CN107902800A - 海盐生产膜法海卤水浓缩方法 - Google Patents

海盐生产膜法海卤水浓缩方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种海盐生产膜法海卤水浓缩方法，属于海盐生产技术领域，该方法包括：海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入软化膜组单元进行处理，软化膜组单元产水进入减量化膜组单元进行处理，减量化膜组单元的产水经过反渗透系统得淡水；减量化膜组单元的浓水经浓缩膜组单元得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。软化膜组单元采用纳滤系统；减量化膜组单元采用高压反渗透系统；浓缩膜组单元采用正渗透系统或电渗析系统。本发明解决了日晒法制盐的占地面积过广、耗时长、人力物力资源消耗大等诸多不足；通过多种膜法浓缩技术的耦合，提高最终的产水浓度，降低能耗。

Description

海盐生产膜法海卤水浓缩方法
技术领域
本发明涉及海盐生产技术领域，具体地说是一种海盐生产膜法海卤水浓缩方法。
背景技术
盐业在国民经济中占有重要的经济地位，盐不仅是人们日常生活中不可或缺的必需品，同时也是化工生产中重要的基础原料，在农牧渔业中也有广泛的用途。目前常见的海盐生产方式仍然时传统的日晒法制盐：海卤水被抽取到盐池中利用太阳能和风能蒸发水分进行浓缩制盐。这种方式严重依赖于当地的天气和气候条件，占地面积大，制盐周期长，产量低，效率差，成为制约盐业企业发展的瓶颈之一。
制盐工业在国民经济中占有重要的经济地位，是国民经济的重要组成部分，盐是人类生活的必需品，是化学工业的基本原料，在其他工业部门和农牧渔业中也有广泛用途。目前常见的制盐生产方式仍然是传统的日晒法制盐，不仅机械化程度和劳动生产率较低，而且受到地理环境、气候的影响较大，迫切需要大规模机械化低成本的海盐制取技术。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种海盐生产膜法海卤水浓缩方法。
本发明的技术方案是按以下方式实现的，该海盐生产膜法海卤水浓缩方法包括：海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入软化膜组单元进行处理，软化膜组单元产水进入减量化膜组单元进行处理，
减量化膜组单元的产水经过反渗透系统得淡水；
减量化膜组单元的浓水经浓缩膜组单元得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。
软化膜组单元采用纳滤系统；
减量化膜组单元采用高压反渗透系统；
浓缩膜组单元采用正渗透系统或电渗析系统。
软化膜组单元产水进入减量化膜组单元之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险。
海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入纳滤系统进行处理，纳滤系统产水进入高压反渗透系统进行处理，
高压反渗透系统的产水经过反渗透系统得淡水；
高压反渗透系统的浓水经正渗透系统得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。
海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入纳滤系统进行处理，纳滤系统产水进入高压反渗透系统进行处理，
高压反渗透系统的产水经过反渗透系统得淡水；
高压反渗透系统的浓水经电渗析系统得浓缩浓水和浓缩产水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料，浓缩产水回流高压反渗透系统进行再浓缩。
纳滤系统产水进入高压反渗透系统之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险，酸化处理选用加HCl，调节pH至6±1。
预处理系统采用混凝沉淀、介质过滤、微滤、超滤中的一种或组合方式，用于去除机械杂质，预处理系统的产水要求污染指数SDI小于5，浊度小于1 NTU。
预处理系统和纳滤系统之间增加设置加药装置，向料液中添加有机膦型阻垢剂、有机膦酸盐型阻垢剂、聚羧酸型阻垢剂或复合型阻垢剂中的一种或组合，加药添加量为0-5ppm。
纳滤系统在运行过程中应控制压力在2.0～3.8 MPa，回收率在40%～70%，温度15～45 ℃；纳滤装置使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
高压反渗透系统在运行中应控制压力在8.0～12.0 MPa，温度15～45 ℃；高压反渗透系统使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
正渗透系统在运行温度控制在5～50℃，压力控制在0.01～0.2 MPa；正渗透装置采用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
电渗析系统采用离子交换膜为异相膜、半均相膜或均相膜中的一种或的组合；作为优选，选择使用均相膜以降低能耗；更进一步地，选用一价离子选择性透过膜以提高盐的纯度并防止结垢。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
本发明的海盐生产膜法海卤水浓缩方法提供了一种海卤水浓缩制盐的新的技术路线，解决了日晒法制盐的占地面积过广、耗时长、人力物力资源消耗大等诸多不足；通过多种膜法浓缩技术的耦合，提高最终的产水浓度，降低能耗；本发明的海盐生产膜法海卤水浓缩方法副产的淡水经过简单处理之后可以作为锅炉补水或饮用水回用。本发明的海盐生产膜法海卤水浓缩方法的多种膜法浓缩耦合技术相比现有工艺，产水中的二价离子浓度大幅降低，水质得到很大程度上的提高。
为了摆脱日晒法制盐的制约，对多种膜分离技术进行耦合，但由于浓缩制盐过程中对能耗和浓缩程度的要求较高，单种的膜技术难以满足浓缩制盐的需求。举例来说，纳滤对于一二价离子具有良好的分离效果，但浓缩效果不好，可以用作软化工艺；反渗透技术虽然浓缩效果好，技术成熟，但是受操作压力的影响常用于渗透压较低的海水淡化工程；正渗透技术虽然可以得到高浓度的盐水，但现有的单纯正渗透膜的通量较低，处理量较小。本发明中将多种膜技术耦合，采用了改进的在高压下运行的高压反渗透技术作为衔接，将纳滤工艺软化的海卤水进行初步浓缩后，再进入正渗透装置进行增浓，降低了正渗透装置的处理量，提高了产水浓度，降低了能耗。
纳滤对于一二价离子具有良好的分离效果；反渗透技术受操作压力的影响常用于渗透压较低的海水淡化工程；电渗析技术虽然可以得到高浓度的盐水，但工艺本身耗电较高。本发明中采用了新型的在高压下运行的高压反渗透技术作为衔接，将纳滤工艺软化的海卤水进行初步浓缩后，再进入电渗析装置进行增浓，在提高浓缩浓度的同时，降低了电渗析装置的能耗。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程示意图；
附图2是本发明的实施例一的工艺流程示意图；
附图3是本发明的实施例二的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的海盐生产膜法海卤水浓缩方法作以下详细说明。
如附图所示，本发明的海盐生产膜法海卤水浓缩方法是：海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入软化膜组单元进行处理，软化膜组单元产水进入减量化膜组单元进行处理，减量化膜组单元的产水经过反渗透系统得淡水；减量化膜组单元的浓水经浓缩膜组单元得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。
软化膜组单元采用纳滤系统；
减量化膜组单元采用高压反渗透系统；
浓缩膜组单元采用正渗透系统或电渗析系统。
软化膜组单元产水进入减量化膜组单元之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险。
实施例一：
海卤水、海盐生产用的海水、卤水或海水淡化的浓水等经过预处理系统去除机械杂质后进入纳滤系统进行处理，纳滤系统产水进入高压反渗透系统进行处理，
高压反渗透系统的产水经过反渗透系统得淡水；
高压反渗透系统的浓水经正渗透系统得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。
纳滤系统进水口与预处理系统产水口连接，用于脱除二价离子，对硫酸根的去除率大于 99％，钙离子去除率大于 80％，镁离子去除率大于 95％，对氯离子的去除率小于20％。
纳滤系统产水进入高压反渗透系统之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险，酸化处理选用加HCl，调节pH至6±1。
纳滤系统进水口与预处理系统产水口连接，用于脱除二价离子，其对硫酸根的去除率大于 99％，钙离子去除率大于 80％，镁离子去除率大于 95％，对氯离子的去除率小于 20％。在运行过程中应控制纳滤系统压力在2.0-3.8 MPa，回收率在40%-70%，温度15-45℃。纳滤装置使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺。
高压反渗透系统产出的浓水浓度大于9-12°Bé，其中氯离子的浓度70 g/L～ 90g/L，硫酸根 0.1 g/L～ 10 g/L，钙离子 0.1 g/L～ 10 g/L，镁离子 0.1 g/L～ 10 g/L。上述浓水进入正渗透系统中继续浓缩。所述的高压反渗透系统的产水浓度在1.5°Bé以下，其中氯离子的浓度低于5 g/L，硫酸根低于0.01 g/L，钙离子低于0.01 g/L，镁离子低于0.01 g/L。上述产水在经过简单处理之后，可以作为生活或工业用水回用。
预处理系统采用混凝沉淀、介质过滤、微滤、超滤中的一种或组合方式，用于去除机械杂质，预处理系统的产水要求污染指数SDI小于5，浊度小于1 NTU。
预处理系统和纳滤系统之间增加设置加药装置，向料液中添加有机膦型阻垢剂、有机膦酸盐型阻垢剂、聚羧酸型阻垢剂或复合型阻垢剂中的一种或组合，加药添加量为0-5ppm。
纳滤系统在运行过程中应控制压力在2.0～3.8 MPa，回收率在40%～70%，温度15～45 ℃；纳滤装置使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
高压反渗透系统在运行中应控制压力在8.0～12.0 MPa，温度15～45 ℃；高压反渗透系统使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
正渗透系统在运行温度控制在5～50℃，压力控制在0.01～0.2 MPa；正渗透装置采用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺。
正渗透的产水浓度大于15°Bé，其中氯离子的浓度100 g/L～150 g/L，硫酸根 0.1g/L～10 g/L，钙离子 0.1 g/L～1.0 g/L，镁离子 0.1 g/L～10 g/L，产水浓度较高，可以作为精制盐或盐化工原料。
实例工艺以7°Bé的地下卤水为进料液，依次经过沙滤和超滤预处理，产水进入纳滤装置中软化，控制压力3.0 MPa，回收率60%，温度20℃。产水经高压反渗透进行浓缩，控制压力在9.0 MPa，温度25 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水；浓水进入正渗透装置中进一步浓缩，温度控制在20℃，压力控制在0.1 MPa，产出的浓盐水浓度为17°Bé。
实例工艺以6°Bé的海水淡化浓水为进料液，经过沙滤预处理，产水进入纳滤装置中软化，控制压力2.6 MPa，回收率60%，温度20℃。产水再经高压反渗透进行浓缩，控制压力在9.0 MPa，温度25 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入正渗透装置中进一步浓缩，温度控制在20℃，压力控制在0.1 MPa，产出的浓盐水浓度为16°Bé。
实例工艺以7°Bé的地下卤水为进料液，依次经过沙滤和超滤预处理，产水进入纳滤装置中软化，控制压力3.0 MPa，回收率60%，温度20℃。产水再经高压反渗透进行浓缩，控制压力在10.0 MPa，温度25 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入正渗透装置中进一步浓缩，温度控制在20℃，压力控制在0.1 MPa，产出的浓盐水浓度为18°Bé。
实例工艺以6°Bé的海水淡化浓水为进料液，经过保安滤器，产水进入纳滤装置中软化，控制压力3.0 MPa，回收率60%，温度20℃。产水再经高压反渗透进行浓缩，控制压力在9.0 MPa，温度25 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入正渗透装置中进一步浓缩，温度控制在30℃，压力控制在0.1 MPa，产出的浓盐水浓度为17°Bé。
实施例二：
海卤水、海盐生产用的海水、卤水或海水淡化的浓水等经过预处理系统去除机械杂质后进入纳滤系统进行处理，纳滤系统产水进入高压反渗透系统进行处理，
高压反渗透系统的产水经过反渗透系统得淡水；
高压反渗透系统的浓水经电渗析系统得浓缩浓水和浓缩产水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料，浓缩产水回流高压反渗透系统进行再浓缩。
纳滤系统产水进入高压反渗透系统之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险，酸化处理选用加HCl，调节pH至6±1。
预处理系统采用混凝沉淀、介质过滤、微滤、超滤中的一种或组合方式，用于去除机械杂质，预处理系统的产水要求污染指数SDI小于5，浊度小于1 NTU。
预处理系统和纳滤系统之间增加设置加药装置，向料液中添加有机膦型阻垢剂、有机膦酸盐型阻垢剂、聚羧酸型阻垢剂或复合型阻垢剂中的一种或组合，加药添加量为0-5ppm。
纳滤系统在运行过程中应控制压力在2.0～3.8 MPa，回收率在40%～70%，温度15～45 ℃；纳滤装置使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
高压反渗透系统在运行中应控制压力在8.0～12.0 MPa，温度15～45 ℃；高压反渗透系统使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
电渗析系统采用离子交换膜为异相膜、半均相膜或均相膜中的一种或的组合；作为优选，选择使用均相膜以降低能耗；更进一步地，选用一价离子选择性透过膜以提高盐的纯度并防止结垢。
实例工艺以7°Bé的地下卤水为进料液，依次经过沙滤和超滤预处理，产水进入纳滤装置中软化，控制压力3.0 MPa，温度20℃，回收率为60%。纳滤产水经酸化后进入高压反渗透装置进行浓缩，控制压力在9.0 MPa，温度25 ℃。产水进入反渗透装置脱盐后可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入电渗析装置中进一步浓缩，产出的浓盐水浓度为19°Bé， 其中氯离子的浓度140 g/L。
实例工艺以6°Bé的海水淡化浓水为进料液，直接进入纳滤装置中软化，控制压力3.0 MPa，温度20℃，回收率为60%。纳滤产水经酸化后进入高压反渗透进行浓缩，控制压力在10.0 MPa，温度25 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入电渗析装置中进一步浓缩，产出的浓盐水浓度为19.1°Bé，其中氯离子的浓度144.2g/L。
实例工艺以7°Bé的地下卤水为进料液，依次经过沙滤和超滤预处理，产水进入纳滤装置中软化，控制压力2.4 MPa，温度20℃，回收率为50%。纳滤产水经酸化后进高压反渗透进行浓缩，控制压力在11.0 MPa，温度30 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入电渗析装置中进一步浓缩，产出的浓盐水浓度为19.9°Bé，其中氯离子浓度为154.7 g/L。
实例工艺以7°Bé的地下卤水为进料液，依次经过沙滤和超滤预处理，产水进入纳滤装置中软化，控制压力2.4 MPa，温度20℃，回收率为50%。纳滤产水经酸化后进高压反渗透进行浓缩，控制压力在9.0 MPa，温度30 ℃。产水进入反渗透装置脱盐，副产淡水可作为锅炉补水或饮用水。浓水进入电渗析装置中进一步浓缩，产出的浓盐水浓度为17.9°Bé，其中氯离子浓度为131.9 g/L。

Claims (9)

1.海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于该工艺包括：海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入软化膜组单元进行处理，软化膜组单元产水进入减量化膜组单元进行处理，
减量化膜组单元的产水经过反渗透系统得淡水；
减量化膜组单元的浓水经浓缩膜组单元得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。
2.根据权利要求1所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：
软化膜组单元采用纳滤系统；
减量化膜组单元采用高压反渗透系统；
浓缩膜组单元采用正渗透系统或电渗析系统。
3.根据权利要求1或2所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：软化膜组单元产水进入减量化膜组单元之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险。
4.根据权利要求2所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：
海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入纳滤系统进行处理，纳滤系统产水进入高压反渗透系统进行处理，
高压反渗透系统的产水经过反渗透系统得淡水；
高压反渗透系统的浓水经正渗透系统得浓缩浓水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料。
5.根据权利要求2所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：
海卤水经过预处理系统去除机械杂质后进入纳滤系统进行处理，纳滤系统产水进入高压反渗透系统进行处理，
高压反渗透系统的产水经过反渗透系统得淡水；
高压反渗透系统的浓水经电渗析系统得浓缩浓水和浓缩产水，浓缩浓水进一步精制盐或作为盐化工原料，浓缩产水回流高压反渗透系统进行再浓缩。
6.根据权利要求4或5所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：纳滤系统产水进入高压反渗透系统之前进行酸化处理，以降低后续单元结垢的风险，酸化处理选用加HCl，调节pH至6±1。
7.根据权利要求2所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：
预处理系统采用混凝沉淀、介质过滤、微滤、超滤中的一种或组合方式，用于去除机械杂质，预处理系统的产水要求污染指数SDI小于5，浊度小于1 NTU。
8.根据权利要求2所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：
预处理系统和纳滤系统之间增加设置加药装置，向料液中添加有机膦型阻垢剂、有机膦酸盐型阻垢剂、聚羧酸型阻垢剂或复合型阻垢剂中的一种或组合，加药添加量为0-5ppm。
9.根据权利要求2所述的海盐生产膜法海卤水浓缩方法，其特征在于：
纳滤系统在运行过程中应控制压力在2.0～3.8 MPa，回收率在40%～70%，温度15～45℃；纳滤装置使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
高压反渗透系统在运行中应控制压力在8.0～12.0 MPa，温度15～45 ℃；高压反渗透系统使用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
正渗透系统在运行温度控制在5～50℃，压力控制在0.01～0.2 MPa；正渗透装置采用的膜为平板膜、中空纤维膜、或卷式膜，膜的材质为醋酸纤维素、或聚酰胺；
电渗析系统采用离子交换膜为异相膜、半均相膜或均相膜中的一种或的组合；作为优选，选择使用均相膜以降低能耗；更进一步地，选用一价离子选择性透过膜以提高盐的纯度并防止结垢。
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