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离子膜处理氯碱过程中饱和盐水 伊朗，克尔曼沙阿，拉齐大学化学工程系 S.S. Madaeni , V. Kazemi 摘要 氯碱厂的饱和卤水含有一些杂质包括Mg2+, Ca2+, Fe2+ 和SO42?对氯碱装置性能产生影响。膜可结合其它处理方法来减少杂质到一个理想的水平。在这项工作中，总共有七个聚合物膜（FT30，PVD，DOW-PS，TFC - SR，BW30，37100和NF45）可用来处理饱和盐水。聚对苯二甲酸乙二醇脂PVD膜在8 个大气压和40摄氏度下显示性最佳性能，包括流量适中,适当的去除杂质能力和对氯化钠的最小排斥反应。亲水的聚砜37100膜表现出最高的光通量（300 l/m2 H），没有足够去除杂质的能力。纳滤聚对苯二甲酸乙二醇酯NF45膜表现出对Fe2 +的去除（98％）能力与对NaCl的最大排斥能力（21％）。DOW-PS膜表现出对SO42-的最大去除能力。离子排斥效应取决于的水合半径大小和离子浓度的高低。越大的水化半径和越低浓度的离子，表现出最高的排斥反应。 关键词：膜;盐水;处理;氯碱;反渗透 简介 有三种不同的氯碱处理系统，包括汞电池，隔膜电解槽，离子膜槽。这些氯碱处理系统是基于电解氯化钠或氯化钾形成的产品氯气，氢气和氢氧化钠或氢氧化钾。 在产品的质量和操作上的技术上，三者之间有着显著的技术差异[1]。这些技术之间的重要区别之一是卤水净化步骤。汞电池和隔膜电解槽的技术不需要高纯度盐水。但是膜细胞过程，必须具有高纯度的盐水。隔膜和汞电解槽过程的沉淀和过滤，使得卤水净化足够充分，但对于离子膜槽，还要进行盐水的二级处理过程。 影响离子交换膜性能最主要的杂质是镁离子和钙离子。这些杂质结合氢氧化钠，沉淀在其表面对离子交换膜产生影响[2]。 水的含盐量很重要，因此分离单价多价离子是工业应用中的一个重大问题。一个典型的例子是饮用水的生产。二价钙，镁等应（部分）除去而得到软水[3]。 近年来，膜分离过程已经被用来集中或分馏的悬浮颗粒和溶解物质。现在广泛应用的是将海水淡化得到中饮用水。海水的分馏和胶体物质的浓缩主要使用超滤过程。 纳滤（NF），占据了上面提到的这两种技术的中间位置，对分离的物种和参与压力的大小，是在这一领域的必威体育精装版发展。NF膜对（天然水，液体食品）有部分或选择性脱矿化咸能力，此外，它还有携带正电荷或负电荷的化学功能，这使得它在许多方面有用的技术[4] 奥马尔等人,[4]对六个纳滤膜（100和1000之间取舍）进行评估和比较，用和海水含有相同阳离子（单价：Na+, K+;;二价：Ca2+, Mg2+)的盐水进行选择性透过实验。 范德布鲁根等,[6]比较电渗析（ED）和纳滤（NF）分离单价和多价离子可能性。结果发现这两种膜过程有不同的分离机制，离子通过膜时的推动力不同[7]。 王等人。[8]调查ESNA1膜分离盐的性能。首先，渗透实验使用了五种氯化物（NiCl4，NaCl，KCl，MgCl2和CaCl2），三种硝酸盐（NaNO3，Mg（NO3）2和Ca（NO3）2）和三种硫酸盐（（NH4）2SO4，Na2SO4和MgSO4）在施加各种不同压力和浓度的的条件下进行。下一步，调查盐类的品种和浓度对ESNA1膜的分离性能的影响（如排斥反应）。在从10到100 mol/m3相同的浓度范围下，阴离子对ESNA1膜排斥顺序为R（SO42 -） R（Cl-） R（NO3-）。在10 mol/m3浓度时，阳离子对ESNA1膜排斥的顺序如下：R（Na） R（K） R（Mg） R（Ca），在100 mol/m3浓度时，R（Mg） R（Ca） R（Na） R（K）。 王等人[ 9] 使用商业纳滤（NF45–DOW陶氏化学公司和SU200–东丽公司）膜分别对氯化钾，氯化钠，氯化锂，氯化镁，硫酸镁，硫酸钾溶液进行渗透实验。并分别调查了电解质的种类和浓度，以及PH对膜分离性能（如排斥反应）的影响。 目前主要研究在饱和盐水沉淀和过滤步骤中使用不同能力的商业膜去除主要杂质（Fe 2 +，Mg 2+，Ca 2+和SO 42?），而不是离子交换膜的研究。 2．材料与方法 2.1在所有实验中饱和食盐水被用作原料。原料是由伊玛目港口石油化工厂（伊朗）氯碱装置生产的。溶液的酸碱值范围在8.5–9左右。不同溶质的浓度在表1中给出。原料中不同离子的物理性质描绘在表2中。 1 各种溶质的浓度 溶质 浓度 NaCl (g/l) 290 SO42? (g/l) 8 Mg2+ (ppm) 9.2 Ca2+ (ppm) 8.4 Fe2+ (ppm) 0.8 表 2 离子的物理性质 离子 离子半径 水合半径 水合焓 (nm) (nm) (kJ/mol)