CN211078498U - 一种盐水精制的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盐水精制的系统，包括化盐槽和反应槽，还包括浸没式膜组件单元，其中化盐槽、反应槽和浸没式膜组件单元依次连接。浸没式膜组件单元包括膜组件，反应槽通过膜组件进料泵(1)与浸没式膜组件箱(2)连接，浸没式膜组件(3)设置在浸没式膜组件箱(2)内，并与反洗及清洗装置(5)相连，产水泵(4)设置在浸没式膜组件箱(2)顶部，并与浸没式膜组件(3)的出水口相连，排泥泵(6)设置在浸没式膜组件箱(2)侧下部；曝气装置(7)设置在浸没式膜组件箱(2)的底部。与现有技术相比，本实用新型不需要预处理环节，具有除钙镁离子的精制反应同时完成，操作自动化，占地小、能耗低、运行稳定等优点。

Description

一种盐水精制的系统

技术领域

本实用新型涉及盐水精制技术领域，尤其是涉及一种盐水精制的系统。

背景技术

氯碱工业生产过程中，采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中任何一种原料，都会含有钙、镁、硫酸根等无机杂质，通常加入各种精制剂、吸附剂或者絮凝剂等去除其中的杂质，以达到电解用盐水的质量要求，一般称为一次盐水精制工艺。

盐水中含有大量的钙、镁等杂质，钙、镁离子会在电解过程中与阳极上的OH^-反应生成不溶物沉积在离子膜上，严重影响离子膜寿命，降低阳极电流效率，影响后续电解工序安全、稳定、高效运行，离子膜法烧碱生产装置对盐水质量的要求更加苛刻。因此，提高精盐水的质量一直是氯碱生产企业不断研究和探讨的问题。

20世纪90年代中国引进离子膜法烧碱生产技术后，一次盐水精制工艺广泛采用“道尔澄清桶+砂滤+预涂过滤”法。到90年代末期。随着膜法盐水精制过滤技术在氯碱行业的应用，“浮上澄清+有机聚合物膜”过滤技术得到了迅速发展。主要有以下几种方式：

PE管式过滤。由于PE管微孔大，过滤器易堵塞，微米级不溶物难以阻挡，盐水质量差；并且采用高压反吹再生，易造成PE管脱落或损坏，不及时发现会使不合格盐水进入电解槽，操作相对复杂，特别是反吹操作麻烦，换管时须开盖，劳动强度大。所以，国内极少数企业采用PE管式过滤。

戈尔膜。戈尔膜是采用厚度仅微米级、孔径0.2-0.5μm的聚四氟乙烯薄膜，与2-3mm厚的聚丙烯聚酯无纺布复合制成的滤袋，内有PP刚性支撑体。存在的主要问题有如下3个：①复合强度不高；②过滤管搭接缝处易开裂；③PP材料易受游离氯及氯酸盐的腐蚀。

凯膜工艺。凯膜工艺在目前精制盐水工艺中有一定占有率，当钙量超过上限时，膜面上会迅速形成滤饼层并快速增厚，使过滤压力急速升高，过滤通量急速下降，过滤能力受到影响；而钙的含量达不到下限时，膜面无法形成有效的助滤滤饼，小于膜孔径的结晶物透过膜孔，使盐水中的SS超标。受这些因素影响，此法的操作弹性较小。凯膜工艺缺点：

(1)工艺流程长，该工艺需加压溶气罐加压后经预处理器除去镁离子，再经过反应槽反应到凯膜过滤器除去钙离子。反应流程过长，产能越大预处理器越容易返浑；

(2)盐质适应能力差。为节约成本，大多数厂家均采用洗盐和原盐混合模式。预处理器设备对原盐的含镁要求比较严格，在现有采购原盐中，只有极少数原盐能达到标准，多数原盐的含镁量均不合格。因此在生产中，原盐的使用比例始终受限。凯膜已经被我国山东滨化集团化工厂等单位采用，但是其使用膜过滤技术与戈尔膜法一样，都是终端式过滤。终端过滤由于进料方向与膜面垂直，容易在膜面积聚滤饼，导致通量迅速下降，过滤阻力增大，为维持通量而进行的高频反冲给膜的强度带来了很大压力。

陶瓷膜。陶瓷膜属无机膜，具有高硬度、高强度、高抗磨性等优点，但同时具有脆性的先天性缺陷。采用错流过滤的形式，进料方向平行于膜面，可有效减少滤饼沉积，显著提高膜通量，减少膜的清洗周期(如反冲频率)。其pH值适应范围为0-14，不受酸、碱、氧化剂的影响。在氯碱行业使用的是孔径为50nm的陶瓷膜元件，这种膜孔径属超滤膜范畴，相对微滤元件，其过滤精度更高，盐水质量也更好，经陶瓷膜过滤的一次盐水中SS质量分数小。陶瓷膜过滤工艺也有很大的市场占有率，只要先经过粗滤即可通过加压泵进入陶瓷膜过滤出合格盐水，属于比较简单的盐水精制工艺，工艺参考图1。但其泥浆的浓缩倍率低，造成盐泥压滤压力大，因属于加压过滤，投资和运行成本较高，故障相对其他工艺高，维修麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用浸没式膜组件实现固液分离，克服现有的膜处理技术的缺点，得到高品质的精制盐水，不需要预处理环节，除Mg²⁺和除Ca²⁺的精制反应同时完成，操作自动化，占地小、能耗低、运行稳定的盐水精制的系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种盐水精制的系统，包括用于粗盐水储存的化盐槽和反应槽，还包括用于固液分离的浸没式膜组件单元，其中化盐槽、反应槽和浸没式膜组件单元依次连接；

所述的浸没式膜组件单元包括膜组件进料泵、浸没式膜组件箱、浸没式膜组件、产水泵、排泥泵和曝气装置；其中，

反应槽通过所述的膜组件进料泵与浸没式膜组件箱连接，

所述的浸没式膜组件设置在浸没式膜组件箱内，

所述的产水泵设置在浸没式膜组件箱顶部，并与浸没式膜组件的出水口相连，

所述的排泥泵设置在浸没式膜组件箱侧下部；所述的曝气装置设置在浸没式膜组件箱的底部。

进一步地，所述的化盐槽与反应槽之间设有盐水泵。

进一步地，所述的反应槽内设有搅拌装置。

进一步地，所述的反应槽顶部开口，并与加药装置的出口相连。

加药装置根据水质向反应槽内加入一定量的氢氧化钠、碳酸钠与氯化钡等药剂，使得盐水中的镁、钙、硫酸根等杂质离子反应生成氢氧化镁、碳酸钙和硫酸钡固体物质；

还可以根据水质情况加入絮凝剂、助凝剂、吸附剂、氧化剂等，通过絮凝沉淀和吸附作用进一步去除水中的杂质。所述的絮凝剂包括但不仅限于无机絮凝剂：硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等和有机絮凝剂：淀粉、纤维素、壳聚糖、聚丙烯酰胺等；所述的氧化剂包括但不仅限于次氯酸钠、双氧水或漂白粉等；所述的吸附剂包括但不仅限于以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂，比如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等。

进一步地，所述的浸没式膜组件单元还包括反洗及清洗装置，所述的反洗及清洗装置与浸没式膜组件相连。可以根据运行情况对膜进行在线清洗。

进一步地，所述的反洗及清洗装置包括反洗水箱，该反洗水箱与浸没式膜组件之间设有反洗泵。

进一步地，所述的浸没式膜组件的形式包括板式、管式、中空纤维式或帘式。

进一步地，所述的浸没式膜组件为超滤膜或微滤膜。根据需求选择不同公的孔径范围，可以满足多种不同颗粒物粒径的使用要求。

进一步地，所述的浸没式膜组件采用有机材质或无机材质。

进一步地，所述的浸没式膜组件具有很好的耐酸性和耐碱性，可以长期耐受pH＝1-14的范围。

进一步地，该系统采用连续进出水-连续排泥或间歇排泥的运行方式。

反应槽中的盐水与药剂在搅拌器的作用下充分混合反应，经膜组件进料泵进入浸没式膜组件箱，使用浸没式膜组件进行过滤，产水通过产水泵抽吸排放，得到干净的盐水A；浓液在曝气装置的作用下在箱体中均匀分布，最终的浓液B经过箱底的排泥泵排出；浸没式膜组件箱同时设有反洗及清洗装置，可以根据运行情况对膜进行在线清洗。反洗水经过反洗泵进入浸没式膜组件单元对浸没式膜组件进行清洗，以保证膜的分离效率。根据需要，反洗水箱中的水可以是产水或者定期配制一定酸、碱和次氯酸钠溶液等进行反洗。

其中，所述的浸没式膜组件利用筛分过滤的原理，直接将反应生成的沉淀颗粒截留在膜组件外侧，在曝气装置的作用下沉淀颗粒处于悬浮状态、浓度均匀，产水经产水泵排出浸没式膜组件箱，沉淀颗粒利用排泥泵从箱底外排。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用浸没式膜组件过滤技术精制盐水，即混合反应+膜过滤组合，流程短；

2、本实用新型设备少，占地面积小，施工工期短，投资成本低；

3、本实用新型利用过滤的筛分机理进行固液分离，直接将反应生成的颗粒物截留在膜组件外侧，相比现有的膜处理可以达到更好的浓缩倍数，浓液的含固量可以达到5％，运行周期长，抗污染能力强；

4、现有技术的泥浆的浓缩倍率低，盐泥易造成过滤压力大，因属于加压过滤，投资和运行成本较高；本实用新型不需要预处理，利用浸没式膜组件的筛分过滤原理，产水通过产水泵抽吸排放，运行费用低，膜的通量和处理效率高，运行稳定；

5、本实用新型的膜过滤装置是一种浸没式膜过滤装置，直接安装在被处理的水体中，不需要考虑回流系统，能耗低，排列密度高，节省占地，总投资成本大大降低，易于大规模推广应用。

附图说明

图1为现有技术陶瓷膜法精制盐水的系统；

图2为本实用新型的精制盐水系统；

图中标号所示：1-化盐槽、2-反应槽、21-加药装置、3-浸没式膜组件单元、31-膜组件进料泵、32-浸没式膜组件箱、33-浸没式膜组件、34-产水泵、35-反洗及清洗装置、36-排泥泵、37-曝气装置(图中箭头方向仅表示系统中液体的流动方向，而各装置间的连接方式不受此限制)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种盐水精制的系统，如图2所示，包括化盐槽1和反应槽2，还包括浸没式膜组件单元3，其中化盐槽1、反应槽2和浸没式膜组件单元3依次连接。

化盐槽1与反应槽2之间设有盐水泵。化盐槽1中的粗盐水，经过过滤后，使用盐水泵输送到反应槽3。

反应槽1内设有搅拌装置，反应槽2的入口与加药装置21的出口相连。加药装置21根据水质向反应槽内加入一定量的氢氧化钠、碳酸钠与氯化钡等药剂，使得盐水中的镁、钙、硫酸根等杂质离子反应生成氢氧化镁、碳酸钙和硫酸钡固体物质；

浸没式膜组件单元3包括膜组件进料泵31、浸没式膜组件箱32、浸没式膜组件33、产水泵34、反洗及清洗装置35、排泥泵36和曝气装置37；其中，反应槽通过膜组件进料泵31与浸没式膜组件箱32连接，浸没式膜组件33设置在浸没式膜组件箱32内，浸没式膜组件33采用有机材质超滤膜，其形式为板式，并与反洗及清洗装置35相连，可以根据运行情况对膜进行在线清洗。产水泵34设置在浸没式膜组件箱32顶部，并与浸没式膜组件33的出水口相连，排泥泵36设置在浸没式膜组件箱32侧下部；曝气装置37设置在浸没式膜组件箱32的底部。

反应槽中的盐水与药剂在搅拌器的作用下充分混合反应，经膜组件进料泵31进入浸没式膜组件箱32，使用浸没式膜组件33进行过滤，产水通过产水泵34抽吸排放，得到干净的盐水；浓液在曝气装置37的作用下在箱体中均匀分布，最终的浓液经过箱底的排泥泵36排出；浸没式膜组件箱32同时设有反洗及清洗装置35，反洗水经过反洗泵进入浸没式膜组件单元对浸没式膜组件33进行清洗，以保证膜的分离效率。

粗盐水钙含量800mg/L，镁含量90mg/L，硫酸根含量10mg/L，SS含量4000mg/L和少量的有机物，经过本实施例的系统处理后，产水中钙、镁、硫酸根均未检出，浓液中TSS的含量为40g/L。

实施例2

参考图2，与实施例1不同的是浸没式膜组件33采用无机材质微滤膜，其形式为管式。

粗盐水钙含量1000mg/L，镁含量98mg/L，硫酸根含量5mg/L，经过本实施例的系统处理后，产水中钙、镁、硫酸根均未检出，浓液中TSS的含量50g/L。

以上实施例仅用于说明本实用新型技术方案，并非是对本实用新型的限制，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做的改变、替代、修饰、简化均为等效的变换，都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种盐水精制的系统，包括用于粗盐水储存的化盐槽(1)和反应槽(2)，其特征在于，还包括用于固液分离的浸没式膜组件单元(3)，

其中化盐槽(1)、反应槽(2)和浸没式膜组件单元(3)依次连接；

所述的浸没式膜组件单元包括膜组件进料泵(31)、浸没式膜组件箱(32)、浸没式膜组件(33)、产水泵(34)、排泥泵(36)和曝气装置(37)；其中，

所述的反应槽(2)通过膜组件进料泵(31)与浸没式膜组件箱(32)连接，

所述的浸没式膜组件(33)设置在浸没式膜组件箱(32)内，

所述的产水泵(34)设置在浸没式膜组件箱(32)顶部，并与浸没式膜组件(33)的出水口相连，

所述的排泥泵(36)设置在浸没式膜组件箱(32)侧下部；所述的曝气装置(37)设置在浸没式膜组件箱(32)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的化盐槽(1)与反应槽(2)之间设有盐水泵。

3.根据权利要求1所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的反应槽(2)内设有搅拌装置。

4.根据权利要求1所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的反应槽(2)顶部开口，并与加药装置(21)的出口相连。

5.根据权利要求1所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的浸没式膜组件单元(3)还包括反洗及清洗装置(35)，所述的反洗及清洗装置(35)与浸没式膜组件(33)相连。

6.根据权利要求5所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的反洗及清洗装置(35)包括反洗水箱，该反洗水箱与浸没式膜组件(33)之间设有反洗泵。

7.根据权利要求1所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的浸没式膜组件(33)的形式包括板式、管式、中空纤维式或帘式。

8.根据权利要求1所述的一种盐水精制的系统，其特征在于，所述的浸没式膜组件(33)为超滤膜或微滤膜。

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