本發(fā)明涉及氯堿化學(xué)工業(yè)的食鹽電解，特別是有關(guān)在氯堿工業(yè)鹽水工序中借助加藥裝置和延長螯合樹脂塔運行時間深度去除鹽水中雜質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

在離子膜電解工藝中，鹽水的制備過程通常是通過加入氫氧化鈉和碳酸鈉將鎂離子和鈣離子濃度降低至約1-10mg/l左右，經(jīng)過濾后懸浮物數(shù)量降低至小于1mg/l的一次鹽水，再進(jìn)入螯合樹脂塔中，其通過螯合樹脂對鈣離子和鎂離子的吸附可使其濃度進(jìn)一步降低，從而產(chǎn)生鈣離子和鎂離子濃度以及懸浮物含量比較低的二次鹽水，以供離子膜電解槽進(jìn)行電解，生產(chǎn)氫氧化鈉、氯氣和氫氣。上述制備方法典型的加工過程如圖1所示。具體而言，鹽水中的雜質(zhì)包括鈣、鎂、次氯酸根、硫酸根、懸浮物，現(xiàn)行去除方法的步驟包括：

1)在鹽水槽10中添加氫氧化鈉101和碳酸鈉102分別除鎂和鈣，化學(xué)式為：

mg²⁺+2naoh→mg(oh)2↓+2na⁺

ca²⁺+na2co3→caco3↓+2na⁺

再添加亞硫酸鈉除次氯酸根，化學(xué)式為：

clo^–+na2so3→na2so4+cl^–

然后添加氯化鋇除硫酸根，化學(xué)式為：

so4^2–+bacl2→baso4↓+2cl^–；

另可采用膜法除硝工藝除硫酸根。

2)將上述步驟1)中經(jīng)過除雜質(zhì)處理的鹽水引入過濾器20，進(jìn)行過濾以減少懸浮物，過濾器過濾后鹽水中鈣離子和鎂離子濃度為1-10mg/l左右、懸浮物數(shù)量<1mg/l；

3)將上述步驟2)對過濾器處理過的鹽水在經(jīng)調(diào)節(jié)ph201輸入螯合樹脂塔30中，樹脂塔中裝有螯合樹脂，可對鈣離子和鎂離子進(jìn)行吸附，得到鈣離子和鎂離子濃度在<20ppb的二次鹽水301。

在上述的二次鹽水的制備過程中，由于樹脂塔中螯合樹脂的吸附容量是有限的，所以一般螯合樹脂塔運行24小時后都要進(jìn)行樹脂再生處理，以年產(chǎn)十萬噸燒堿裝置為例，樹脂再生一次將花費數(shù)千元人民幣，且會產(chǎn)生大量廢水，需要專門處理。這直接影響鹽水處理的效果、螯合樹脂塔的使用壽命以及整個生產(chǎn)過程的成本，是氯堿工業(yè)廣為關(guān)注的鹽水處理技術(shù)的改進(jìn)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述工藝技術(shù)的缺陷，而提供一種借助加藥裝置和延長螯合樹脂塔運行時間深度去除鹽水中雜質(zhì)的方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案如圖2來實現(xiàn)：

一種借助加藥裝置和延長螯合樹脂塔運行時間深度去除鹽水中雜質(zhì)的方法，其中，鹽水中的雜質(zhì)主要包括鈣、鎂、鍶、鋇、鎳、鋅的金屬離子雜質(zhì)以及懸浮物，方法的步驟包括：

a)在鹽水槽中先后添加氫氧化鈉和碳酸鈉分別除鎂和鈣，化學(xué)式為：

mg²⁺+2naoh→mg(oh)2↓+2na⁺

ca²⁺+na2co3→caco3↓+2na⁺

b)將上述步驟a)中經(jīng)除雜質(zhì)處理的鹽水引入前過濾器，經(jīng)過浮上并通過前過濾器，獲得鈣離子和鎂離子平均濃度為1-10mg/l左右、懸浮物數(shù)量<1mg/l的一次鹽水，其特征在于，增加下列步驟：

c)將上述步驟b)中從前過濾器處理后的一次鹽水經(jīng)過管道送至第一ph調(diào)節(jié)位調(diào)節(jié)ph進(jìn)行第二次除雜質(zhì)處理，該處理是通過手動或自控加藥裝置加液，該加藥裝置包括藥劑罐、加藥泵、由管子依次順序連接的第一ph調(diào)節(jié)位、鹽水泵、后過濾器、第二ph調(diào)節(jié)位、螯合樹脂塔、二次鹽水池，以及在線檢測儀和其一頭電連接加藥泵，另一頭連接在線檢測儀之輸出端的自控系統(tǒng)，在線檢測儀之輸入端連接在后過濾器和第二ph調(diào)節(jié)位之間的管子上以對經(jīng)過后過濾器過濾的鹽水進(jìn)行檢測并將結(jié)果反饋到自控系統(tǒng)，加藥泵的進(jìn)口連接藥劑罐輸出口，出口連接在第一ph調(diào)節(jié)位和鹽水泵之間的管子上，所述藥劑罐中儲存有磷酸，于是在通過加藥泵將磷酸輸送到第一ph調(diào)節(jié)位和鹽水泵之間的連接管子中時與從第一ph調(diào)節(jié)位流過管子的一次鹽水進(jìn)行反應(yīng)；

d)接著將步驟c)中已調(diào)節(jié)ph值和經(jīng)反應(yīng)的鹽水由加藥裝置中的鹽水泵送到后過濾器進(jìn)行過濾，進(jìn)一步去除懸浮物和沉淀物；

e)步驟d)中在后過濾器中經(jīng)過濾鹽水經(jīng)過第二ph調(diào)節(jié)位調(diào)節(jié)ph值，隨后進(jìn)入螯合樹脂塔中，其中螯合樹脂塔中的樹脂為螯合樹脂，對鈣離子和鎂離子進(jìn)行吸附，流入二次鹽水池，得到二次鹽水。

如以上所述的方法，其中，所述后過濾器采用聚四氟乙烯（ptfe）管式過濾膜過濾器、陶瓷膜過濾器或葉片式過濾器。

如以上所述的方法，其中，在步驟d)中，所述后過濾器為大通量過濾器，單位面積流量為0.5-5立方米/平方米小時。

如以上所述的方法，其中，所述步驟c)中，前過濾器處理后的鹽水的ph調(diào)節(jié)至11-14，鹽水中磷酸的濃度為20-50ppm，與鹽水中鎂離子、鈣離子以及鍶、鋇、鎳、鋅的金屬離子的反應(yīng)的化學(xué)式為：

h3po4+3naoh→na3po4+3h2o

3mg²⁺+2na3po4→mg3（po4）2↓+6na⁺

3ca²⁺+2na3po4→ca3（po4）2↓+6na⁺

3ba²⁺+2na3po4→ba3（po4）2↓+6na⁺

3sr²⁺+2na3po4→sr3（po4）2↓+6na⁺

3ni²⁺+2na3po4→ni3（po4）2↓+6na⁺

3zn²⁺+2na3po4→zn3（po4）2↓+6na⁺

如以上所述的方法，其中，所述后過濾器在對鹽水加以過濾后鹽水中鈣離子和鎂離子的濃度為30-50ppb。

如以上所述的方法，其中，所述后過濾器中過濾膜的孔徑為0.01-0.5μm。

如以上所述的方法，其中，所述步驟c)中，在線檢測儀將檢測到經(jīng)過后過濾器過濾的鹽水的濃度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎胱钥叵到y(tǒng)以控制加藥泵加液流量即時調(diào)節(jié)磷酸在鹽水中的濃度。

如以上所述的方法，其中，所述在線檢測儀為為一臺光電比色儀。

如以上所述的方法，其中，在步驟c)中，加藥裝置還包括一靜態(tài)混合器，其連接在第一ph調(diào)節(jié)位和鹽水泵之間的管子上，以及將加藥泵的出口連接在第一ph調(diào)節(jié)位和靜態(tài)混合器之間的管子上，于是在通過加藥泵將磷酸輸送到第一ph調(diào)節(jié)位和靜態(tài)混合器之間的連接管子中時與流過該管子的一次鹽水進(jìn)行反應(yīng)并且進(jìn)入靜態(tài)混合器，以進(jìn)一步保證一次鹽水和磷酸在靜態(tài)混合器中能被充分混合而完全反應(yīng)。

由上可見，本發(fā)明在基本不改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的情況下，在前過濾器后面增加一后過濾器，并在前過濾器的出水中添加磷酸，能將鹽水中的鈣離子和鎂離子濃度降低至ppb級，可大大減輕螯合樹脂塔的運行負(fù)荷。由于使用本專利方法對鹽水中鈣離子和鎂離子處理后實際濃度可降低到20~50ppb，它相對于只經(jīng)過一次除雜質(zhì)處理鹽水中鈣離子和鎂離子的濃度1-10mg/l比較，降低了幾十倍，所以螯合樹脂塔的正常運行時間也能延長幾十天。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)去除鹽水中雜質(zhì)的工藝流程的方框圖；

圖2是本發(fā)明借助加藥裝置和延長螯合樹脂塔運行時間深度去除鹽水中雜質(zhì)的方法之一的方框圖。

具體實施方式

實施例1，請參閱圖2，一種借助加藥裝置和延長螯合樹脂塔運行時間深度去除鹽水中雜質(zhì)的方法，其中，鹽水中的雜質(zhì)包括鈣、鎂、、鍶、鋇、鎳、鋅的金屬離子、次氯酸根、硫酸根、懸浮物，去除方法的步驟包括：

a)在鹽水槽1中進(jìn)行第一次除雜質(zhì)處理，添加氫氧化鈉11和碳酸鈉12分別除鎂和鈣，化學(xué)式為：

mg²⁺+2naoh→mg(oh)2↓+2na⁺

ca²⁺+na2co3→caco3↓+2na⁺

再添加亞硫酸鈉13除次氯酸根，化學(xué)式為：

clo^–+na2so3→na2so4+cl^–

然后添加氯化鋇14除硫酸根，化學(xué)式為：

so4^2–+bacl2→baso4↓+2cl^–；

另可采用膜法脫硝工藝除硫酸根。

b)將上述步驟a)中經(jīng)過第一次除雜質(zhì)處理的鹽水引入前過濾器2進(jìn)行過濾，過濾后調(diào)節(jié)鹽水ph值,鈣和鎂離濃度為1-10mg/l左右、懸浮物數(shù)量是<1mg/l的一次鹽水（作為比較，步驟a)和步驟(b)將與現(xiàn)有技術(shù)一樣在同是年產(chǎn)十萬噸燒堿裝置情況下，以同樣方式進(jìn)行第一次除雜質(zhì)處理，并且使用同樣材質(zhì)、型號和容量的過濾器）；此外，去除方法的步驟還包括：

c)將上述步驟b)中從前過濾器處理后的一次鹽水經(jīng)過管道送至第一ph調(diào)節(jié)位21調(diào)節(jié)ph進(jìn)行第二次除雜質(zhì)處理，該處理是通過手動或自控加藥裝置3加液，該加藥裝置3包括藥劑罐31、加藥泵32、由管子依次順序連接的第一ph調(diào)節(jié)位21、鹽水泵33、后過濾器34、第二ph調(diào)節(jié)位35、螯合樹脂塔36、二次鹽水池37，以及在線檢測儀38和其一頭電連接加藥泵32，另一頭連接在線檢測儀之輸出端的自控系統(tǒng)39，在線檢測儀38之輸入端連接在后過濾器34和第二ph調(diào)節(jié)位35之間的管子24上以對經(jīng)過后過濾器34過濾的鹽水進(jìn)行檢測并將結(jié)果反饋到自控系統(tǒng)39，加藥泵32的進(jìn)口連接藥劑罐輸出口，出口連接在第一ph調(diào)節(jié)位21和鹽水泵33之間的管子上，所述藥劑罐中儲存有磷酸，于是在通過加藥泵32將磷酸輸送到第一ph調(diào)節(jié)位21和鹽水泵33之間的連接管子中時與從第一ph調(diào)節(jié)位流過管子23的一次鹽水進(jìn)行反應(yīng)；

d)接著將步驟c)中已調(diào)節(jié)ph值和經(jīng)反應(yīng)的鹽水由加藥裝置3中的鹽水泵33送到后過濾器34進(jìn)行過濾，進(jìn)一步去除懸浮物和沉淀物；

同時，在線檢測儀38將檢測到的經(jīng)后過濾器34過濾的鹽水濃度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎胱钥叵到y(tǒng)39以控制加藥泵32持續(xù)工作和即時調(diào)整磷酸在該鹽水中的濃度，

e)步驟d)中在后過濾器34中經(jīng)過濾鹽水經(jīng)過第二ph調(diào)節(jié)位35調(diào)節(jié)ph值，隨后進(jìn)入螯合樹脂塔36中，其中螯合樹脂塔中的樹脂為螯合樹脂，對鈣離子和鎂離子進(jìn)行吸附，得到二次鹽水37。

所述后過濾器34均采用聚四氟乙烯（ptfe）管式過濾膜過濾器、陶瓷膜過濾器或葉片式過濾器。

在步驟d)中，所述后過濾器34為大通量過濾器，過濾面過濾強度0.5-5立方米/平方米小時，鹽水泵33送流量為100-300立方米/小時。因后過濾器34作為大通量過濾器，可制造得比前過濾器小二分之一以上。

所述磷酸在一次鹽水中的濃度是20-50ppm，與一次鹽水中鈣、鎂等金屬離子反應(yīng)的化學(xué)式為：

h3po4+3naoh→na3po4+3h2o

3mg²⁺+2na3po4→mg3（po4）2↓+6na⁺

3ca²⁺+2na3po4→ca3（po4）2↓+6na⁺

3ba²⁺+2na3po4→ba3（po4）2↓+6na⁺

3sr²⁺+2na3po4→sr3（po4）2↓+6na⁺

3ni²⁺+2na3po4→ni3（po4）2↓+6na⁺

3zn²⁺+2na3po4→zn3（po4）2↓+6na⁺

所述后過濾器34在對鹽水加以二次過濾后除去鹽水中磷酸鈣和磷酸鎂懸浮物。

經(jīng)樹脂塔36中吸附鈣離子和鎂離子，得到的二次鹽水的鈣離子和鎂離子濃度<20ppb。

后過濾器中過濾膜的孔徑為0.01-0.5μm。

在線檢測儀38將檢測到的濃度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎胱钥叵到y(tǒng)39以控制加藥泵32持續(xù)工作和即時調(diào)整磷酸在鹽水中的濃度。

在線檢測儀為為一臺光電比色儀，將測量到的磷酸濃度值轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號來控制加藥泵的加液流量。

實施例二，再請參閱圖2，一種借助加藥裝置和延長螯合樹脂塔運行時間深度去除鹽水中雜質(zhì)的方法，與實施例一結(jié)構(gòu)和步驟不同僅在于：在步驟c)中，加藥裝置3除了包括藥劑罐31、加藥泵32、第一ph調(diào)節(jié)位21、鹽水泵33、后過濾器34、第二ph調(diào)節(jié)位35、螯合樹脂塔36、二次鹽水池37，以及在線檢測儀38和其一頭電連接加藥泵32接加藥泵32，另一頭連接在線檢測儀之輸出端的自控系統(tǒng)39外，還包括一靜態(tài)混合器4，其以串聯(lián)方式連接在第一ph調(diào)節(jié)位21和鹽水泵33之間的管子上，以及將加藥泵32的出口連接在第一ph調(diào)節(jié)位21和靜態(tài)混合器40之間的管子25上，于是在通過加藥泵32將磷酸輸送到第一ph調(diào)節(jié)位21和靜態(tài)混合器4之間的連接管子25中時與從第一ph調(diào)節(jié)位21流過管子25的一次鹽水進(jìn)行反應(yīng)并且進(jìn)入靜態(tài)混合器40，以進(jìn)一步保證一次鹽水和磷酸在靜態(tài)混合器中能被充分混合而完全反應(yīng)。