[發(fā)明專利]一種全鹵水機(jī)械蒸汽再壓縮法制堿工藝及裝置

有效

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• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102851684A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫新來;莫明光;陳勝利;何睦盈;譚子斌;覃濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州新普利節(jié)能環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C25B1/34
• 分類號: C25B1/34;C25B1/46;C01D3/06;C01D3/14
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 湯喜友

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)制堿技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全鹵水機(jī)械蒸汽再壓縮法制堿工藝及裝置。

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背景技術(shù)

制堿工業(yè)生產(chǎn)的燒堿、氫氣、氯氣、鹽酸等是基礎(chǔ)的化工原料。現(xiàn)有燒堿制造工藝大體上分為隔膜法和離子膜法。與隔膜法相比，離子膜法制堿具有純度高、能耗低、污染低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。

目前，離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝中，電解槽要求進(jìn)料鹽水氯化鈉的濃度在305～315g/L，電解槽對其它雜質(zhì)也有嚴(yán)格的控制要求，如：鈣、鎂、鋇、鐵等金屬離子的總質(zhì)量濃度低于2×10^－8，硫酸根含量低于5?g/L，碘離子濃度低于0.1ppm等。離子膜法制堿通常采用添加固體鹽的方法制造飽和鹽水，有少部分企業(yè)采用多效真空蒸發(fā)濃縮的方法濃縮鹵水和淡鹽水，從而使鹽水中的氯化鈉濃度達(dá)到305～315g/L。添加固體鹽的工藝流程是：化鹽→一次鹽水精制→二次鹽水精制→離子膜電解槽電解生產(chǎn)燒堿、氫氣、氯氣，淡鹽水（行業(yè)對氯化鈉濃度在200?g/L左右的鹽水的俗稱）脫氯后返回化鹽工序。化鹽除了淡鹽水外，還有鹵水、純水和其它水。無論是單獨(dú)添加固體鹽或固體鹽和鹵水一起添加以使鹽水中的氯化鈉濃度達(dá)到305～315g/L左右，其原料的成本都是比較高的。多效真空蒸發(fā)濃縮的工藝流程是：鹵水一次精制→鹵水二次精制→脫氯淡鹽水與精制鹵水混合→多效真空蒸發(fā)器濃縮→離子膜電解槽電解生產(chǎn)燒堿、氫氣、氯氣等。常用的多效真空蒸發(fā)鹵水濃縮設(shè)備體積大、占地面積大、末效蒸汽被吸收后再利用的機(jī)會低，造成大量的熱能損失，能耗過高。而且，利用生蒸汽作為蒸發(fā)的熱源，需要配套鍋爐等設(shè)備，造成的污染大。另外，現(xiàn)有的離子膜法制堿工藝中，去除硫酸根大部分是采用有毒有害的BaCl2法，污染大、成本高、凈化質(zhì)量難控制；而鹽水中的碘離子卻較少被去除，若鹽水中的碘離子濃度超出離子膜的要求時(shí)，容易產(chǎn)生不溶的高碘酸鹽沉積在離子膜上，長期運(yùn)行會造成碘的累積，導(dǎo)致電解槽電流效率下降，同時(shí)影響離子膜的使用壽命。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種全鹵水機(jī)械蒸汽再壓縮法制堿工藝，其成本少、能耗低且能提高設(shè)備的使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種全鹵水機(jī)械蒸汽再壓縮法制堿工藝，其順次包括以下步驟：

1）鹵水一次精制：采用化學(xué)沉淀法去除Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Sr²⁺金屬離子，降低原料鹵水的金屬離子含量；

2）鹵水二次精制：鹵水經(jīng)過一次精制后，還存在少量高價(jià)金屬離子，采用離子交換法去除剩余的Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Sr²⁺金屬離子，進(jìn)一步降低鹵水的高價(jià)金屬離子含量，?Ca²⁺、Mg²⁺的總質(zhì)量濃度達(dá)到≤2×10^-8，從而符合離子膜電解槽的要求；

3）納濾膜分離濃縮：經(jīng)步驟2）處理后的鹵水通過納濾膜進(jìn)行分離濃縮，納濾膜是一種特殊的半透性膜，它可以選擇性地允許鹵水中的單價(jià)離子，如Cl-、Na+透過，而對二價(jià)和二價(jià)以上的離子，如SO₄^2-有排拆作用，二價(jià)和二價(jià)以上的離子無法透過，這樣就可以分離鹵水中的硫酸根，其透過液的硫酸根濃度極低，得到精制鹵水，精制鹵水中硫酸根濃度控制在≤2.5g/L；

4）精制鹵水與淡鹽水混合，得到混合鹽水；

5）混合鹽水預(yù)熱升溫；

6）混合鹽水進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，直至氯化鈉濃度達(dá)到305～315g/L，蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽通過蒸汽壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器循環(huán)利用，利用蒸汽壓縮機(jī)將蒸發(fā)器產(chǎn)生的低溫、低壓、低能量的二次水蒸汽進(jìn)行做功，使二次蒸汽加溫、加壓、提高熱焓，然后再作為混合鹽水蒸發(fā)的熱源，大大降低了蒸發(fā)的能耗，提高熱效率，運(yùn)行成本大幅度下降，同時(shí)減少了對鍋爐的依賴，不產(chǎn)生污染物；

7)蒸發(fā)濃縮后的鹽水進(jìn)入離子膜電解槽的陽極室，離子膜電解槽的陰極室通入純水，離子膜允許陽極室的Na⁺離子通過且進(jìn)入陰極室，而阻止陽極室的Cl^-和陰極室的OH^－等陰離子通過，通過電解作用，在陰極室中產(chǎn)生燒堿和氫氣，在陽極室中產(chǎn)生氯氣；