[發明專利]一種膜結晶制堿的方法

無效

• 申請號: 201110377603.X
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102491374A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 楊座國
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C01D7/00
• 分類號: C01D7/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 朱小晶

【技術領域】

本發明涉及含鹽水質的濃縮、制堿技術領域，具體地說，是一種含鹽水質的濃縮、制堿的聯合處理方法。

【背景技術】

目前含鹽水質(或鹵水濃縮)處理及CO₂減排是企業和社會的共同的難題。含鹽水質(或鹵水濃縮)很難用一般的方法處理，更談不上使其增值，CO₂排放會造成嚴重的溫室效應而影響我們的生存環境，本項目的實施可以為解決含鹽水質(或鹵水濃縮)的排放和CO₂減排提供一種新的思路和可以借鑒的方法。

膜結晶是膜蒸餾與結晶相耦合的一種新型技術，它是應用膜蒸餾原理脫除溶劑，濃縮溶液使鹽形成結晶。在膜蒸餾過程使用的膜為疏水微孔膜，以保證膜不被待處理溶液潤濕。在處理過程中，膜的一側與熱料液直接接觸，由于疏水膜的特性使料液不能直接通過微孔滲透至膜的另一側，而在膜孔形成一個穩定的氣液界面，以蒸汽形態滲透通過膜孔，在膜的另一側冷凝為液相，其他不揮發組分則被疏水膜阻擋在熱側，從而實現混合物分離或提純的目的。

膜結晶應用膜蒸餾的原理來脫除溶液中的溶劑，濃縮鹽溶液，使鹽溶液的濃度達到飽和或過飽和，然后在晶核存在或加入沉淀劑的條件下，使溶質結晶出來。與普通結晶過程相比，由于普通的結晶過程中溶劑的蒸發與溶質的結晶出現在同一位置，在結晶器內部，料液表面與料液主體溫度存在差別，這意味著得到的晶體沒有很好均一性。而在膜結晶中并不存在這樣的問題，溶劑的蒸發在膜組件內部，這里料液的濃度低于飽和濃度，溶質結晶發生在料液循環中一個單獨容器內，這里料液的濃度處于過飽和，這樣所得的晶體具有更好的尺寸分布和更好的質量。

侯德榜聯合制堿技術曾經創造了我國氨法制堿工業和世界制堿工業的奇跡，但設備復雜、工藝路線長，被隨后離子膜制堿技術逐漸所取代。離子膜制堿技術(氯堿化工)由全氟磺酸離子交換膜作為，鹽溶液電解制備燒堿，是一套新的制堿技術，但是離子膜的成本很高，而且目前離子膜技術仍未被我國所完全掌握，只有世界上少有的幾家公司如美國杜邦、日本旭化成等公司所壟斷，而且成本較高。

本發明利用膜結晶技術濃縮制鹽、采用有機胺、CO₂使鹽轉化成堿，使附加值增加，同時轉化過程中利用了CO₂，有利于CO₂減排，有機胺可循環利用，使整個過程成本較低。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種含鹽水質或鹵水濃縮處理的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種含鹽水質或鹵水濃縮處理的方法，其具體步驟為：

(1)將待處理鹽水放入恒溫加熱磁力攪拌器中，進行原料液的保溫和攪拌，料液通過磁力泵輸送到膜組件中，易揮發組分(水蒸氣)經膜蒸餾的過程蒸餾出來，經冷凝管冷凝收集到產水槽中，另一部分沒有滲透膜孔的濃縮液循環回原料液中去，從而原料液不斷濃縮直至在料液槽內結晶。

(2)在結晶的料液槽內加入有機胺溶液、水與有機胺溶液，體積比為1.0∶1.0～3.0∶1.0，向料液槽中持續通入二氧化碳氣體，開啟電動攪拌，反應溫度為10～30℃，進行萃取碳化反應；待反應進行1～2.5h后，停止攪拌，停止通入二氧化碳，靜置5～10min；

(3)將進行碳化反應后的水質分相，得到水相和油相，在油相中加入質量分數為25％的濃氨或其他堿性溶液中和，油相與氨水體積比為20∶1～10∶1，萃取再生有機胺，該有機胺可循環利用；

(4)水相經過過濾，將過濾得的固體進行煅燒，最終得到碳酸鹽。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：

本發明的實施可以為解決CO₂減排和含鹽水質(或鹵水濃縮)處理提供一種新的思路和可以借鑒的方法。并且同時解決CO₂減排和含鹽水質的排放兩大問題。

一方面，CO₂的大量排放是造成全球溫室效應的主要原因，減排已經成為一個世界性的課題。本項目的實施實現了CO₂廢氣的再利用，降低了CO₂的排放量。

另一方面，含鹽水質(或鹵水濃縮)的大量排放會造成嚴重的壞境污染，而且會導致大量化工資源的流失。本項目設計完成后，不但可以回收大量有用的化工原料，同樣通過水質的再生處理，使水質達到自然界自凈能力的承受水平，恢復其作為自然資源的屬性，使水資源實現循環利用。