CN106477600A - 一种尾盐除镁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾盐除镁装置，包括依次设置的折流槽、反应池、凝聚池、沉淀池、中间水池、过滤器和清水池，其中，折流槽与盐酸储罐相连，反应池与氢氧化钠储罐相连，凝聚池与絮凝剂储罐相连，反应池和凝聚池之间设置有电气浮反应器，沉淀池与中间水池之间设置有第一浊度计。本发明提供一种尾盐除镁装置，能使得处理后的氯化钠溶液中的镁离子含量符合氢氧化钠制取过程中对待电解原料氯化钠溶液的规定。其应用在氢氧化钠‑氢氧化镁的连续生产工艺中，处理效果好，可连续处理，操作快捷高效。

Description

一种尾盐除镁装置

技术领域

本发明涉及烧碱生产高纯氢氧化镁的生产技术领域，具体涉及一种在副产氯化钠溶液中去除残留的微小悬浮氢氧化镁晶体及氯化镁的装置。

背景技术

在利用氢氧化钠生产高纯氢氧化镁时，反应副产物氯化钠溶液要返回烧碱车间进行电解再利用，以继续生产氢氧化钠，具体生产过程的反应方程式为：

2NaCl+2H₂O→2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，

2NaOH+MgCl→Mg(OH)₂↓+2NaCl。

但是，回收的待电解的氯化钠溶液中会含有大部分未完全反应的氯化镁，还会含有少量的氢氧化镁晶体，若将该回收的氯化钠溶液进行电解再利用，则对其所含的镁离子及氢氧化镁的含量均有严格的规定。因此，需采用处理方法以除去氯化钠溶液中所含有的氯化镁和氢氧化镁。氯化钠溶液中的氢氧化镁晶体一般在100～200ppm之间，且氢氧化镁晶体的晶粒一般多为小于1um。由于氢氧化镁晶体的晶粒太小，若单纯采用普通的过滤器对其进行处理，无法处理完全，存在于氯化钠溶液中的氢氧化镁晶体会进入烧碱制取装置中，从而严重影响烧碱的正常生产，若采用精度高的过滤器对其进行处理，氯化镁晶体会堵塞过滤器的过滤通道，导致过滤操作进行缓慢，且还需经常对过滤器进行处理，因此，现有的用于处理回收的氯化钠溶液中的氯化镁和氢氧化镁的方法效果较差且会严重影响氢氧化钠及氢氧化镁正常生产的进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尾盐除镁装置，用于解决现有氢氧化钠与氢氧化镁连续制取工艺中，从氢氧化镁制取装置中回收的氯化钠溶液会含有氯化镁和氢氧化镁，采用现有的方法处理效果较差且会严重影响正常生产进行的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种尾盐除镁装置，包括依次设置的折流槽、反应池、凝聚池、沉淀池、中间水池、过滤器和清水池，其中，

所述折流槽与盐酸储罐相连，

所述反应池与氢氧化钠储罐相连，

所述凝聚池与絮凝剂储罐相连，

所述反应池和所述凝聚池之间设置有电气浮反应器，

所述中间水池与所述沉淀池之间设置有第一浊度计。

优选地，所述凝聚池为PAM凝聚池，所述絮凝剂储罐为PAM储罐，所述PAM凝聚池与所述PAM储罐相连。

进一步地，所述反应池和所述凝聚池之间设置有净水池，所述净水池与净水剂储罐相连。

进一步地，所述尾盐除镁装置还包括调节池，所述调节池的入口与所述第一浊度计的出口相连，所述调节池的出口与所述第一浊度计的入口相连，所述调节池也与絮凝剂储罐相连。

优选地，所述第一浊度计的出口与所述调节池之间的输水管道中设置有第一控制阀，所述第一控制阀与所述第一浊度计呈联锁设置。

进一步地，所述过滤器和所述清水池之间设置有第二浊度计，所述第二浊度计的出口与所述中间水池相连，且所述第二浊度计的出口与所述中间水池之间的输水管道中还设置有第二控制阀，所述第二控制阀与所述第二浊度计呈联锁设置。

优选地，所述折流槽、反应池和凝聚池中均设置有搅拌器，所述折流槽和所述反应池中还设置有pH仪。

优选地，所述过滤器为纤维束过滤器。

进一步地，所述折流槽的前面设置有盐水浓缩装置。

进一步地，所述盐水浓缩装置和所述折流槽之间设置有降温器，所述降温器为二级板式换热器。

相比于现有技术，本发明所述的尾盐除镁装置具有以下优势：本发明提供一种尾盐除镁装置，将从氢氧化镁制取装置中输出的氯化钠溶液先通过折流槽处理，使得氯化钠溶液中的氢氧化镁全部溶解转化为镁离子的形式，再通过反应池，通过控制反应池中溶液的pH，使得溶液中的镁离子均转化为氢氧化镁，之后在净水剂、絮凝剂的作用下，使得形成的氢氧化镁在沉淀池中沉淀下来，沉淀与上层清液分离，得到的上层清液最后经由过滤，以实现对上层清液中氢氧化镁的进一步去除，从而使得最终得到的处理后的氯化钠溶液中的镁离子含量符合氢氧化钠制取过程中对原料氯化钠溶液的规定。本发明设计的尾盐除镁装置能应用在氢氧化钠-氢氧化镁的连续生产工艺中，处理效果好，可连续处理，操作快捷高效。当然，本发明还能应用在其他需要的工艺中，以对氯化钠溶液中残留的微小悬浮氢氧化镁晶体及氯化镁溶液体系进行处理。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明一种优选实施方式的尾盐除镁装置的结构示意图。

附图说明：

1-折流槽， 2-反应池，

3-凝聚池， 4-沉淀池，

5-中间水池， 6-过滤器，

7-清水池， 8-盐酸储罐，

9-氢氧化钠储罐， 10-絮凝剂储罐，

11-电气浮反应器， 12-第一浊度计，

13-净水池， 14-净水剂储罐，

15-调节池， 16-排污系统，

17-第一控制阀， 18-第二浊度计，

19-第二控制阀， 20-搅拌器，

21-pH仪， 22-浓缩装置，

23-降温器。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

本实施例提供一种尾盐除镁装置，包括依次设置的折流槽1、反应池2、凝聚池3、沉淀池4、中间水池5、过滤器6和清水池7，其中，所述折流槽1与盐酸储罐8相连，所述反应池2与氢氧化钠储罐9相连，所述凝聚池3与絮凝剂储罐10相连，所述反应池2和所述凝聚池3之间设置有电气浮反应器11，所述中间水池5与所述沉淀池4之间设置有第一浊度计12。

氢氧化镁制取装置中原料为氢氧化钠和氯化镁，反应方程式为：2NaOH+MgCl₂→Mg(OH)₂↓+2NaCl，反应产物有氯化钠溶液，对反应产物氯化钠溶液进行回收，以应用在氢氧化钠的制取过程中，反应方程式为：2NaCl+2H₂O→2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，对于上述氯化钠溶液的再利用，需对回收的氯化钠溶液进行再处理，以使得氯化钠溶液中的镁离子和氢氧化镁的含量满足规定的要求，对回收的氯化钠溶液的处理过程如下文所述。

首先，将回收的氯化钠溶液输入到折流槽1中，盐酸储罐8中的盐酸溶液也不断向折流槽1中输送，通过控制向折流槽1中输入的氯化钠溶液和盐酸的流量比例，从而使得回收的氯化钠溶液和盐酸在折流槽1中充分反应，以将回收的氯化钠溶液中的氢氧化镁转化为氯化镁，反应方程式为：Mg(OH)₂+2HCl→MgCl₂+2H₂O。

然后，将折流槽1中的一级反应液输入到反应池2中，本实施例中优选折流槽1的池底和反应池2的池底相通，则折流槽1中的一级反应液则通过池底进入反应池2内，氢氧化钠储罐9不断向反应池2中输入氢氧化钠溶液，通过调节一级反应液和氢氧化钠溶液向反应池2中输入的流量比例，从而使得在反应池2中，一级反应液与氢氧化钠溶液反应，以将一级反应液中的氯化镁转化为氢氧化镁，反应方程式为：MgCl₂+2NaOH→Mg(OH)₂↓+2NaCl。

之后，将反应池2中的二级反应液输入到凝聚池3中，凝聚池3与絮凝剂储罐10相连，絮凝剂是能使正(负)电性的基团和水中带有负(正)电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近，降低颗粒的电势，使颗粒处于不稳定状态，并利用颗粒的聚合性质使其集中，最后能通过物理或者化学方法将这些颗粒分离出来。一般为达到上述目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。反应池2中的二级反应液输入到凝聚池3中，与凝聚池3中的絮凝剂相混合形成三级反应液，在絮凝剂的作用下，三级反应液中不断形成大的氢氧化镁的絮凝体。

值得一提的是，反应池2和絮凝池之间设置有电气浮反应器11，通过泵将反应池2中的二级反应液打入电气浮装置中进行电解，再输入到絮凝池中，通过产生的微气泡进行气浮，从而使得从电气浮装置中输出的液体与絮凝剂更易于混凝从而形成大的絮凝体。

凝聚池3中的三级反应液接着输入到沉淀池4中，沉淀池4是利用重力作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池4能实现对三级反应液中絮凝体的沉淀作用，从而使得原氯化钠溶液中的钙镁离子形成的大部分氢氧化镁和氢氧化钙沉淀聚集在沉淀池4的底部，而与上层水溶液分离。沉淀池4的底部连接有排污系统16，用于将沉淀池4底部聚集的絮凝体及时排出。

沉淀池4中经沉降后的上层水溶液即为上层清液，沉淀池4中的上层清液在重力作用下溢流至中间水池5内，为了保证向中间水池5中输入的上层清液的浊度在规定值以下，沉淀池4和中间水池5之间设置有第一浊度计12。本实施例中第一浊度计12安装在沉淀池4和中间水池5之间的输送管道中，第一浊度计12的设定值为20NTU，即在上层清液的浊度小于20NTU时，则允许上层清液输入到中间水池5中，若上层清液的浊度大于20NTU时，则不允许上层清液输入到中间水池5中。被阻却的上层清液可再回到尾盐除镁装置的起始位置进行再一次处理，或回到凝聚池3对其再次添加絮凝剂进行处理，或者也可回到沉淀池4进行再一次沉降处理。

最后，将中间水池5中的物料输入到过滤器6中，实现对氯化钠溶液中絮凝体(包括氢氧化镁和多余的絮凝剂)的二次过滤处理，经二次过滤处理后的物料最终输送到清水池7中。清水池7中的物料即为处理后的氯化钠溶液，可作为氢氧化钠制取装置中电解反应的原料。

需要说明的是，上述凝聚池3为PAM凝聚池3，所述PAM凝聚池3与PAM储罐相连。PAM为非离子型高分子絮凝剂，中文名为聚丙烯酰胺，分子量为150万～2000万，其作为有机高分子絮凝剂会在颗粒间产生巨大的表面吸附作用使颗粒聚集形成更大的絮凝体，本实施例中在PAM的作用下，Mg²⁺和Ca²⁺形成的絮凝颗粒会聚集成更大的絮凝体。

值得一提的是，为了更利于钙镁絮凝颗粒的沉降，从而确保氯化钠溶液中的钙镁离子能达标，本实施例在凝聚池3和沉淀池4之间还设置有净水池13，所述净水池13与净水剂储罐14相连。

所述净水池13优选为PAC净水池13，所述净水剂储罐14优选为PAC净水剂储罐14，所述PAC净水池13与PAC净水剂储罐14相连。PAC中文名为聚合氯化铝，是介于AlCl₃和Al(OH)₃之间的一种水溶性无机高分子聚合物，通常作为一种净水剂来使用，其具有较强的架桥吸附性能，在水解过程中，伴随发生凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程，从而达到净水效果。在本实施例中，反应池2中的二级反应液先经过净水池13，在净水剂的作用下，氯化钠溶液中形成的固体颗粒更易聚集，经净水池13处理后的料液再进入凝聚池3，能更利于凝聚池3中絮凝效果的实现。

作为本实施例的一个优选方案，所述尾盐除镁装置还包括调节池15，所述调节池15的入口与第一浊度计12的出口相连，所述调节池15的出口与沉淀池4的入口相连，所述调节池15也与絮凝剂储罐10相连。

第一浊度计12用于检测从沉淀池4中输出的料液的浊度，即上层清液的浊度，当经过第一浊度计12的上层清液的浊度大于20NTU时，表明该上层清液的浊度不符合要求，将该上层清液输入到调节池15中，絮凝剂储罐10向调节池15中投加絮凝剂，本实施例中絮凝剂储罐10中储存的絮凝剂优选为PAM。絮凝剂的投加达到对上层清液的进一步处理。处理后的料液再次经沉淀池4输送到第一浊度计12，经第一浊度计12再次进行检测，若浊度小于20NTU，则输送到中间水池5，若浊度大于20NTU，则继续输送到调节池15进行处理。当然，在调节池15中，若进入调节池15的上层清液的水质较差，即浊度较大，还可向调节池15中进一步加入其他絮凝剂或吸附剂，以达到更好的吸附沉降效果。

此外，为了便于经第一浊度计12检测后的料液自动向沉淀池4或调节池15输送，沉淀池4和调节池15之间的输水管道中设置有第一控制阀17，第一控制阀17与第一浊度计12呈联锁设置。

即在第一浊度计12检测到上层清液的浊度大于20NTU时，第一控制阀17自动开启，将沉淀池4中输出的上层清液输入到调节池15中，在第一浊度计12检测到上层清液的浊度小于20NTU时，第一控制阀17自动关闭，沉淀池4中输出的上层清液会随管道自动流入中间水池5中。

第一控制阀17和第一浊度计12之间的联锁关系可通过PLC控制器实现控制。本实施例中，第一控制阀17和第一浊度计12呈联锁设置，增强了本实施例的自动化程度，更易于对经初步处理后的氯化钠溶液水质的监控，从而更能保证经初步处理后的氯化钠溶液的质量。

为了进一步保证回收再利用的氯化钠溶液的质量符合要求，本实施例还在过滤器6和清水池7之间设置有第二浊度计18，所述第二浊度计18的出口还与中间水池5相连，且第二浊度计18的出口与中间水池5之间的输水管道中还设置有第二控制阀19，所述第二控制阀19与第二浊度计18呈联锁设置。

本实施例中第二浊度计18安装在过滤器6和清水池7之间的输送管道中，第二浊度计18的设定值为1NTU。即当第二浊度计18检测到经与过滤器6处理后的溶液的浊度大于1NTU时，则第二控制阀19自动开启，将经过滤器6处理后的溶液再次输入到中间水池5，经由中间水池5和过滤器6进行再处理，当第二浊度计18检测到经与过滤器6处理后的溶液的浊度小于1NTU时，则第二控制阀19自动关闭，将经过滤器6处理后的溶液输入到清水池7中。上述第二浊度计18和第二控制阀19的联锁关系也可通过PLC控制阀来控制。

通过上述操作，不仅提高了本实施例的自动化程度，而且保证了最后输入到清水池7中的氯化钠溶液的质量，经本实施例尾盐除镁装置处理后的氯化钠溶液能应用在氢氧化钠的制取过程中，并能避免各种副反应的发生，也不会影响最终氢氧化钠溶液的纯度。

需要注意的是，为了使在折流槽1中盐酸与氯化钠溶液充分反应，在反应池2中氢氧化钠和一级反应液充分反应、在凝聚池3中絮凝剂与二级反应液充分反应，在折流槽1、反应池2和凝聚池3中均设置有搅拌器20。另外，在折流槽1和反应池2中还设置有pH仪21，以控制折流槽1和反应池2中混合液的酸碱度。

通过控制向折流槽1中输入的氯化钠溶液和盐酸溶液的流量，从而使得在折流槽1中形成的一级反应液的pH为1.5～2.5，保持该反应环境，能使折流槽1中输入的氯化钠溶液中氢氧化镁完全快速转化为氯化镁。

通过控制向反应池2中输入的一级反应液和氢氧化钠溶液的流量，从而使得在反应池2中形成的二级反应液的pH为10.5～11.5，保持该反应环境，能使反应池2中输入的一级反应液中氯化镁完全快速转化为氢氧化镁。需要注意的是，镁离子和氢氧根在pH值为8时开始反应，pH值为10.5～11.5时反应迅速完成，形成胶状絮凝物，在氢氧化钠过量约0.2g/L时，盐水中含有的镁离子小于1ppm，但当pH值大于12时，所形成的氢氧化镁会因络合而溶解，从而会影响氯化钠溶液的水质。因此，在本实施例中需严格控制二级反应液中的pH。

本实施例中所采用的过滤器6为纤维束过滤器6。

纤维束过滤器6是一种结构先进、性能优良的压力式纤维过滤设备。其采用一种新型的束状软填料-纤维作为滤元，其滤料直径可达几十微米，并具有比表面积大、过滤阻力小等优点，能解决粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制的问题，微小的滤料直径，极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会及滤料的吸附能力，从而具有较高的过滤效率和截污能力。本实施例所采用的过滤器6的过滤精度为0.1～10um(微滤0.1～10um，超滤0.005～0.1um，纳滤0.5～5nm，反渗透0.1～1nm)，能实现对氯化钠溶液中的絮凝体(包括絮凝剂和氢氧化镁)的高效二次去除。同时，本实施例先采用折流槽1、反应池2、凝聚池3和沉淀池4等实现对氢氧化镁的一次去除，不会使得过多的氢氧化镁对过滤器6造成堵塞，减少了过滤器6的处理次数，延长了过滤器6的使用周期，也延长了过滤器6的使用寿命。

为了提高对氯化钠溶液的处理效率以及便于后期在氢氧化钠制取装置中的电解，所述折流槽1的前面还设置有盐水浓缩装置22，以将回收的氯化钠溶液浓缩为饱和的氯化钠溶液。

上述盐水浓缩装置22优选为蒸发浓缩装置22，由于采用蒸发浓缩装置22处理后的氯化钠溶液为高温饱和的氯化钠溶液，其温度一般为65±5℃，浓度为20％～25％，为了方便对氯化钠溶液的后续处理，需对浓缩后的氯化钠溶液进行降温处理。本实施例在所述盐水浓缩装置22和所述折流槽1之间设置有降温器23，所述降温器23为二级板式换热器。

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器，各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换，二级板式换热器能对物料达到二级降温的效果。本实施例中的二级板式换热器的冷流段输入的是需在氢氧化钠制取装置中应用的精盐水，经浓缩后的高温饱和盐水依次流经一级冷却板和二级冷却板，与精盐水实现二级换热，从而释放热量使得其工艺温度达到45～55℃。随后便可将符合工艺温度的氯化钠溶液依次输入到折流槽1、反应池2、凝聚池3等后续装置中进行处理。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (10)

1.一种尾盐除镁装置，其特征在于，包括依次设置的折流槽(1)、反应池(2)、凝聚池(3)、沉淀池(4)、中间水池(5)、过滤器(6)和清水池(7)，其中，

所述折流槽(1)与盐酸储罐(8)相连，

所述反应池(2)与氢氧化钠储罐(9)相连，

所述凝聚池(3)与絮凝剂储罐(10)相连，

所述反应池(2)和所述凝聚池(3)之间设置有电气浮反应器(11)，

所述沉淀池(4)与所述中间水池(5)之间设置有第一浊度计(12)。

2.根据权利要求1所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述凝聚池(3)为PAM凝聚池(3)，所述絮凝剂储罐(10)为PAM储罐，所述PAM凝聚池(3)与所述PAM储罐相连。

3.根据权利要求1所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述反应池(2)和所述凝聚池(3)之间设置有净水池(13)，所述净水池(13)与净水剂储罐(14)相连。

4.根据权利要求1所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述尾盐除镁装置还包括调节池(15)，所述调节池(15)的入口与所述第一浊度计(12)的出口相连，所述调节池(15)的出口与所述沉淀池(4)的入口相连，所述调节池(15)也与絮凝剂储罐(10)相连。

5.根据权利要求4所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述第一浊度计(12)的出口与所述调节池(15)之间的输水管道中设置有第一控制阀(17)，所述第一控制阀(17)与所述第一浊度计(12)呈联锁设置。

6.根据权利要求1所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述过滤器(6)和所述清水池(7)之间设置有第二浊度计(18)，所述第二浊度计(18)的出口还与所述中间水池(5)相连，且所述第二浊度计(18)的出口与所述中间水池(5)之间的输水管道中还设置有第二控制阀(19)，所述第二控制阀(19)与所述第二浊度计(18)呈联锁设置。

7.根据权利要求1所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述折流槽(1)、反应池(2)和凝聚池(3)中均设置有搅拌器(20)，所述折流槽(1)和所述反应池(2)中还设置有pH仪(21)。

8.根据权利要求1所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述过滤器(6)为纤维束过滤器(6)。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述折流槽(1)的前面设置有盐水浓缩装置(22)。

10.根据权利要求9所述的尾盐除镁装置，其特征在于，所述盐水浓缩装置(22)和所述折流槽(1)之间设置有降温器(23)，所述降温器(23)为二级板式换热器。