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淡盐水的产生及特征
淡盐水是盐水电解后的产物,由于淡盐水中nacl 浓度较低,电解效率低,电耗升高,而且电解出的产品浓度低,严重损害离子膜。因此,在离子膜法制碱工艺中,淡盐水必须定期外排。如果对于lv碱行业淡盐水不进行回收处理,将造成资源的浪费和环境的污染。
离子膜淡盐水具有以下几个特征:
(1) 温度较高,脱lv淡盐水约75 ℃,经膜法除硝处理的部分淡盐水与未处理的淡盐水混合后约60 ℃;
(2) lv化钠浓度在180 ~ 200 g /l 范围内,常压条件下沸点约为103. 5 ℃;
(3) 较为纯净,ca2 +、mg2 + 等杂质含量小于4×10-5 mg /l;
(4) 腐蚀性强。
2 淡盐水的回收利用技术
对于离子膜制碱工艺,淡盐水回收利用是技术关键。对淡盐水的回收利用,就是进行浓缩处理,使淡盐水接近饱和。处理淡盐水接近饱和主要有两种方法,一种是去掉水分,另外一种是加盐。去掉水分的方式有膜过滤技术、多效蒸发技术以及机械蒸汽再压缩(mvr) 技术。
(1) 膜过滤。膜过滤的原理是利用一种只允许水分子通过的膜,过滤去掉一部分水,从而得到饱和的lv化钠溶液。这种方法虽然能耗低,但广泛应用在lv碱行业之前还有许多技术难题需要突破,其研究进展值得关注。
(2) 多效蒸发。这种方法需要以蒸汽为能源,通过消耗蒸汽来达到浓缩的目的,后一效的二次汽需要用循环水进行冷却。多效蒸发已经是制盐行业普遍采用的一种方法。
多效蒸发技术是将几个蒸发器串联运行的蒸发操作,使蒸汽热能得到多次利用,从而提高热能的利用率,多用于水溶液的处理。在三效蒸发操作的流程中,第1个蒸发器(称为1效) 以生蒸汽作为加热蒸汽,其余两个(称为第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽,从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽,故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。依据二次蒸汽和溶液的流向,多效蒸发的流程可分为:①并流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。由于前效压力高于后效,料液可借压差流动。但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。②逆流流程。溶液与二次蒸汽流动方向相反。需用泵将溶液送至压力较高的前一效,各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消,各效传热条件基本相同。③错流流程。二次蒸汽依次通过各效,但料液则每效单独进出,这种流程适用于有晶体析出的料液。
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污染情况分析 碳酸钙垢: 碳酸钙垢是一种矿物结垢。当阻垢剂/分散剂添加系统出现故障时,或是加酸ph调节系统出故障而引起给水ph增高时,碳酸钙垢有可能沉积出来。尽早地检测碳酸钙垢,对于防止膜层表面沉积的晶体损伤膜元件是极为必要的。早期检测出的碳酸钙垢可由降低给水的ph值至3~5,运行1~2小时的方法去除。对于沉积时间长的碳酸钙垢,可用低ph值的柠檬酸溶液清洗去除。 liu酸钙、liu酸钡、liu酸锶垢: liu酸盐垢是比碳酸钙垢硬很多的矿物质垢,且不易去除。liu酸盐垢可在阻垢剂/分散剂添加系统出现故障或加liu酸调节ph时沉积出来。海德能公司认为尽早地检测liu酸盐垢对于防止膜层表面沉积的晶体损伤膜元件是极为必要的。liu酸钡和liu酸锶垢较难去除,因为它们几乎在所有的清洗溶液中难以溶解,所以,应加以特别的注意以防止此类结垢的生成。 金属氧化物/氢氧化物污染: 典型的金属氧化物和金属氢氧化物污染为铁、锌、锰、tong、铝等。这种垢的形成导因可能是装置管路、容器(罐/槽)的腐蚀产物,或是
空气中氧化的金属离子、lv、臭氧、钾、高锰酸盐,或是由在预处理过滤系统中使用铁或铝助凝剂所致。 聚合硅垢: 硅凝胶层垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致,且非常难以去除。需要注意的是,这种硅的污染不同于硅胶体物的污染。硅胶体物污染可能是由与金属氢氧化物缔合或是与有机物缔合而造成的。硅垢的去除很艰难,可采用传统的化学清洗方法。如果传统的方法不能解决这种垢的去除问题,请与海德能公司技术部门关联。现有的化学清洗剂,如化氢铵,已在一些项目上得到了成功的使用,但使用时须考虑此方法的操作危害和对设备的损坏,加以防护措施。 胶体污染: 胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的颗粒,它不会由于自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份,如:铁、铝、硅或有机物。
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机械过滤器的选型是根据系统总进水量来选择过滤器的大小以及组合方式的(一台机械过滤器不够可选择多个并联使用以及备用的数量),如根据反渗透系统水回收率的大小和系统产水量的比值得出系统总进水量。机械过滤器内的填料是由许多不同粒径的精制石英砂严格按从大到小的次序配置而成,因而形成良好的石英砂级配。过滤器在刚投入使用时,过滤效果往往不是很好,是因为在刚开始时过滤器没有形成“架桥”,所谓“架桥”是指由水中悬浮物组成一道拦截网,该拦截网拦截与其粒径相当的悬浮物,继而拦截粒径较小的悬浮物,形成一个先拦截大颗粒物质、后拦截小颗粒物质的反粒度式过滤过程。过滤器一旦形成“架桥”,过滤效果非常好,随着投入运行的时间加长,过滤精度越来越高,拦截网越来越厚,进出口压差越来越大,当压差达到1kg/cm2 应对过滤器进行反冲洗,在反冲洗的过程中配有压缩空气对石英砂擦洗,一般的工程经验是直径小于2500mm 的机械过滤器不需用压缩空气;而直径大于2500mm 的机械过滤器必需用压缩空气进行擦洗才能够达到满意的清洗效果;反冲洗流量一般为过滤器的设计容量的3-4 倍。老式的机械过滤器大都采用大的鹅卵石作为基础垫层,底部用凸形的钢板均匀地打上透水孔,使布水不均匀,容易产生中心过滤率大而边沿过滤率小;在滤器经过反洗时会发生石英砂混层的现象,这样就不可避免地会发生滤料泄露到下级管道和精密过滤器中,对精密过滤器和反渗透装置形成严重的威胁。经过不断地实践和实验,不少厂家对机械过滤器进行了改进,布水装置采用多孔板加装特殊形式abs 水帽,该种abs 水帽具有双向出力不同的功能,即运行时出力较小、反洗出力可几倍增加,使过滤器在正洗时的布水更均匀,反洗时更彻底,出水品质大大提高。为防止在运行或反洗时有细砂透过滤器,该种abs 水帽的透过间隙非常小,一般在0.1-0.2mm 左右。值得注意的是,在过滤器填料填装的过程中,必须将过滤器内注入相应量的水来防止大的石英砂击碎abs 水帽;在安装水帽的过程中,不能穿硬的鞋以防止踩碎abs 水帽。机械过滤器设有反洗水进口限位蝶阀,控制和调节反洗水流量,反洗强度应使滤层膨胀15-25%,反洗压缩空气强度一般在10-18l/s.m2。如无压缩空气可考虑用罗茨风机。
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