离子交换膜——精选推荐 .pdfVIP

一、概述：

离子膜制烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱（即氢氧化钠），

其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离

子和气体通过，即只允许H＋、Na+通过，而Cl－、OH－和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到

了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一

产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。

一、化盐工段的工艺流程、主要设备及其结构作用：

1)盐水过滤；先涛粗盐溶髂褥到盐水，露去豫盐水中懿污泥和颞救炊杂质。

流程为：化盐一反应一澄清一砂滤。该工段只有一些状态点需要监视。

2)盐水精制：包括一次精制和二次精制两个工段。

一次精制：除去盐水中残留的固体悬浮物使其小于lppm。固体杂质包括：Mg(OH)2、CaC03、CaS04、

SrC03、AI(OH)3。

二次精制：精盐水含钙镁离子约5-10ppm．。这些杂质需去除到浓度低于20ppb，以便盐水符合离子

膜电解槽的要求。

2、1一次盐水工艺技术方案的选择

2、1．1原料路线确认的原则和依据

原盐是电解法生产烧碱的主要原料。国内目前大多数氯碱厂采用固体原盐溶解制得饱和盐水。只有

少部分氯碱厂利用当地资源，以地下卤水或天然海水制饱和盐水。我国原盐的品种较多，有海盐、

湖盐、井盐和矿盐四种。原盐的质量因品种和产地而异。就NaCl含量而言，湖盐质量最佳，NaCl

含量达96-99％，井盐、矿盐次之，NaCl含量在93,98％，海盐一般含水分24％；NaCl含

量在95--97％。本工程所需原盐采用海盐，表5-3海盐成分表

如盐水中的ca2+、M92+不去除，则在电解过程中ca2+、M矿+将在阴极侧与电解产生的氢氧化钠发

生反应，生成难以溶解的氢氧化钙和氢氧化镁沉淀。这样不仅消耗了氢氧化钠，而且这些沉淀物还

会堵塞电解槽内隔离子膜的孔隙，降低膜的渗透性，恶化离子膜的性能，造成电解液浓度升高，电

流效率下降和槽电压上升等现象。从而破坏了电解槽的正常运行，缩短膜的使用寿命。S042。含量

较高时，会促使OH‘在阳极放电而产生氧气，不仅消耗电能降低电流效率，影响氯气纯度。此外，

S042‘含量太高，会降低NaCl的溶解度，硫酸钠还会因温度变化在盐水中结晶，堵塞盐水管路。

铵离子及有机氮在电解槽内会被氯转化为极易爆炸的NCl3，伴随氯气在液氯工序积聚而可能发生爆

炸。离子交换膜电解槽使用的盐水对于杂质要求非常严格，一般要求进入电解槽盐水q啪Ca2+、M92+

含li氐亍=2099／1，因此需要对粗盐水加以精制，以除去盐水中的杂质。

2．1．2工艺技术方案的比较和选择理由

一次盐水制备主要由化盐和盐水精制两部分组成，由于原料、技术及产品方案等不同，其工艺技术

方案也略有不同。

①化盐a热法化盐：直接制备饱和盐水

b常温化盐：经过重饱和后制备饱和盐水

国内氯碱厂生产一般采用前者，而国外氯碱生产一般采用后者。由于热法化盐具有生产工艺成熟、

可靠、经济、合理的优点，故本项目中采用热法化盐工艺。．

②盐水精制

盐水精制的方法主要可分为以下两类：

澄清设备加盐水滤池过滤的方法。

预处理器加薄膜(HVM膜)液体过滤器(见图5．1、5．2)过滤的方法。前者具有成熟、可靠、操作简

单以及盐水精制成本低等优点，但也有设备体积庞大，占地面积大，对盐质要求较高的缺点，同时

盐水质量会波动，可能造成硅的二次污染。但由于技术要求低，生产管理方便，所以它是国内氯碱

厂一次盐水制备生产的传统生产工艺技术，是国内氯碱厂一直沿用的盐水精制方法。后者技术要求

高，是国内近几年刚引进的较为先进的盐水精制技术，该工艺简单、流程短，液固分离一次完成，

无需砂滤器、精滤器。它具有体积小、占地省，盐水质量高，对盐质适应性强，可避免硅的二次污

染，自动化运行，操作简单，运行费用低，潜在效益大(高质量的盐水，可延长离子膜的寿命)等优

点。另外使用薄膜液体过滤器过滤可简化二次盐水精制的过程，省去炭素管过滤器及其附属设施，

从而节省整体投资，降低运行费用。HVM膜盐水精制工艺还具有过滤精度高、盐水质量稳定，处理

能力大等特点。．

图5.1I-IVM膜过滤器外形图图5-2I-IVM膜过滤器内部图

本项目经综合权衡，决定采用新加坡凯发集团提供的膜分离技术，即预处理器加薄膜(HVM膜)液体

过滤器过滤