第一篇 盐水精制
1.1.3.2 种植膜过滤原理
种植膜过滤技术是在一定外在压力存在的情况下，待分离的液体经过过滤单元后，使悬浮物截留在过滤膜表面。这个运行过程必然会导致过滤膜的阻力增加和过滤液体流量的下降。为使过滤过程正常进行，就需对过滤器进行反冲清洗。反冲过程利用已通过的上桶体滤液反向冲洗过滤元件，使覆盖在过滤膜上的滤饼与过滤元件分离，使过滤过程得以持续进行。它是采用正压、管式过滤设备，配备PLC自动控制系统和挠性阀技术，利用自身过滤后的清液自动反冲，并使滤饼脱落，最后再排渣，实现了连续过滤。 1.1.3.3 种植膜过滤的工艺流程
预涂工艺流程：
（1）原盐采用卤水+井盐时，用CaCO3预涂，配粗过滤滤料； （2）原盐采用进口盐或湖盐时，用CaCO3预涂，配粗过滤滤料； （3）原盐采用泥沙含量高的海盐时，用粉煤灰预涂，配粗过滤滤料；或澄清桶加CaCO3预涂。
（4）在原盐采用卤水+海盐时，澄清桶只是先去除部分泥沙，然后进入粗过滤器（CaCO3预涂）。
盐水精制工艺：
经澄清的卤水清洗来自蒸发工序的离心盐后采用Ca2+法除硝，并使呜泰过滤设备过滤CaSO4后的除硝盐水流入配水池，在配水池中加入适量的NaOH，经曝气反应除去Mg2+，然后用泵打入化盐桶底部化
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盐。原盐采用皮带运输机卸入化盐桶上部，靠位差流入1＃折流槽，与加入的部分Na2CO3溶液一起流入粗盐水池，经粗过滤泵打入粗过滤器进行过滤，采用预涂粉煤灰和CaCO3的方法进行粗过滤。预涂时间在10min左右，粗过滤主要去除Mg(OH)2、盐泥及其它胶体。溶液流入2#折流槽，与加入的过量Na2CO3一起流入Ca2+反应槽，再用粗过滤泵打入精过滤器进行过滤，产出的精盐水流入3#折流槽，与加入的盐酸中和后，一起流入精盐水桶。
图1-5 种植膜盐水精制流程示意图
1.1.3.4 种植膜过滤工艺的特点
种植膜精制盐水的工艺特点是：
（1）处理工艺简单，无需浮上桶除Mg2+，一次性投资省； （2）无需添加任何辅助药剂，如絮凝剂、FeCl3、NaClO等，运行费用低；
（3）整个系统操作简单方便，适应性强，劳动强度低，适合中小型氯碱厂使用；
（4）单次反冲过滤周期长，膜滤袋强度高，使用寿命长； （5）占地面积小，自动化程度高，特别适合老工艺改造，或扩产
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的离子膜生产。
1.1.3.5 种植膜过滤工艺存在的问题
目前种植膜在国内厂家使用过程中出现的主要问题有：
（1）粗过滤器用CaCO3或粉煤灰作为预涂底料，附着力差，预涂效果不好。在盐水流量或压力波动的情况下涂层容易脱落，须重新预涂，影响连续稳定运行；
（2）使用海盐时，由于泥沙含量大，压力会上升过快，反冲、预涂频繁，减少有效生产时间，进而影响盐水产量。部分企业在种植膜前加装澄清装置，如道尔澄清桶或浮上桶后，再进入种植膜进行过滤，取得了较好的效果；
（3）SO42-含量高时也会导致粗过滤器压力上升过快，影响正常生产，可以通过加装卤水Ca2+法除SO42-装置得以解决。 1.2 二次盐水
离子膜电解工艺对进槽盐水质量要求较为苛刻，原因是由于（1）电解所用的离子交换膜能使大量阳离子透过，如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、Ni2+等，这些金属离子和阴极室的OH-离子生成不溶性的氢氧化物沉淀，堵塞膜的微孔，造成膜离子交换性能下降，槽电压上升，电流效率下降，最终导致膜的损坏；（2）盐水中含游离氯和ClO-等组分会引起二次盐水精制所用的螯合树脂中毒失效，若一次盐水过滤器采用炭素烧结管过滤器，又会降低炭素烧结管过滤器的使用性能。二次
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精制盐水高标准的质量是保证离子膜电解槽安全、稳定、高效运行的首要条件。离子交换膜运行时要求盐水中的Ca2+、Mg2+总含量低于20μg/l，而正确操作过滤器和树脂塔系统是保证二次精制盐水质量的核心。用普通化学方法精制的盐水中Ca2+、Mg2+总质量浓度只能降到10 mg/l左右，要使其低于20μg/l，必须先把盐水中的固体悬浮物（SS）含量降到1 mg/l以下，再用螯合树脂吸收来使其达标。盐水的二次精制是在一次精制的基础上，通过用螯合树脂吸附，进一步将盐水中的Ca2+、Mg2+等浓度降至要求的范围。目前，盐水的二次精制工艺均采用螯合树脂法，通常采用2台或3台螯合树脂塔串联流程。经过淡盐水热交换器后的二次过滤盐水被送往螯合树脂塔A的顶部，自上而下经过树脂床，从塔底流出再到树脂塔B的顶部，之后从树脂塔B的底部流出。从离子交换塔流出的二次精制盐水流入二次精盐水槽，然后用二次精盐水泵送往电解单元。在塔内，盐水中的Ca2+、Mg2+与树脂发生离子交换，方程式为：
式1-1
1.2.1 离子交换技术
1.2.1.1 螯合树脂的类型
二次盐水精制常用的螯合树脂有两种类型，一种是亚胺基二乙酸型，另一种是胺基磷酸型。螯合树脂类型的选择要综合考虑交换容量、
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再生效率、体积变化、阻力降、抗氧化性及价格经济性等几方面因素。目前国内使用较多的是日本的CR-Ⅱ（亚胺基二乙酸）型螯合树脂。 1.2.1.2 螯合树脂的结构和交换原理
螯合树脂也是一种离子交换树脂。它可以吸附金属离子，形成环状结构（如螯钳物），故称螯合树脂。通常使用的亚铵基二乙酸型树脂是由中心离子和两个配位基形成的：
式1-2
其中，M是中心（金属）离子；N、O是可提供共用电子对的原子，中心离子与其形成两个配位键，在适当条件下生成稳定的环状结构。络合物的形成和离解是两个互相对立而又依赖的过程，一方面中心离子通过配位键与络合剂相结合形成络合物，表现出一定的化学吸引力；另一方面，由于络合物内部的矛盾运动，它们中的一部分又要离解，又表现出一定的化学排斥力。在一定的外界（如pH值、温度、浓度）条件下，达到一个相对平衡状态，改变条件就破坏了平衡。螯合树脂的再生就是根据这个原理进行的。以亚氨基乙酸为例，络合物的理论和实践都说明，它对金属离子的络合（螯合）能力随pH值的变化而变化，pH值越低，络合能力越弱；pH值越高，络合能力越强。另一方面，不同金属离子与螯合树脂的络合能力强弱不同，络合能力强的，
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