CN204550080U - 卤水除硅装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卤水除硅装置，包括顺次连接的原卤桶、第一反应桶、第一澄清桶、第二反应桶、第二澄清桶、有机超滤膜系统和精卤罐；所述第一反应桶上还设置有石灰入口，并通过石灰入口与石灰加料装置连接；所述第一澄清桶还连接有絮凝剂加料装置连接；所述的第二反应桶还设置有烟气入口，所述烟气入口通过洗汽塔与锅炉烟气道连接。本实用新型的有益效果是，本实用新型结构简单，能够有效去除卤水中的硅；另外，本实用新型反应过程和澄清过程分开能够实现连续化生产，提高生产效率。

Description

卤水除硅装置

技术领域

本实用新型涉及卤水净化技术领域，尤其是卤水除硅的装置。

背景技术

硅是一种四价的非金属元素,以化合物的形式，作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中，主要以熔点很高的氧化物和硅酸盐的形式存在。

水中的硅以两种形态存在，活性硅(单体硅)和胶体硅(多元硅)。由于胶硅粒径较小，为10^-9～10^-6m，接近离子直径(＜10^-9m)，过滤装置对其根本不发挥作用；硅酸化合物各种形态可以相互转化，提高水温或增大水的PH值，会使胶体硅向溶解态硅的转变。

原硅酸(H₄SiO₄)可通过分子间的脱水生成一种新的硅酸，其反应式如下：2H₄SiO₄＝H₆Si₂O₇+H₂O

精制盐水中的杂质进入离子膜的方式有以下几种：阳离子在电场力的作用下进入膜中；中性或两性杂质随着水的迁移进入膜中；阴离子随着水的迁移进入膜中，但是，由于电场力作用，其进入的速度很慢。进入离子膜后，杂质会沉积在膜的阳极侧表面，穿过膜取代钠离子，沉积在膜里面，其所沉积的位置和颗粒的大小决定了其对离子膜性能的影响。同时，杂质也有可能对电极的活性造成影响。杂质会以氢氧化物，盐或复盐的形式沉积下来，其沉积的溶解度决定了沉积的位置、颗粒大小及影响。如果杂质沉积在靠膜的阴极侧表面位置，会对膜造成机械损伤，并导致电流效率下降；如果沉积在膜中，将导致槽电压上升。杂质造成的影响是累积的，即使杂质的量不大，其长时间的影响也是很大的。例如：在碱性条件下，会出现H₂SiO₄ ^2-与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合形成硅酸盐，大部分硅酸盐都是不可溶解的，将在膜内形成结晶沉淀，使槽电压升高。

现有除硅工艺方法

除杂质硅的方法具体可分为：

一、混凝脱硅，主要是利用吸附和凝聚原理。如①镁剂脱硅②铝盐脱硅③铁盐脱硅④石灰脱硅。

二、反渗透脱硅，主要用于净化锅炉补给水，减轻离子交换系统负担。该法除硅的同时，对水中离子的脱盐率最高99.6％。因盐水要确保氯化钠浓度稳定的情况下除硅，氯化钠是有用成分，不能去除，所以对盐水除硅不适用。

三、超滤脱出胶体硅，此法利用膜筛分机理，无法去除溶解的硅酸盐。

四、气浮脱出胶体硅，此法工艺流程较为繁琐且需引入捕收剂和起泡剂。

五、电凝聚除硅，此法对水质要求较高，需要对水进行预处理，如粗滤、超滤、反渗透等，总体费用偏高。

六、离子交换脱硅，此法可以深度除硅，但成本相对较高。

七、阻垢剂抑制硅垢的形成，此法抑制硅垢形成，与目的相反。

八、其他方法，如紫外法，超声法，尚不具备实用性。

如上分析，在水处理已经有比较成熟的工艺或方法，而盐水除硅尚无较好的应用实例。胶硅一般由单分子的正硅酸聚合而成，在水中比较稳定，离子交换树脂无法与其进行离子交换将其去除。活性硅的尺寸比胶体硅小得多，这样大多数的物理过滤技术如混凝澄清、过滤和气浮等均无法脱除活性硅。能够有效脱除活性硅的过程是反渗透、离子交换和连续电去离子过程，其费用高，水质要求的纯度高，对于氯化钠接近饱和含有钠离子、氯离子卤水，均会降低或脱除氯化钠，所以这些方法不能满足卤水的除硅要求。化学法脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法。这是一种非深度脱硅方法。在实际的水处理过程中，常将镁剂和石灰一起使用以保证脱硅效果。它是在石灰处理过程中加入含有镁元素成分的药剂，通过镁离子与水中硅酸化合物的复杂反应，絮状氢氧化镁的粒子表面吸附硅酸化合物，形成难溶的硅酸镁，在某种程度上也发生了硅酸胶体的凝聚和硅酸钙的生成，达到去除硅酸的目的。

化学法除硅是目前主流的除硅方法，具有简单快速无需复杂设备的特点。镁剂除硅在20世纪50年代我国以及前苏联应用相当广泛。它的优点是比离子交换法除硅便宜，而且生成物是沉淀颗粒不溶于水，没有污染，与离子交换除硅相比，可节约大量的酸碱用量。

卤水中的硅杂质会影响氯碱行业离子膜的使用周期及寿命。因化学脱硅常用于水处理硅浓度几百甚至几千毫克每升，现有技术中尚无有效去除卤水中硅的装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中尚无有效去除卤水中硅的装置的不足，提供一种卤水除硅装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卤水除硅装置，包括顺次连接的原卤桶、第一反应桶、第一澄清桶、第二反应桶、第二澄清桶、有机超滤膜系统和精卤罐；

所述第一反应桶上还设置有石灰入口，并通过石灰入口与石灰加料装置连接；

所述第一澄清桶还连接有絮凝剂加料装置连接；

所述的第二反应桶还设置有烟气入口，所述烟气入口通过洗汽塔与锅炉烟气道连接。

作为优选，为使反应较充分，所述的第一反应桶和第一澄清桶内均设置有搅拌装置。

作为优选，为使烟气能够充分与卤水进行反应，所述的烟气入口设置在第二反应桶的底部。

作为优选，为有效控制第二反应桶内的反应进程，所述的第二反应桶内设置有pH检测装置。

本实用新型的有益效果是，本实用新型结构简单，能够有效去除卤水中的硅；另外，本实用新型反应过程和澄清过程分开能够实现连续化生产，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型装置结构示意图；

图中：1.原卤桶，2.第一反应桶，21.石灰入口，3.第一澄清桶，4.第二反应桶，5.第二澄清桶，6.石灰加料装置，7.锅炉，8.洗汽塔，9.絮凝剂加料装置。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

如图1所示，一种卤水除硅装置，包括顺次连接的原卤桶1、第一反应桶2、第一澄清桶3、第二反应桶4、第二澄清桶5、有机超滤膜系统和精卤罐；

所述第一反应桶2上还设置有石灰入口21，并通过石灰入口21与石灰加料装置6连接；

所述第一澄清桶3还连接有絮凝剂加料装置9连接；

所述的第二反应桶4底部还设置有烟气入口，所述烟气入口通过洗汽塔8与锅炉7烟气道连接；第二反应桶4内还设置有pH检测装置。

所述的第一反应桶2和第一澄清桶3内均设置有搅拌装置。

上述工作原理如下：将原卤桶1中的卤水泵入第一反应桶2内，从石灰加料装置6向第一反应桶2内加入石灰，启动第一反应桶2内的搅拌装置；反应完成后将反应液泵入第一澄清桶3中，从絮凝剂加料装置9向第一澄清桶3中加入絮凝剂，启动搅拌装置反应一段时间，然后停止搅拌，静置分层，将上层澄清卤水泵入第二反应桶4内，将下层沉淀排出体系；将锅炉7的烟气经洗汽塔8洗汽除尘后从第二反应桶4底部的烟气入口通入第二反应桶4，通过pH检测装置检测出反应完成，然后将卤水泵入第二澄清桶5内进行澄清，上层清液即为精卤水，下层为含硅沉淀，将精卤水通入精卤罐，将含硅沉淀排出体系即可。在此过程中，可实现连续生产，即将第一反应桶2内反应液泵入第一澄清桶3后可将原卤桶1中的原卤水再次加入到第一反应桶2内进行反应，后续步骤亦如此，实现连续化生产。

上述反应原理为：

第一反应桶2内：

Na₂SO₄+Ca(OH)₂＝2NaOH+CaSO₄

MgSO₄+Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓+CaSO₄

H₂SiO₃+2NaOH＝Na₂SiO₃+2H₂O

Mg²⁺+Na₂SiO_3＝MgSiO₃+2Na⁺

Ca²⁺+Na₂SiO_3＝CaSiO₃+2Na⁺

第二反应桶4内：

2NaOH+CO₂(烟气)＝Na₂CO₃+H₂O

Ca²⁺+Na₂CO₃＝2Na⁺+CaCO₃↓

Na₂SiO₃+CO₂+2H₂O＝Na₂CO₃+H₄SiO₄↓(胶体)

Na₂SiO₃+2CO₂(过量)+3H₂O＝2NaHCO₃+H₄SiO₄↓(胶体)。

Claims (4)

1.一种卤水除硅装置，其特征在于：包括顺次连接的原卤桶(1)、第一反应桶(2)、第一澄清桶(3)、第二反应桶(4)、第二澄清桶(5)、有机超滤膜系统和精卤罐；

所述第一反应桶(2)上还设置有石灰入口(21)，并通过石灰入口(21)与石灰加料装置(6)连接；

所述第一澄清桶(3)还连接有絮凝剂加料装置(9)连接；

所述的第二反应桶(4)还设置有烟气入口，所述烟气入口通过洗汽塔(8)与锅炉(7)烟气道连接。

2.根据权利要求1所述的卤水除硅装置，其特征在于：所述的第一反应桶(2)和第一澄清桶(3)内均设置有搅拌装置。

3.根据权利要求1或2所述的卤水除硅装置，其特征在于：所述的烟气入口设置在第二反应桶(4)的底部。

4.根据权利要求1所述的卤水除硅装置，其特征在于：所述的第二反应桶(4)内设置有pH检测装置。