陶瓷膜盐水精制技术的应用

王强，孙占瑞，韩飞

（河北盛华化工有限公司，河北张家口075000）

陶瓷膜盐水精制技术的应用

王强，孙占瑞，韩飞

（河北盛华化工有限公司，河北张家口075000）

介绍了陶瓷膜法一次盐水精制的实际应用中出现的问题，并提出了相应的改进措施。关键词：陶瓷膜；一次盐水精制；应用；工艺改进

河北盛华化工有限公司为适应市场的发展需求及节能降耗、安全生产、减少环境污染等国家产业政策。2007年9月实施加大安全投入项目，淘汰能耗高、高污染的隔膜金属阳极电解装置，新上6万t/a离子膜电解装置以提升企业生产装置的产能规模及安全性能。经过多方考察调研，引进了目前国内外新兴的陶瓷膜法一次盐水精制技术。该装置于2008年7月28日开始试车生产，经过一年多的试生产运行和多次工艺技术改进，生产运行基本稳定，一次精盐水质量符合指标要求。

1 陶瓷膜法盐水精制工艺简述

来自界区外的淡盐水、工艺水及滤液进入配水槽混合后，由化盐桶给料泵送入化盐池化盐，饱和粗盐水再自流进入反应桶，在反应桶盐水进口处加入碳酸钠、氢氧化钠及次氯酸钠。在反应桶中，加药后粗盐水中的钙离子与碳酸钠反应生成碳酸钙结晶沉淀；镁离子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁胶体沉淀，次氯酸钠用来消除有机物及藻类。完成精制反应后的粗盐水自流进入中间池，用一级过滤供料泵送往无机陶瓷膜过滤装置，过滤单元采用内循环“错流”过滤方式，一级过滤循环泵将粗盐水料液经粗过滤器后送入陶瓷膜过滤器进行过滤，过滤后的精制过滤盐水通过陶瓷膜过滤器的渗透清液出口排出，进入精制盐水缓冲罐，经由精制过滤盐水泵送离子膜二次精制。从陶瓷膜过滤器浓缩液出口流出的浓缩盐水按比例和浓度排出一小部分进入盐泥池，大部分浓缩盐水经一级过滤循环泵回到陶瓷膜过滤器内循环过滤。盐泥池内的盐泥经板框过滤器分离出盐泥运出界区排放，滤液经滤液槽回到配水槽。

陶瓷膜过滤器在较长时间的运行后，因膜表面的污染会导致通量变化、过滤能力下降，需对膜表面进行化学清洗使其再生，使膜通量得到恢复、过滤能力达到起始状态。

工艺流程方框图见图1。

2 生产应用过程中的问题及工艺改进措施

目前，陶瓷膜法一次盐水精制工艺应用的厂家多采用精制盐制取饱和盐水。而中国北方的氯碱企业多用海盐，有机物含量高，泥沙等杂质较多，要保证装置能连续性生产，应注意以下几个问题。

2.1 粗盐水中杂质的前处理过滤

陶瓷膜的膜管孔径只有3mm，超过此孔径的杂物会产生搭桥，堵塞过滤通道，使得一级压力升高，过滤膜通量下降，短时间内堵死膜管，影响正常连续生产。因此，在粗盐水进入陶瓷膜过滤器前，必须采取可靠的前处理过滤措施。通常设计中，都会在中间池入口加40目的丝网过滤器以拦截粗盐水中的杂物。在运行过程中发现敞开式的过滤器虽可简单有效地过滤盐水中大于2mm的颗粒杂物，但杂草等物质会在丝网上沉积形成简单的“滤饼”，阻挡盐水通过“过滤器”，影响在反应桶搅拌反应均匀的饱和盐水自流进入中间池。而且清理“滤饼”工作量大，一个班需更换清理过滤网4次，特别在冬季北方气温较低的情况下在过滤网表面会有结晶盐析出，通过滤网的盐水通量减小，清理工作量加大。在更换“滤网”的过程中也不可避免会有杂物颗粒和纤维进入陶瓷膜过滤器，长时间运行同样会堵塞膜管。根据陶瓷膜过滤的原理——错流过滤，进入陶瓷膜管前，一定要将粗盐水中的机械杂质处理完全，满足陶瓷膜使用要求。选择好的前处理工艺及设备是用好陶瓷膜的关键。该公司前处理选用了密闭的、具备自动反冲洗功能的处理器，并且过滤器材质一定要选用防腐材料，以防盐水中氯离子的腐蚀，钛材是最好的材料。经过一段时间的运行，效果较好。

2.2 防止有机物对陶瓷膜污染

在采用海盐为原料制备一次精制盐水过程中，海盐中含有的大量有机物和藻类，在膜表面形成附着，污染过滤通道，导致盐水通量降低，不能正常生产，必须要清洗再生。陶瓷膜对有机物的污染很敏感，因此，必须采取清除有机物的工艺措施。在前反应添加次氯酸钠来破坏有机物及藻类，使陶瓷膜能保持较高的通量，同时，在后续工序添加亚硫酸钠消除精盐水中的游离氯，并且对游离氯采用实时自动仪表监测。通过多次试验分析，确定在反应桶内添加5%次氯酸钠20~30mL/h，在精盐水缓冲罐前添加8%亚硫酸钠20mL/h，可较好地消除有机物对膜管的污染，同时可保证精盐水中游离氯的含量为零。

2.3 选择耐压材料外壳，防止反冲过程焊口开裂泄漏

陶瓷膜法盐水精制系统采用高压错流过滤，正常生产压力为0.3~0.4MPa，反冲过程压力为0.45~ 0.50MPa，选择PP材质的外壳，在频繁反冲过程后容易出现泄漏。改用经济性和实用性都较好的钢衬PO外壳，保证了正常生产进行。

2.4 改进密封及反冲洗方法

由于联结花盘密封垫设计不合理，密封面小，反冲压力高时封不住，粗盐水与过滤盐水“短路”。针对该问题，采取了如下措施。

（1）对联结密封面进行了重新设计。

（2）在原花盘上取掉1根膜管，将其换成拉杆，消除了因温度升高造成的PP花盘变形使膜管窜动，造成盐水“短路”的现象。

（3）采用独特的反冲洗方法，在运行压力稳定控制在0.3MPa左右，反冲周期为15min条件下，通量稳定在25 m3/h连续运行20天。再生清洗周期由7天左右延长至20天以上。

3 主要运行指标

经过改造后，主要运行指标如表1所示。

4 结论

在以海盐为原料的盐水精制过程中，通过工艺改造实现陶瓷膜法一次盐水精制工艺连续生产应用，为盐水精制技术的发展和应用起到积极的示范作用。虽然，陶瓷膜法一次盐水精制工艺在盐水精制方面还有待完善，但其具有工艺流程短，设备少、占地少，投资省、运行费用低等其他盐水精制技术无法比拟的优点和特点。该技术解决了有机聚合物膜对有机物、氢氧化镁絮状沉淀的敏感问题，省去了庞大的预处理器，工艺步骤大大简化，节约土地资源，设备操作简单，减少了三氯化铁等腐蚀性化学药剂使用，减少了系统设备和管道的腐蚀危害。如果能够有效地解决盐水的粗过滤和盐水精制技术与陶瓷膜技术的有机结合，必将带来更显著的经济效益。

Application of ceram icmembranebrine refining technology

WANGQiang,SUN Zhan-rui,HAN Fei
(HebeiShenghua ChemicalCo.,Ltd.,Zhangjiakou 075000,China)

Problems of application of ceramic membrane in primary brine refining were introduced,and measureswere put forward.

ceramicmembrane;primary brine refining;application;process innovation

表1 主要运行指标

book=6,ebook=221

TQ114.26+1

B

1009－1785(2010)06－0006-02

2010-01-27