浅谈盐湖资源开发过程的膜分离工艺技术
- 格式:doc
- 大小:49.00 KB
- 文档页数:6
膜分离技术在海水淡化中的应用实践海水淡化是一项旨在解决全球水资源短缺问题的技术。
由于全球气候变化和人口增长,越来越多的地区受到水资源短缺的困扰,因此海水淡化成为了重要的解决方案。
而膜分离技术在海水淡化过程中发挥着重要作用。
膜分离技术是一种基于材料科学和化学工程学的技术,通过特定的膜材料将混合物分离成不同成分。
在海水淡化中,膜分离技术可以通过筛选海水中的盐分和不纯物来实现淡化海水的目的。
这种技术不仅能够提供高质量的淡水,而且还可以降低淡化海水的成本。
膜分离技术在海水淡化中有很多应用,其中最常见的就是反渗透技术。
该技术利用薄膜过滤器或多级膜组件将海水压力驱动通过,以分离出纯水和浓缩盐水。
反渗透技术具有高效、可靠、易于维护和操作等优点。
此外,通过控制膜材料、膜孔径和操作条件等参数,反渗透技术还可以实现对不同颗粒物的过滤和去除。
除了反渗透技术,膜分离技术还有其他应用。
例如,超滤技术可用于去除大分子有机物,限制细菌生长和细菌滋生;微滤技术可用于去除大多数有机物和重金属,包括铅、铬、汞等;纳滤技术可用于去除更小的颗粒和高离子溶液。
这些技术可以根据不同的需要进行个性化的水处理解决方案,满足不同地区的淡化水质要求。
膜分离技术在海水淡化中还有一些局限性。
首先,与传统的热处理方法相比,膜分离技术需要更高的功率和耗费更多的能源。
其次,膜过滤系统需要定期清洗和更换膜元件,这会增加运营成本。
此外,膜分离技术也很容易受到污染和污垢的影响,需要进行定期维护和清洗。
尽管存在局限性,膜分离技术仍然是一种重要的海水淡化技术,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善,这种技术将变得越来越高效和经济。
当然,建立更加完善和可持续的海水淡化系统,除了技术创新,还需要政府、企业和社会各界的合作和努力,以推动可持续的水资源管理和保护。
膜分离盐湖提锂盐湖提锂是一种常见的锂资源开采方式,通过膜分离技术可以有效提高锂的提取效率。
本文将从盐湖提锂的原理、膜分离技术的应用以及未来发展前景等方面进行阐述。
一、盐湖提锂的原理盐湖提锂是通过从含锂盐湖水体中提取锂离子来获得锂资源的一种方法。
盐湖水体中含有丰富的锂盐,但锂离子与其他盐类杂质相互混合,需要通过分离技术将锂离子与其他离子分离开来。
目前,常用的分离方法包括化学法、物理法和膜分离法。
其中,膜分离技术因其高效、低能耗的特点受到广泛关注。
二、膜分离技术的应用膜分离技术是一种基于膜的物质分离方法,通过选择性透过和阻挡不同组分的膜,实现对混合物的分离。
在盐湖提锂中,膜分离技术主要应用于锂离子的分离与浓缩。
常见的膜分离方法包括逆渗透膜、离子交换膜和电渗析膜等。
1. 逆渗透膜逆渗透膜是一种半透膜,具有高选择性的特点。
在盐湖提锂中,通过逆渗透膜可以将盐湖水体中的锂离子与其他离子分离开来。
逆渗透膜的工作原理是利用高压将水分子强行挤出,而锂离子则被膜所阻挡,从而实现锂离子的分离和浓缩。
2. 离子交换膜离子交换膜是一种具有特殊结构的膜材料,可以通过与溶液中的离子发生交换反应来实现离子的选择性分离。
在盐湖提锂中,通过选择性吸附和解吸过程,离子交换膜可以将锂离子与其他离子分离开来。
离子交换膜具有高选择性、高通量和易于操作等优点,在盐湖提锂中具有广阔的应用前景。
3. 电渗析膜电渗析膜是一种利用电场作用实现离子分离的膜材料。
在盐湖提锂中,通过施加电场,可以使盐湖水体中的锂离子向阳极迁移,而其他离子则向阴极迁移,从而实现锂离子的分离和浓缩。
电渗析膜具有能耗低、操作简便的特点,在盐湖提锂中具有重要的应用价值。
三、盐湖提锂的未来发展前景随着锂资源的日益紧缺和对新能源的需求增加,盐湖提锂作为一种高效、低成本的锂资源开采方式,具有广阔的发展前景。
膜分离技术作为盐湖提锂的核心技术之一,其应用前景也非常广阔。
未来,随着膜材料的不断创新和膜分离技术的不断完善,盐湖提锂的提取效率将得到进一步提高,同时也将降低能耗和环境污染。
盐湖提锂膜
盐湖提锂膜是一种从盐湖中提取锂的技术方法。
在盐湖中,锂以锂盐的形式存在,包括锂碳酸盐、锂硫酸盐等。
盐湖提锂膜技术的基本步骤如下:
1. 盐湖开采:首先开采含锂的盐湖,将盐湖水收集起来。
2. 过滤除杂:对收集到的盐湖水进行过滤处理,去除杂质和悬浮物。
3. 离心去除:使用离心机分离出盐湖水中的固体颗粒。
4. 溶解和结晶:将盐湖水加热溶解,然后通过结晶过程使锂盐结晶出来。
5. 过滤和干燥:将结晶出的锂盐进行过滤和干燥处理,得到锂盐的粉末。
6. 电解提锂:使用电解设备对锂盐进行电解,使锂离子在电场作用下沉积到负极上,得到纯净的金属锂。
盐湖提锂膜技术相比传统的硬岩矿物提锂方法具有成本较低、环境污染较少等优点,因此在锂资源丰富的地区,盐湖提锂膜技术得到广泛应用。
高盐水处理技术及高盐水处理工艺随着人类经济快速发展和人口增长,水资源越来越受到关注。
虽然地球上约有71%的表面积是水,但可供人类使用的淡水仅占其总量的0.5%。
同时,由于气候变化等原因,水资源短缺和水质污染越来越严重。
其中,高盐水也被认为是一种重要的水资源。
高盐水主要指盐度在3.5%以上的水体,包括海洋中的海水、内陆盐湖和一些地下深层水。
本文将介绍高盐水处理技术及高盐水处理工艺的相关内容。
一、高盐水处理技术高盐水处理技术主要分为以下几类:膜分离技术、电解技术、沸腾蒸馏技术、压力蒸馏技术以及结晶技术等。
1. 膜分离技术膜分离技术是将水通过一种特殊的隔离膜进行分离的技术,其分为反渗透膜和电渗析膜两种。
反渗透膜是利用高压力将水通过反渗透膜的孔隙进行分离,其主要原理是用高压力将水经过反渗透膜时,能够使低分子量的物质从高浓度区域溶解到低浓度区域的过程。
电渗析膜是利用电场从高浓度区向低浓度区进行分离的技术。
膜分离技术是目前应用广泛的一种高盐水处理技术,其主要优点是分离效率高、操作简便、投资成本低。
2. 电解技术电解技术是利用电化学原理进行分离的技术,可将高盐水分为离子、质子和氢氧根等离子体和气体。
其主要分为两种类型:一种是膜电解技术,另一种是电弧放电技术。
膜电解技术是利用一种特殊的膜进行分离,而电弧放电技术则是通过高温灼烧的方式进行分离。
电解技术在高盐水处理中应用也越来越广泛,其主要优点是技术成熟、操作简单、耗能低、排放绿色。
3. 沸腾蒸馏技术沸腾蒸馏技术是利用微小的汽泡把水中的盐分进行分离的技术。
其主要原理是,通过加热使水变成蒸气,再经过冷凝器冷却成为纯净的水。
该技术的出水品质高、过程稳定,但需要消耗大量的热能和设备耐腐蚀能力强。
5. 结晶技术结晶技术是将高盐水通过降温或者蒸发使盐分结晶形成固态物质,再通过筛选或者过滤等方式进行分离的技术。
结晶技术操作简单,对设备要求不高,但需要消耗大量热能和设备占地面积大。
2019年第8期利用膜分离技术分离纯化物质需要具有选择透过特性的多孔薄膜,这种薄膜具有分离效率高且分离过程简单、操作灵活、耗能低、化学药剂用量少、环保污染小、操作条件温和、设备稳定、易实现自动化等优点,能有效解决传统分离技术中的问题,因而逐渐替代了传统的分离技术而被人们广泛接受和应用。
目前,膜分离技术已经在水处理、食品加工、化工生产、生物制药以及环保、能源等领域得到了广泛应用并带来了显著的经济效益。
1膜分离技术的原理在外力的作用下,利用具有选择透过特性的天然的或人工合成的多孔薄膜,有选择性地让小分子物质通过分离膜,而阻止大分子物质的通过,从而实现对多组分物质的分离和纯化。
此外,分离过程会受到膜面流速、温度、压力、浓度、电势差等因素的影响。
2膜分离技术的分类根据分离膜具有的不同构造和功能,一般将膜分离技术分为微滤(MF )、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)四种。
2.1微滤(MF )作为最早使用的膜分离技术,微滤用于在压力差推动下对气相或液相物质进行分离纯化,分离过程中利用多孔网状微滤膜的筛分作用,在静压差的驱动下截留气体或液体中的微粒、细菌及其他污染物,从而对物质进行分离纯化。
微滤技术制备方便,价格便宜,应用范围广,目前在食品工业、水处理领域以及含油废水中油、脂等杂质的分离过程中已被广泛应用。
2.2超滤(UF)与微滤技术相似,超滤的原理是基于压力差的筛分作用。
通过具有选择透过性的多孔超滤膜除去水分子中的蛋白质、胶体、微生物等生物大分子或较小微粒,主要用于除去液体中的大分子物质。
超滤技术被广泛应用于饮用水净化、工业废水处理及医药、食品等领域。
2.3纳滤(NF)纳滤是以压力差为驱动力的一种新型膜分离技术,纳滤膜是带电荷的多孔薄膜,膜孔径大约为1nm ,能够截留溶液中纳米级的颗粒物质,因而称为“纳滤”。
纳滤膜是带电荷的多孔薄膜,因此纳滤的作用原理主要是电荷作用和筛分作用,分离过程受膜电荷性和孔径大小的影响。
膜分离盐湖提锂1. 介绍膜分离盐湖提锂技术是一种利用离子交换膜分离和富集盐湖中锂离子的新型技术。
盐湖提锂是当前较为主流的锂资源开发方式之一,具有资源丰富、成本较低等优势。
膜分离技术通过选用合适的膜材料和操作条件,实现锂离子的选择性转移和浓缩,从而实现锂的有效提取和分离。
2. 膜分离盐湖提锂技术的原理膜分离盐湖提锂技术基于膜的选择性通透性,通过膜材料对正负离子的选择性转移来实现提锂的目的。
主要包括以下步骤:2.1 盐湖提锂前处理在进行膜分离盐湖提锂之前,需要对盐湖进行前处理。
主要包括浸出、过滤、脱钠等步骤。
只有经过前处理的盐湖溶液才能进入膜分离锂提取的工艺。
2.2 膜材料选择膜材料是膜分离技术的核心之一。
合适的膜材料应具有良好的选择性、通透性和耐化学性。
根据锂和其他离子之间的选择性,常用的膜材料包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和复合膜等。
2.3 膜分离过程膜分离过程是指将盐湖溶液经过膜处理后,分离出锂离子富集的溶液和贫锂溶液的过程。
通过合适的操作条件,如膜的压力、温度和盐湖溶液的流速等,可以实现锂离子的选择性转移和浓缩。
2.4 锂的回收膜分离过程中锂离子被浓缩在一侧膜溶液中,该溶液需要进行后续的处理以回收锂。
常用的方法包括电积法、晶体分离法和溶剂萃取法等。
根据具体情况选择最合适的方法进行锂的回收。
3. 膜分离盐湖提锂技术的优势膜分离盐湖提锂技术相比传统的提锂工艺具有以下优势:3.1 选择性高膜材料的选择性可以通过调整膜的孔径、电荷和通透性等来实现,从而实现对锂离子的选择性转移和浓缩。
相比传统的提锂工艺,膜分离技术可以更好地分离锂离子和其他离子。
3.2 能耗低膜分离盐湖提锂技术相比传统的提锂工艺在能耗方面更低。
传统的提锂工艺通常需要高温高压条件下进行,而膜分离技术可以在较为温和的条件下实现锂的分离和浓缩,从而降低能耗。
3.3 操作简便膜分离盐湖提锂技术操作简单易行。
相比传统的提锂工艺,不需要复杂的设备和操作流程,减少了工艺的复杂性和操作难度。
海水利用工程中的膜分离技术研究进展在全球范围内,水资源的稀缺性是一个严重的问题。
海水是一种充足的资源,但由于其高盐度,不能直接用于农业和饮用水等重要用途。
因此,海水利用工程中的膜分离技术变得至关重要。
本文将探讨海水利用工程中膜分离技术的研究进展。
首先,我们需要了解什么是膜分离技术。
膜分离是一种将混合物中的组分以膜为界面进行分离的过程。
在海水利用工程中,膜分离技术可以用于去除海水中的盐分和其他不纯物质,以产生淡水。
这种技术不仅高效,而且相对环保,因为它不依赖化学物质的使用。
在过去的几十年里,膜分离技术在海水利用工程中得到了广泛应用和研究。
其中的一项重要工作是发展出了反渗透膜(RO)技术。
这种膜具有微孔,可通过水分子而阻止大多数盐分和其他杂质通过。
RO膜的使用使得对海水进行处理,去除盐分和其他污染物质变得可行。
然而,RO膜技术并不是没有缺点的。
首先,它需要较高的压力来推动水通过膜。
这意味着需要大量的能源供应。
其次,RO膜技术的膜的成本相对较高,因此造成了制水成本的增加。
此外,膜容易受到污染和结垢的影响,从而降低了其使用寿命和水的处理效果。
为了解决RO膜的缺点,研究人员提出了一系列改进的膜分离技术。
例如,中空纤维膜技术是一种相对较新的方法,它比RO膜更容易清洁和维护。
此外,中空纤维膜技术具有更高的通量,并且相对来说能耗较低。
这使得这种膜在海水利用工程中有着广泛的应用前景。
除了中空纤维膜技术,还有其他一些值得关注的膜分离技术在海水利用工程中得到研究和应用。
其中一个例子是电渗析膜(EDI)技术。
这种膜不需要化学品的添加,并且相对更稳定和经济。
另一个例子是气体分离膜技术,可以将海水中的二氧化碳和溶解氧去除,改善海洋生态环境。
除了技术本身的改进,研究人员还致力于开发更高效、更环保的膜材料。
例如,纳米纤维膜被广泛用于海水利用工程中,因为其具有较高的通量和优异的去除效果。
此外,研究人员还探索了改进杂交膜技术,以提高分离效率和稳定性。
盐湖提锂膜盐湖提锂膜是一种新型的锂资源提取技术,具有高效、环保、经济等多种优势。
本文将详细介绍盐湖提锂膜的原理、工艺以及其在锂资源提取领域的应用前景。
盐湖提锂膜是一种利用薄膜技术从锂资源中提取锂的方法。
盐湖是指含有丰富锂资源的湖泊,其中的锂以离子形式存在于湖水中。
传统的锂资源提取方法包括湖泊蒸发、化学法以及机械法等,这些方法虽然可以提取锂,但存在效率低下、环境污染等问题。
而盐湖提锂膜则通过膜分离技术将湖水中的锂离子与其他离子分离,从而实现高效、环保的锂资源提取。
盐湖提锂膜的工艺包括两个主要步骤:膜分离和锂回收。
在膜分离步骤中,首先选择一种合适的膜材料,一般选用阴离子交换膜(AEM)或阳离子交换膜(CEM)。
膜材料的选择将决定膜的选择性,即膜的渗透特性,从而实现对锂离子的有效分离。
其次,将盐湖水与膜进行接触,经过一定时间后,电场作用下锂离子会穿透膜而通过,而其他离子则被阻止。
通过这种膜的选择性渗透,实现了对锂离子的分离。
在锂回收步骤中,首先需要将成功分离的锂离子从膜上提取下来。
一种常用的方法是通过调整湖水的pH值,使其发生碱沉淀反应,将锂沉淀出来。
然后将沉淀物进行过滤、洗涤,最后得到锂的氢氧化物(LiOH)。
盐湖提锂膜技术具有多种优势。
首先,该技术采用的是物理分离过程,无需消耗大量能源和化学试剂,具有较低的成本。
其次,盐湖提锂膜过程中产生的废液中其他离子已被滤出,减少了环境污染。
此外,该技术的分离效果较好,可以实现高效的锂提取。
盐湖提锂膜技术在锂资源提取领域具有广阔的应用前景。
目前,全球尤其是中国的锂需求量正在快速增长,盐湖提锂膜技术可以有效提高锂资源的产量,满足市场需求。
与传统的锂生产方法相比,盐湖提锂膜技术具有更高的资源利用效率和生产效率,可以减少对传统锂资源开采的依赖。
总的来说,盐湖提锂膜是一种新型的锂资源提取技术,通过膜分离和锂回收两个主要步骤,实现对盐湖中的锂离子的高效分离和回收。
该技术具有高效、环保、经济等多种优势,在锂资源提取领域有广阔的应用前景。
盐湖膜法提锂
盐湖膜法提锂是一种从盐湖卤水中提取锂的技术。
该技术利用膜分离技术,通过选择透过性膜将卤水中的锂离子与其他离子分离,从而实现锂的提取和浓缩。
盐湖膜法提锂的核心是膜分离技术,通常使用的膜包括纳滤膜、反渗透膜等。
这些膜具有特定的孔径和选择透过性,可以选择性地让锂离子通过,而将其他离子和杂质留在膜的一侧。
通过不断地过滤和浓缩,最终可以得到高浓度的锂溶液。
盐湖膜法提锂技术具有许多优点,例如提取效率高、成本低、环境友好等。
与传统的盐湖提锂方法相比,膜法提锂可以减少化学试剂的使用,降低对环境的影响,同时也可以提高锂的提取效率和纯度。
然而,盐湖膜法提锂技术也存在一些挑战,例如膜的寿命和稳定性、膜污染等问题。
此外,盐湖卤水中的杂质和离子种类复杂,也会对膜分离技术的效果产生影响。
因此,需要不断地进行技术创新和改进,以提高膜法提锂的效率和稳定性。
除盐水站膜分离技术第一部分膜分离技术膜法分离技术一般可分为四类:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO),它们的精度按照以上顺序越来越高。
1、微滤(MF):能截留0.1~1微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过,但能够阻挡悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体透过,微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。
2、超滤膜(UF):能截留0.002~0.1微米之间的颗粒和杂质和大分子有机物,用于表征超滤膜的切割分子量一般介于1000~100000之间,超滤膜两侧的运行压差一般为1~7bar。
3、纳滤(NF):截留物质的大小约为0.001微米,截留有机物的分子量大约为200~400左右,对单价引力子盐溶液的去除率低于高价阴离子盐溶液,如氯化钠和氯化钙的脱除率为20~80%,二硫酸镁和硫酸钠的脱除率为90~98%,纳滤一般用于去除地表水的有机物和色度,拖出深井水的硬度和放射性镭,部分去除溶解性盐类,浓缩食品以及药剂分离的有用物质,纳滤两侧运行压差一般为3.5~16bar。
4、反渗透(RO):是最精密的膜法分离技术,它能够阻挡所有溶解性盐类及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,反渗透膜的脱盐率一般大于98%,反渗透膜两侧的压差一般大于5bar.5、渗透:稀溶液中的溶剂(水分子)自发地透过半透膜(反渗透膜和纳滤膜)进入浓溶液(浓水)侧的溶剂(水分子)流动现象。
6、渗透压:某溶液在自然渗透的过程中,浓溶液侧液面不断升高,稀溶液侧的液面相应减低,指到两侧形成的水柱压力抵消了溶剂的迁移,溶液两端的液面不再发生变化,渗透过程达到平衡点,此时的液柱高差称为该溶液的渗透压。
7、反渗透原理:即在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部分通过魔成为稀溶液侧的净化产水。
浅谈盐湖资源开发过程的膜分离工艺技术浅谈盐湖资源开发过程的膜分离工艺技术摘要简要介绍氯碱行业盐水精制的两种工艺及膜分离技术在盐水生产中的应用与发展。
并分别对膜过滤脱除SO2–SO4技术和HVMTM膜过滤盐水精制技术进行了综述。
关键词盐水精制氯碱戈尔膜凯膜Brief Discussion on Appl ication of Membrance Separation Technology in the Ref ining Process of Salt LakeAbstract :In this article .Two refining process of brine and the application and development of membrance sparation technology in chlor - alkail industry were introduced.The technice about SO2–SO4 filted out with membrance and refining brine with HVMTM were expaitiated respectively.Key words : Chlor-alkal Refinement of brine ;gore memhrance ;HVMTM0 引言青海省盐湖资源极其丰富,已探明NaCl储量达3262.85亿t,占全国保有储量的85%,其中茶卡、柯柯盐湖为其主要盐湖,两盐湖NaCl资源矿的开发已有40多年的历史,形成了一定的生产规模。
茶卡盐湖位于青海省乌兰县茶卡镇,交通便利,青藏公路由湖的北边通过,青藏铁路从察汉诺站有43km专线通往湖区盐湖面积105km2为固液相伴并存盐湖,石盐呈层状,平均厚度4.9m,最厚处达15m,总储量4.8亿t(其中固相45958万t)。
氯碱工业作为国民经济的基础产业,具有较高的经济延伸价值,其发展速度与国民经济的发展息息相关。
进入21世纪后,我国氯碱行业总的产能、产量迅猛增长,2001年生产能力为8844.4kt/a,产量为7135.2kt/a;2002年产量突8000kt 为8230kt/a;2003年产能达11000kt/a,产量为9399kt;2004年产能为11960kt/a,产量为10500kt/a[2]。
随着烧碱生产能力、产量的不断增长;电解技术的不断进步,特别是离子膜电解槽的应用,对盐水的质量要求越来越高,从而使膜分离技术在氯碱盐水生产中得到较大的应用与发展。
近几年,随着氯碱行业总产能、产量的迅猛增长,氯碱生产中盐水精制工艺也获得不断发展,一些新技术越来越多地被应用于盐水精制工艺中。
其中膜分离技术以其能耗低、分离效率高、过程简单、不污染等特点,已成为行业技术进步的亮点[1]。
本文就盐湖资源之一的氯碱盐水生产中膜分离技术的应用及发展作一个简单论述。
1 盐水生产中两种工艺的说明及比较目前盐水精制工艺有传统的澄清桶工艺与薄膜液体过滤工艺两种。
1.1 传统的澄清桶工艺由其它工段来的淡盐水、碱盐水进入化盐水贮槽,经化盐水泵进入化盐桶;化盐水溶解原盐后成为饱和粗盐水从化盐桶上部溢出,计量加入精制剂NaOH后,饱和粗盐水进入中间槽,再进入反应器,加入精制剂Na2CO3、凝聚助沉剂(聚丙烯酸钠) 后,自流入澄清桶;澄清桶出来的清液进入砂滤器,经砂滤器过滤后进入砂滤精盐水贮槽、泵加压后进入PE(聚乙烯)管过滤器过滤,清液进入一次精盐水贮槽,经泵加压后进入碳素管过滤器;最后进入树脂塔,经离子交换塔精制后进入阳极液循环槽供电解用。
1.2膜液体过滤工艺由其它工段来的淡盐水、碱盐水进入化盐水贮槽,配水合格后泵入化盐桶;化盐水溶解原盐后成为饱和粗盐水从化盐桶上部溢出进入折流槽,计量加入精制剂NaOH及未脱氯淡盐水(含NaClO)。
在前反应罐内,粗盐水中的镁离子与精制,菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解为小剂NaOH 反应生成Mg(OH)2分子有机物;然后用加压泵将粗盐水送入预处理器,经过预处理的盐水进入后反应罐,盐水中的钙离子与加入的碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀;充分反应后的盐水进入中间槽,加入亚硫酸钠溶液除去盐水中游离氯后,经泵入膜过滤器过滤;过滤后的精盐水进入一次精盐水贮槽,经精盐水泵送入树脂塔,经离子交换塔精制后进入阳极循环槽供电解用。
如图1所示:原盐 NaCl NaClO图1 膜分离盐水精制工艺流程简图膜分离盐水精制工艺流程较传统工艺简单,去除碳素管过滤器等工艺环节,不需大型的澄清桶、砂滤器等设备,占地面积小,投资少、运行费用较低[3]。
2.盐水生产中两种膜的特点及应用2.1 戈尔膜分离技术特点戈尔膜较凯膜早应用于盐水精制工艺中,戈尔膜是以一种厚度为微米级、孔径为0.5μm的膨体聚四氟乙烯薄膜与2~3mm厚的聚丙烯、聚脂无纺布(外形如羊毛毡) 复合而成滤袋,然后套在刚性支撑体上作为膜过滤元件。
戈尔膜较薄,过滤速度快,经过戈尔膜过滤后的盐水质量好,完全能满足离子膜电解对盐水精度的指标要求,但是由于膜薄加上作为底衬的聚丙烯容易受到盐水中游离氯的腐蚀,使用寿命较短,由于膜更换频繁,在实际生产过程中操作不方便,且膜消耗快造成运行费用增高,但是其过滤后的盐水质量是老生产工艺无法比拟的,故国内已有部分氯碱企业正在使用戈尔膜过滤器。
其特点为:第一,戈尔膜分离技术在盐水精制中的应用是一套全新的盐水精制工艺。
第二,由于该新工艺技术进行先除镁后除钙的工艺路线,精制过滤后的精盐水中钙镁及悬浮物杂质具有很好的滤除效果,使精盐水质量稳定,并使盐水质量有了很大的提高。
第三,新工艺精制过滤后的盐水可直接去离子膜电槽要求的鳌合树脂塔。
由于钙、镁较低,树脂塔能力可提高,取代了纤维素炭素管过滤器,简化了二次盐水的工艺流程。
第四,含镁量高的原盐也能使用,对于盐水精制讲,不受原盐中钙、镁比的限制,由于高镁原盐价格低,可以降低烧碱的生产成本。
第五,戈尔膜过滤部分实现了电脑控制,白动化程度高。
第六,盐水温度的变化对盐水质量影响不大。
由于精盐水质量高,而且稳定性好,可使电解槽的运行性能得到较大改善,收到良好的经济效益。
如表1:表1 采用凯尔膜后盐水中控指标数据预处理器出口过滤器进口过滤器出口(精盐水)Mg2+ NaOH Na2C03Ca2+ +Mg2+ SS值总铁<20mg/L 0.1一0.4g/L 0.4一0.6g/L <2mg/L <1x10-5 <0.05 mg/L从表1可以看出,应用戈尔膜分离技术进行盐水精制,完全可以提高盐水质量和简化盐水精制工艺流程,彻底解决了氯碱行业精盐水长期质量不稳定的问题,对提高隔膜电槽的运行周期起到了重要的作用。
2.2 凯膜(HVMTM膜)凯膜是纯聚四氟乙烯管式多孔膜。
它是以薄膜滤料达到真正的表面过滤效果,其好处是:使液体中的悬浮物被全部截留在薄膜的表面,由于薄膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数,因而薄膜滤料不易产生堵塞的现象。
这样在不增加运行负荷的情况下既保证了液体的最大通量,同时也有效地收集了液体中的固体颗粒。
质密、多孔、光滑的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜使固体颗粒的穿透接近零。
它的低摩擦系数,化学稳定性和表面光滑的特点使过滤压力仅0.05~011MPa,并且薄膜的表面极为容易清理。
聚四氟乙烯又是一种强度很高的材料,使滤料寿命大大高于常规滤料。
聚四氟乙烯管一次成型,减少了盐水对焊缝侵蚀造成膜脱落的可能性,使用寿命较长。
2.3 盐水生产工艺的发展趋势膜技术在氯碱行业应用非常广泛,氯碱行业工艺技术的发展常常伴随膜技术的应用推广。
比如电解槽从最先的隔膜槽到现在的离子膜槽的应用,大大提高了产品质量,减少了运行成本;一些氯碱厂PVC 离心母液回收处理用的微米膜、纳米膜、渗透膜的应用,使母液循环利用,不仅解决了环保问题还节约了水资源;再就是盐水精制中膜过滤器的应用,有着投资少、占地小,操作方便等优点。
2.4 膜分离技术在盐水精制中的原理盐水精制是氯碱生产的第一道工序,其主要任务是去除盐水中的Ca2 +、Mg2+、SO2-SO4、有机物、水不溶物及其他悬浮物等杂质,制成精盐水供烧碱生产使用。
盐水的质量直接关系到后续工段的安全、稳定、高效运行,也影响着产品质量。
通常氯碱企业采用化学和物理相结合的方法去除上述杂质。
其主要过程为一些化学品与盐水中的Ca2+、Mg2+、SO2-SO4等发生反应,生成沉淀沉降后排出,少量没有沉降的部分和其他悬浮物再利用过滤法去除。
3. 盐水生产工艺的发展趋势膜技术在氯碱行业应用非常广泛,氯碱行业工艺技术的发展常常伴随膜技术的应用推广。
比如电解槽从最先的隔膜槽到现在的离子膜槽的应用,大大提高了产品质量,减少了运行成本;一些氯碱厂PVC离心母液回收处理用的微米膜、纳米膜、渗透膜的应用,使母液循环利用,不仅解决了环保问题还节约了水资源;再就是盐水精制中膜过滤器的应用,有着投资少、占地小,操作方便等优点。
综上可见,随着氯碱生产技术飞速发展,特别是离子膜电解槽的广泛应用,精制盐水的质量越来越被重视,“预处理+膜分离”的盐水精制新工艺替代“道尔澄清桶+砂滤器+ 碳素管精密过滤器”的传统盐水精制工艺成为氯碱行业盐水精制的发展方向。
4.结语青海盐湖资源丰富,氯碱行业已进入一新的发展时期,特别是膜技术,是当代新型高效分离技术,是多学科交叉的产物,与传统的分离技术比较,它具有高效、节能、过程易控制、操作方便、环境友好、便于放大、容易与其他技术集成等优点。
随着认识的不断深入,膜技术的优越性倍受瞩目,越来越多的工业化应用付诸实施[4]。
采用膜分离技术精制盐水能够摆脱传统物理和化学处理工序的繁琐,节省人、财、物力,降低运行成本,且易于管理,为氯碱行业提升盐水质量开辟了崭新的道路,将为企业带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献[1]刘茉娥.膜分离技术[M].北京:化学工业出版社,1988.65-68[2]费红丽.国内氯碱行业盐水精制工艺状况(2000~2003年) 调查报告. 氯碱工业,2005,(2):10[3]罗圣红.浅谈氯碱行业盐水精制工艺中膜分离技术的应用与发展[J].贵州化工,2006,(4):33[4]张家杰.膜分离技术在盐水精制中的应用.精细与化学专用品第14卷(6):7~8。