一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法及裝置，屬于氯堿工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。方法，包括如下步驟：第1步，對(duì)鹽水進(jìn)行除雜質(zhì)陽離子處理；第2步，對(duì)處理后的鹽水使用納濾膜進(jìn)行過濾，得到精制后的鹽水；所述的鹽水中包含有有機(jī)污染物。本發(fā)明的鹵水精制方法可以有效地解決帶有有機(jī)污染物的鹵水在氯堿工業(yè)中造成離子膜電解效率低的問題。
【專利說明】一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法及裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法及裝置，屬于氯堿工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]在氯堿工業(yè)中，利用陽離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來制造氯氣、氫氣和高純度的燒堿(氫氧化鈉)或氫氧化鉀。生產(chǎn)過程中，一般會(huì)采用開采的鹵水或者經(jīng)過化鹽后的鹽水作為原料，為了保護(hù)離子膜裝置的運(yùn)行，會(huì)預(yù)先去除掉對(duì)離子膜有影響作用的Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)離子，但是由于開采或者由粗鹽化鹽后的鹽水中有一些情況下會(huì)存在著有機(jī)污染物，容易導(dǎo)致離子膜電解過程受到影響，效率低。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:針對(duì)含有有機(jī)污染物的鹵水在使用離子膜電解操作時(shí)，電解效率受到影響的問題，提出一種對(duì)鹵水進(jìn)行前處理的技術(shù)方案，主要是通過在除鈣、鎂之后的鹵水進(jìn)行納濾處理，可以有效地去除水中的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)提高離子膜電解效率。
[0007]技術(shù)方案是:
一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法，包括如下步驟:
第I步，對(duì)鹽水進(jìn)行除雜質(zhì)陽離子處理；
第2步，對(duì)處理后的鹽水使用納濾膜進(jìn)行過濾，得到精制后的鹽水；
所述的鹽水中包含有有機(jī)污染物。
[0008]除雜質(zhì)陽離子處理是指:在粗鹽水中加入⑶32—和/或0H—離子作為沉淀劑，與鹽水中的陽離子雜質(zhì)進(jìn)行沉淀反應(yīng)后生成沉淀物，再通過分離膜進(jìn)行過濾，去除沉淀物，在分離膜滲透?jìng)?cè)得到處理后的鹽水。
[0009]所述的鹽水是指主要含有NaCl或KCl的粗鹽水。
[0010]所述的鹽水中的COD范圍是I?2000ppm，優(yōu)選I?200ppm。
[0011]所述的陽離子雜質(zhì)選自Ca2+、Mg2+、Cs+或者Ni+離子。
[0012]當(dāng)鹽水是指主要含有NaCl的鹽水時(shí)，鹽水選自主要含有NaCl的鹵水、海水或者由NaCl粗鹽溶解后得到的鹽水；當(dāng)鹽水是指主要含有KCl的鹽水時(shí)，鹽水是由KCl粗鹽溶解后得到的鹽水。
[0013]沉淀劑中的陽離子與鹽水中主要成分的陽離子相同。
[0014]加入沉淀劑選自Na0H、Na2C03、K0H或者K2⑶3中的一種或者幾種的混合物，每種沉淀劑的加入量都大于完全沉淀雜質(zhì)陽離子所需量。
[0015]所述的分離膜是指陶瓷微濾膜或者是陶瓷超濾膜。
[0016]微濾膜為平均孔徑是0.05μπι?5μπι。
[0017]超濾膜平均孔徑是0.005μπι?0.05μπι，或者截留分子量是1000?200000Da。
[0018]在加入沉淀劑之前，需要對(duì)鹽水進(jìn)行預(yù)過濾。
[0019]在將鹽水送入分離膜進(jìn)行過濾之前，需要在其中加入氯;氯的加入形式是氯氣或者次氯酸根離子。
[0020]本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制裝置，包括:
除陽離子雜質(zhì)裝置，用于去除鹽水中的陽離子雜質(zhì)；
納濾膜，用于對(duì)去除了陽離子雜質(zhì)的鹽水過濾處理。
[0021 ]所述的除陽離子裝置，包括有:
a)沉淀劑加入裝置，用于在鹽水中加入沉淀劑使陽離子雜質(zhì)沉淀；
b)反應(yīng)槽，用于沉淀劑與陽離子雜質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)；
c)分離膜，用于去除反應(yīng)生成的沉淀。
[0022]所述的分離膜是陶瓷膜。
[0023]所述的陶瓷膜是陶瓷超濾膜或者陶瓷微濾膜。
[0024]沉淀劑加入裝置中裝填的是含有C032—和/或0H—離子的沉淀劑。
[0025]
有益效果
本發(fā)明的鹵水精制方法可以有效地解決帶有有機(jī)污染物的鹵水在氯堿工業(yè)中造成離子膜電解效率低的問題。
[0026]
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明所采用的裝置圖。
[0028]其中，1、除陽離子雜質(zhì)裝置;2、反應(yīng)槽;3、沉淀劑加入裝置;4、分離膜;5、納濾膜；
6、離子膜電解裝置。
[0029]
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件(例如參考徐南平等著的《無機(jī)膜分離技術(shù)與應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003)或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0031]本文使用的近似語在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中可用于修飾任何數(shù)量表述，其可在不導(dǎo)致其相關(guān)的基本功能發(fā)生變化的條件下準(zhǔn)許進(jìn)行改變。因此，由諸如“約”的術(shù)語修飾的值并不局限于所指定的精確值。在至少一些情況下，近似語可與用于測(cè)量該值的儀器的精度相對(duì)應(yīng)。除非上下文或語句中另有指出，否則范圍界限可以進(jìn)行組合和/或互換，并且這種范圍被確定為且包括本文中所包括的所有子范圍。除了在操作實(shí)施例中或其他地方中指明之外，說明書和權(quán)利要求書中所使用的所有表示成分的量、反應(yīng)條件等等的數(shù)字或表達(dá)在所有情況下都應(yīng)被理解為受到詞語“約”的修飾。
[0032]以范圍形式表達(dá)的值應(yīng)當(dāng)以靈活的方式理解為不僅包括明確列舉出的作為范圍限值的數(shù)值，而且還包括涵蓋在該范圍內(nèi)的所有單個(gè)數(shù)值或子區(qū)間，猶如每個(gè)數(shù)值和子區(qū)間被明確列舉出。例如，“大約0.1%至約5%”的濃度范圍應(yīng)當(dāng)理解為不僅包括明確列舉出的約0.1 %至約5%的濃度，還包括有所指范圍內(nèi)的單個(gè)濃度(如，I %、2%、3%和4%)和子區(qū)間(例如，0.1% 至 0.5%、1% 至 2.2%、3.3% 至 4.4%)。
[0033]本說明書中的“去除”，不僅包括完全去除目標(biāo)物質(zhì)的情況，還包括部分去除(減少該物質(zhì)的量)的情況。本說明書中的“提純”，包括去除任意的或特定的雜質(zhì)。
[0034]本文使用的詞語“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他變體意欲涵蓋非排它性的包括。例如，包括列出要素的工藝、方法、物品或設(shè)備不必受限于那些要素，而是可以包括其他沒有明確列出或?qū)儆谶@種工藝、方法、物品或設(shè)備固有的要素。應(yīng)理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被提及與另一個(gè)元件“連接”時(shí)，它可以與其他元件直接相連或者與其他元件間接相連，而它們之間插入有元件。
[0035]本發(fā)明所提供的方法主要是針對(duì)使用在氯堿工業(yè)中的鹽水進(jìn)行精制處理，通常的鹽水經(jīng)過除離子雜質(zhì)的處理后，即可應(yīng)用于離子膜電解，但是對(duì)于一些含有有機(jī)污染物的鹽水來說，其會(huì)影響到離子膜電解過程中的效率，通常表現(xiàn)是這些鹽水具有一定量的C0D。
[0036]本發(fā)明的處理方法中，首先需要對(duì)于鹽水中含有的雜質(zhì)離子進(jìn)行去除、精制，由于鹽水中還帶有一定量的C0D，因此本發(fā)明發(fā)現(xiàn)通過采用納濾膜處理之后，可以更有效地降低鹽水中的C0D，處理后的鹽水在進(jìn)行離子膜電解時(shí)可以有效地提高電解效率。
[0037]本發(fā)明中所述的“鹽水”是指需要待精制的原料液，這里的“鹽水”中的主要成分可以是指NaCl或者KCl;本發(fā)明中所述的“主要成分”或者鹽水“主要含有”等類似用語，是指鹽水中的占有絕大多數(shù)的那種鹽，而且這種鹽也是實(shí)際所希望得到的被精制的鹽類;這些鹽水中含有的一些雜質(zhì)離子，例如Ca2+、Mg2+、Cs+、Ni2+離子，需要對(duì)其進(jìn)行去除。本發(fā)明中所處理的鹽水含有有機(jī)污染物，其⑶D范圍可以是I?200ppm。一般來說，這里的⑶D中的有機(jī)污染物的來源是烴類、醇類、微生物代謝產(chǎn)物、酯類、腐殖質(zhì)類、人類生活生產(chǎn)排放有機(jī)物等。
[0038]本發(fā)明中，當(dāng)“鹽水”中的主要成分是NaCl時(shí)，“鹽水”可以通過不同的途徑所獲得，可以是指NaCl粗鹽加水溶解而得到的鹽水，也可以是指直接從自然界中開采的鹵水。這里的“NaCl粗鹽”可以理解為通過海水、鹵水經(jīng)過蒸發(fā)、干燥后所得到的主要含有氯化鈉的固體鹽，也可以是直接由鹽井、鹽礦中直接開采得到的固體鹽。另外，術(shù)語“鹵水”可以是指天然鹵水(如:鹽湖鹵水、地下鹵水、地?zé)猁u水或者制鹽鹵水)或者人工配置的鹵水。當(dāng)“鹽水”中的主要成分是KCl時(shí)，“鹽水”也可以是由鹽湖、KCl鹽礦中制備得到的KCl固體加水溶解化鹽后制備得到。
[0039]不論是由粗鹽加水溶解之后得到的粗鹽水還是直接開采的鹵水，除了其中含有的作為主要成分的NaCl、KC1外，還含有懸浮顆粒、膠體、大分子雜質(zhì)、有機(jī)物雜質(zhì)等，還含有一些無機(jī)鹽雜質(zhì)，例如<&2+、1%2+、1—、脳—、？63+、1^+等。
[0040]本發(fā)明所提供的方法中，除去鹽水中的陽離子雜質(zhì)可以通過本領(lǐng)域公知的各種不同的方法，例如:離子交換法、吸附法、沉淀法等等，只要能實(shí)現(xiàn)將NaCl或者KCl鹽中的雜質(zhì)陽離子去除即可，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，采用沉淀法非常適合工業(yè)應(yīng)用，沉淀法的主要步驟是:首先，在粗鹽水中加入C032—和0H—離子，經(jīng)過反應(yīng)之后，C032—和0H—離子可以使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(OH)2,當(dāng)粗鹽水中還含有Cs+、Ni+離子時(shí)，⑶32—和0H—離子也可以使其轉(zhuǎn)變?yōu)镃s2CO3和Ni (OH)2,再送入分離膜中進(jìn)行過濾，可以去除掉這些反應(yīng)生成的Ca⑶3、Mg(OH) 2、Cs2CO3和Ni (OH)2,得到陶瓷膜濃縮液和純化后的陶瓷膜清液。
[0041 ]本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，當(dāng)以鹽的形式加入C032—和0H—離子作為沉淀劑時(shí)，外加的沉淀劑的陽離子是需要與粗鹽水中的陽離子相同，才能保證不在鹽水中引入新的雜質(zhì)陽離子，例如，當(dāng)對(duì)主要含有NaCl的粗鹽水進(jìn)行加沉淀劑精制時(shí)，需要加入的是NaOH和Na2CO3;類似地，當(dāng)對(duì)主要含有KCl的粗鹽水進(jìn)行加沉淀劑精制時(shí)，需要加入的是KOH和K2CO3。
[0042]本發(fā)明中所進(jìn)行精制的粗鹽水中的主要成分的濃度范圍沒有特別限制，但是為了提高沉淀反應(yīng)效率以及膜過濾效率，主要成分一般可以在接近溶解度飽和情況下進(jìn)行反應(yīng)和過濾精制，例如，NaCl的濃度可以在200?360g/L之間，KCl的濃度可以在150?400g/L之間。
[0043]作為雜質(zhì)陽離子的0&2+^2+、(^+、祖+離子的濃度范圍沒有特別限制，可以是0.01?50g/L的范圍，只要根據(jù)雜質(zhì)陽離子的濃度選擇合適的沉淀劑C032—和0H—離子的加入量，即可將雜質(zhì)陽離子轉(zhuǎn)換為沉淀，C032—和0H—離子的加入量的可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)化學(xué)計(jì)量平衡進(jìn)行計(jì)算得到。為了能夠完全地將雜質(zhì)陽離子轉(zhuǎn)換為沉淀，加入沉淀劑選自Na0H、Na2C03、K0H或者K2CO3中的一種或者幾種的混合物，每種沉淀劑的加入量都大于完全沉淀雜質(zhì)陽離子所需量，例如:加入的Na0H、Na2C03、K0H或者K2CO3的加入量比完全沉淀雜質(zhì)陽離子所需要量都多出0.2g/L。本發(fā)明中所述的“完全沉淀”是指根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡式所計(jì)算出的需要沉淀量，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)化學(xué)反應(yīng)摩爾比即可以計(jì)算得到，并非是理解為實(shí)際反應(yīng)中雜質(zhì)離子完全被沉淀。
[0044]在上述的方法中，所用的陶瓷膜可以是陶瓷微濾膜或者是陶瓷超濾膜，微濾膜為平均孔徑可以是0.05μπ??5μπ?的膜，用于本發(fā)明的超濾膜平均孔徑可以是0.005μπ??0.05μm，或者為截留分子量是1000?200000Da的膜，在此，由于超濾膜的孔徑過小而難以用電子顯微鏡等來測(cè)定膜表面的孔徑，所以用稱為截留分子量的值代替平均孔徑來作為孔徑大小的指標(biāo)。關(guān)于截留分子量，如本領(lǐng)域的教科書中所記載的那樣將以溶質(zhì)分子量為橫軸、阻止率為縱軸，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制而成的曲線稱為截留分子量曲線。而且將阻止率為90%的分子量稱為膜的截留分子量”，截留分子量作為表示超濾膜的膜性能的指標(biāo)，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。其濾芯形狀包括，平板膜、管狀膜、多通道式膜、螺旋膜、中空纖維膜等、所有模塊形式。
[0045]作為構(gòu)成陶瓷膜的多孔膜材料，能夠從現(xiàn)有公知的陶瓷材料中適當(dāng)選擇。例如，可以使用氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化釔，鈦酸鋇等氧化物類材料；堇青石、多鋁紅柱石、鎂橄欖石、塊滑石、硅鋁氧氮陶瓷、鋯石、鐵酸鹽等復(fù)合氧化物類材料；氮化硅，氮化鋁等氮化物類材料;碳化硅等碳化物類材料;羥基磷灰石等氫氧化物類材料；碳、硅等元素類材料;或者含有它們的兩種以上的無機(jī)復(fù)合材料等。還可以使用天然礦物(粘土、粘土礦物、陶渣、硅砂、陶石、長石、白砂)或高爐爐渣、飛灰等。其中，優(yōu)選選自氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化硅中的I種或2種以上，更優(yōu)選以氧化鋁、二氧化鋯或者氧化鈦?zhàn)鳛橹黧w構(gòu)成的陶瓷粉末。其中，這里所說的“作為主體”表示陶瓷粉末總體的50wt%以上(優(yōu)選75wt%以上、更優(yōu)選80wt%?100wt%)為氧化招或二氧化娃。例如，在多孔材料中，氧化鋁較為廉價(jià)且操作性優(yōu)異。并且，能夠容易地形成具有適合于液體分離的孔徑的多孔結(jié)構(gòu)，因此能夠容易地制造具有優(yōu)異的液體透過性的陶瓷分離膜。并且，在上述氧化鋁中，特別優(yōu)選使用氧化鋁。α-氧化鋁具有在化學(xué)方面穩(wěn)定、且熔點(diǎn)和機(jī)械強(qiáng)度高的特性。因此，通過使用α-氧化鋁，能夠制造可以在寬泛用途(例如工業(yè)領(lǐng)域)中利用的陶瓷分離膜。
[0046]為了避免加入的游離氯對(duì)于離子膜的影響作用，可以對(duì)分離膜的濾液進(jìn)行脫氯處理，這里的“脫氯”是指脫除鹽水中的游離氯，可以采用常規(guī)的加入亞硫酸鈉、真空脫氯等方式，沒有特別的限制。
[0047]經(jīng)過除陽離子雜質(zhì)后的鹽水，還需要經(jīng)過納濾膜的處理，納濾膜是定義為“阻止小于2nm的粒子和溶解的大分子的壓力驅(qū)動(dòng)膜”的膜。適用于本發(fā)明的有效納濾膜優(yōu)選是這樣的膜:在該膜表面上有電荷，因而通過細(xì)孔分離(粒度分離)和得益于該膜表面上的電荷的靜電分離的結(jié)合而表現(xiàn)出提高的分離效率。因此，必需采用這樣的納濾膜，該納濾膜能夠在將作為回收目標(biāo)的堿金屬離子與具有不同電荷特性的其他離子借助電荷進(jìn)行分離的同時(shí)、通過粒度分離來去除高分子類物質(zhì)。作為本發(fā)明中使用的納濾膜的材料，可以使用乙酸纖維素系聚合物、聚酰胺、磺化聚砜、聚丙烯腈、聚酯、聚酰亞胺和乙烯基聚合物等高分子材料。所述不限于僅由一種材料構(gòu)成的膜，可以是包含多種所述材料的膜。關(guān)于膜結(jié)構(gòu)，所述膜可以是非對(duì)稱膜，其在膜的至少一面上具有致密層，并且具有從致密層向膜內(nèi)部或者另一面孔徑逐漸變大的微孔;或者是復(fù)合膜，其在非對(duì)稱膜的致密層上具有由其它材料所形成的非常薄的功能層。
[0048]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了較多的去除水中COD的方法，本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)采用納濾膜對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，具有較多的優(yōu)點(diǎn)，一方面可以有效地降低鹽水中的有機(jī)污染物，同時(shí)又不向鹽水中引入其它的化學(xué)成分，并且由于經(jīng)過除陽離子雜質(zhì)處理后的鹽水中仍然會(huì)帶有一定量的未反應(yīng)完全的陽離子雜質(zhì)，納濾膜可以起到同時(shí)深度去除陽離子雜質(zhì)的作用。
[0049]基于以上的方法，本發(fā)明所采用的裝置可以是如圖1中所示，該裝置中包括有除陽離子雜質(zhì)裝置I，用于去除鹽水中的陽離子雜質(zhì)；另外，還包括有納濾膜5，其用于對(duì)除陽離子雜質(zhì)裝置I處理后的鹽水進(jìn)行過濾處理，經(jīng)過處理后的鹽水可以再送入裝置中的離子膜電解裝置6進(jìn)行電解。
[0050]其中，陽離子雜質(zhì)裝置I可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中公開的填充有吸附劑的吸附塔，其中的吸附劑用于吸附去除陽離子雜質(zhì)，也可以是采用離子交換樹脂柱等設(shè)備，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，采用的是如圖1中所示的，裝置中包括有反應(yīng)槽2，用于使鹽水中加入的沉淀劑與陽離子雜質(zhì)進(jìn)行沉淀反應(yīng)，還包括有沉淀劑加入裝置3，用于向反應(yīng)槽2中加入沉淀劑，另外還包括有分離膜4，用于將沉淀物過濾去除，以得到去除沉淀后的鹽水，而納濾膜5用于處理該除沉淀的鹽水;上述的裝置中還包括可以脫氯裝置，用于對(duì)進(jìn)入納濾膜的料液進(jìn)行脫氯處理，也可以包括有pH調(diào)節(jié)部，用于對(duì)進(jìn)入納濾膜的料液進(jìn)行pH酸化處理。
[0051]以下實(shí)施例中，使用的鹽水是開采自地下的鹵水，其中主要含有氯化鈉，經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶后，鹵水中的主要成分 NaCl 220 g/L，Mg2+ 4.2g/L，Ca2+ 2.31g/L，⑶ D45.3mg/L(主要是烴類、腐殖質(zhì)類類污染物)。經(jīng)過沉淀、陶瓷膜過濾、納濾膜過濾后的鹽水送入離子膜電解槽中進(jìn)行電解，槽溫85 °C、操作電流密度3.0kA/m2。
[0052]
實(shí)施例1
鹵水中加入NaOH 0.8g/L和Na2CO3 1.8g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(OH)2,再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為200nm的氧化鋁陶瓷膜，7通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度4m/s，操作壓力0.4MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和1^(0捫2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂尚子含量44.74 11^凡，|丐尚子含量42.8 mg/L，硫酸根含量6.72g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水再送入截留分子量150Da的聚酰胺納濾膜中進(jìn)行過濾處理，操作壓力3.51^&，溫度30°(:，濃縮倍數(shù)為3倍，0&2+、1^2+、3042—、0)0的截留率分別是86.9%、85.9%、96.5%、68.4%。鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成Cl2和NaOH，電流效率94.3%。
[0053]
對(duì)照例I
與實(shí)施例1的區(qū)別在于:采用的是臭氧氧化的方法對(duì)COD進(jìn)行去除。
[0054]鹵水中加入NaOH 0.8g/L和Na2CO3 1.8g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(OH)2,再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為200nm的氧化鋁陶瓷膜，7通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度4m/s，操作壓力0.4MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和Mg(OH)2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂離子含量44.74 mg/L，鈣離子含量42.8 mg/L，硫酸根含量6.72g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水中加入臭氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，臭氧加入量500mg/L，反應(yīng)溫度40 °C，反應(yīng)停留時(shí)間Ih，COD去除率13%，處理后的鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成Cl WPNaOH，電流效率93.4%。
[0055]
對(duì)照例2
與實(shí)施例1的區(qū)別在于:采用的是活性炭吸附的方法對(duì)COD進(jìn)行去除。
[0056]鹵水中加入NaOH 0.8g/L和Na2CO3 1.8g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(OH)2,再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為200nm的氧化鋁陶瓷膜，7通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度4m/s，操作壓力0.4MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和Mg(OH)2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂離子含量44.74 mg/L，鈣離子含量42.8 mg/L，硫酸根含量6.72g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水中加入活性炭10g/L，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時(shí)間2h，C0D去除率16%，處理后的鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成Cl WPNaOH，電流效率93.6%。
[0057]
對(duì)照例3
與實(shí)施例1的區(qū)別在于:陶瓷膜過濾沉淀之后的鹽水未經(jīng)過納濾膜過濾，經(jīng)過脫氯處理之后，送入離子膜電解槽。
[0058]鹵水中加入NaOH 0.8g/L和Na2CO3 1.8g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(OH)2,再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為200nm的氧化鋁陶瓷膜，7通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度4m/s，操作壓力0.4MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和Mg(OH)2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂離子含量44.74 mg/L，鈣離子含量42.8 mg/L，硫酸根含量6.72g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成CldPNaOH，電流效率92.4%。
[0059]
實(shí)施例2
鹵水中加入NaOH 0.6g/L和Na2CO3 1.7g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(OH)2,再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為50nm的氧化鋯陶瓷膜，19通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度3m/s，操作壓力0.3MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和1^(0捫2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂尚子含量34.94 mg/L，I丐尚子含量32.1 mg/L，硫酸根含量8.32g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水再送入截留分子量200Da的聚酰胺納濾膜中進(jìn)行過濾處理，操作壓力4.01^&，溫度35°(:，濃縮倍數(shù)為3倍，0&2+、1^2+、3042—、0)0的截留率分別是87.5%、87.1%、97.5%、70.8%。鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成Cl2和NaOH，電流效率94.9%。
[0060]
實(shí)施例3
鹵水中加入NaOH 0.9g/L和Na2CO3 2.2g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(0H)2，再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為50nm的氧化鋯陶瓷膜，19通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度5m/s，操作壓力0.4MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和1^(0捫2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂離子含量36.11 mg/L，媽離子含量35.3 mg/L，硫酸根含量7.72g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水再送入截留分子量150Da的聚酰胺納濾膜中進(jìn)行過濾處理，操作壓力3.01^^，溫度35°(:，濃縮倍數(shù)為3倍，032+、]\^2+、3042—、0)0的截留率分別是85.3%、85.1%、96.2%、68.4%。鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成Cl2和NaOH，電流效率94.5%。
[0061]
實(shí)施例4
鹵水中加入NaOH 0.9g/L和Na2CO3 2.2g/L，經(jīng)過反應(yīng)器充分反應(yīng)之后，使Ca2+、Mg2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3和Mg(0H)2，再進(jìn)入陶瓷膜中進(jìn)行過濾，同時(shí)在線連續(xù)性地投加次氯酸鈉(有效游離氯15mg/L)，采用的是平均孔徑為50nm的氧化鋯陶瓷膜，19通道、通道內(nèi)徑4mm，錯(cuò)流速度5m/s，操作壓力0.4MPa，可以去除掉CaCO3沉淀和1^(0捫2膠體，得到的陶瓷膜滲透液中離子含量為:鎂離子含量36.11 mg/L，媽離子含量35.3 mg/L，硫酸根含量7.72g/L。再經(jīng)過脫氯處理后的鹽水加HCl調(diào)節(jié)pH至5.5左右，再送入截留分子量150Da的聚酰胺納濾膜中進(jìn)行過濾處理，操作壓力3.0Mpa，溫度35 °C，濃縮倍數(shù)為3倍，Ca2Mg2+、S042—、COD的截留率分別是87.4%、87.4%、97.4%、71.3%。鹽水送入電解槽進(jìn)行電解，生成Cl2和NaOH，電流效率95.9%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法，包括如下步驟: 第I步，對(duì)鹽水進(jìn)行除雜質(zhì)陽離子處理； 第2步，對(duì)處理后的鹽水使用納濾膜進(jìn)行過濾，得到精制后的鹽水； 所述的鹽水中包含有有機(jī)污染物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法，其特征在于:除雜質(zhì)陽離子處理是指:在粗鹽水中加入C032—和/或0H—離子作為沉淀劑，與鹽水中的陽離子雜質(zhì)進(jìn)行沉淀反應(yīng)后生成沉淀物，再通過分離膜進(jìn)行過濾，去除沉淀物，在分離膜滲透?jìng)?cè)得到處理后的鹽水；所述的鹽水是指主要含有NaCl或KCl的粗鹽水；所述的鹽水中的COD范圍是I?2000ppm ；所述的鹽水中的COD范圍I?200ppm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法，其特征在于:所述的陽離子雜質(zhì)選自Ca2+、Mg2+、Cs+或者Ni+離子；當(dāng)鹽水是指主要含有NaCl的鹽水時(shí)，鹽水選自主要含有NaCl的鹵水、海水或者由NaCl粗鹽溶解后得到的鹽水；當(dāng)鹽水是指主要含有KCl的鹽水時(shí)，鹽水是由KCl粗鹽溶解后得到的鹽水;沉淀劑中的陽離子與鹽水中主要成分的陽離子相同；加入沉淀劑選自Na0H、Na2C03、Κ0Η或者KAO3中的一種或者幾種的混合物，每種沉淀劑的加入量都大于完全沉淀雜質(zhì)陽離子所需量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法，其特征在于:所述的分離膜是指陶瓷微濾膜或者是陶瓷超濾膜;微濾膜為平均孔徑是0.05μπι?5μπι;超濾膜平均孔徑是0.005μπι?0.05μπι，或者截留分子量是1000?200000Da。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制方法，其特征在于:在加入沉淀劑之前，需要對(duì)鹽水進(jìn)行預(yù)過濾;在將鹽水送入分離膜進(jìn)行過濾之前，需要在其中加入氯;氯的加入形式是氯氣或者次氯酸根離子。6.—種應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制裝置，包括: a)除陽離子雜質(zhì)裝置(1)，用于去除鹽水中的陽離子雜質(zhì)； b)納濾膜(5)，用于對(duì)去除了陽離子雜質(zhì)的鹽水過濾處理。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制裝置，其特征在于:所述的除陽離子裝置(I)，包括有: a)沉淀劑加入裝置(3)，用于在鹽水中加入沉淀劑使陽離子雜質(zhì)沉淀； b)反應(yīng)槽(2)，用于沉淀劑與陽離子雜質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)； c)分離膜(4)，用于去除反應(yīng)生成的沉淀； 所述的分離膜(4)是陶瓷膜； 所述的陶瓷膜是陶瓷超濾膜或者陶瓷微濾膜。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于氯堿工業(yè)的鹽水精制裝置，其特征在于:沉淀劑加入裝置(3)3中裝填的是含有C032—和/或0H—離子的沉淀劑。
【文檔編號(hào)】C01D3/14GK106044800SQ201610589497
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月25日 公開號(hào)201610589497.4, CN 106044800 A, CN 106044800A, CN 201610589497, CN-A-106044800, CN106044800 A, CN106044800A, CN201610589497, CN201610589497.4
【發(fā)明人】彭文博, 鄧唯, 陳留平, 趙營峰, 王肖虎, 楊文銀, 丁邦超, 范克銀
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