2007(9)介绍了戈尔膜过滤器、凯膜过滤器、呜泰种植膜过滤技术、颇尔膜过滤器及陶瓷膜等膜过滤技术在盐水精制中的应用情况.6.学位论文 郝明松 颇尔膜过滤器在离子膜法制碱一次盐水系统的应用研究 2010 随着氯碱行业的发展，离子膜法电解制碱技术在氯碱行业中的应用越来越得到重视，本文结合我国目前离子膜制碱生产中一次盐水制备的现况和扬农化工集团的生产实际，对颇尔膜过滤器在一次盐水中的应用进行了研究。首先结合扬农集团的一次盐水工艺过程，对由于原料引入的杂质进行讨论与研究，并通过数据分析，提出在一次盐水中要重点控制的杂质指标。其次在对离子膜法电解一次盐水系统进行颇尔膜过滤器的应用研究，生产原料采用精制盐及卤盐水，重点是对于粗盐水的工艺进行了试验。在保证过滤器过滤通量及再生性能的基础上，设计了对Ca2+、Mg2+和SO42-分别进行处理的三种试验方案，对于不同杂质在精制过程中的固体颗粒的过滤特性进行了分析对比，确定了粗盐水工艺并进行了改进。通过试验对颇尔膜过滤器的微滤操作条件的进行了研究，重点是对不同过滤压力下过滤通量的影响。对过滤操作参数进行了优选，确定了最佳操作条件为过滤压力为0.03MPa和过滤通量为1.2 mh-11.25mh-1，为装置的工业化设计提供了依据。最后根据试验结论，对一次盐水系统的物料平衡及主要设备的参数进行了计算与设计，并进行了装置进行了安装及调试。根据试验方案，确定了颇尔膜表面过滤器的操作程序、操作法及相关的控制指标。在工业化装置的调试过程中，针对出现的不正常情况进行了分析与研究，重点是针对于颇尔膜表面过滤器滤芯的断裂和鼓泡，通过强度试验检测及扫描电子显微镜分析，确定了滤芯损坏的原因，并加以改进。在一次盐水的工艺中，解决了盐水中的有机物、游离氯等对颇尔膜过滤器的污染问题、滤芯的断裂及起泡等问题，在国内首次使颇尔膜分离技术在离子膜一次盐水精制工艺中获得成功应用。从而简化了传统工艺流程，一次盐水质量得到了显著提高。从而保障了离子膜电解装置的稳定、高效生产。关键词：颇尔膜过滤器，微滤，一次盐水，离子膜法制碱 本文链接：http:/