氯碱生产与操作(张艳君)项目一 一次盐水精制

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1、,1,2,3,4,5,6,项目一 一次盐水精制,7,任务一 原盐的选配及输送,任务二 一次盐水精制,任务三 除硝工艺,任务四 一次盐水精制的岗位操作,任务五 常见故障及处理,案例分析,小结,知识目标： 能够掌握一次盐水精制的工艺原理。 能分析不同生产工艺下一次精盐水精制的工艺流程。 能熟知一次盐水精制生产中主要设备的结构和功能。,能力目标： 能识读并根据要求绘制一次盐水精制的工艺流程图。 能识读并根据要求绘制出膜法除硝工艺流程图。 能完成一次盐水生产的开停车与正常运行操作。 能对一次盐水精制过程中的常见故障进行分析并处理,任务一 原盐的选配及输送,子任务一 原盐的选用,【任务描述】 熟知原盐的

2、分类、原盐质量对生产的影响及其选 用原则。,【任务指导】 一、原盐原盐是指在盐田晒制的海盐以及在天然盐湖或 盐矿开采出的未经人工处理的湖盐或岩盐等的统称 ，主要组分是氯化钠，分子式NaCl。易溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨，不溶于盐酸 。,一般来说温度对食盐在水中的溶解度影响不大，但是高温 能加快食盐的溶解速度，氯化钠在水中的溶解度见（表 11）。从表中可以看出氯化钠在水中的溶解度随温度的升高而 增加。,表 11 氯化钠在水中的溶解度,二、原盐的种类工业用盐主要分为海盐、湖盐、井盐和矿盐。在 全国17个省（区）都有产出，形成了北方沿海大型 海盐、西部湖盐和中、东、南井矿盐产业带三大原 盐产区。

3、盐产量以海盐为主，其次是湖盐和井矿 盐，自2005年以来，我国原盐总产量已越居世界第 一位，成为全球最大的原盐生产国。,1.海盐 主要是以海水为原料，通过盐田日晒而得到。 主要成分有氯化钠、硫酸镁、硫酸钾、硫酸钙、 氯化镁、溴化镁和碳酸钙等。,2.湖盐 指从盐湖中直接采出和以盐湖卤水为原料 在盐田中晒制而成的盐。 一般来说，湖盐资源丰富，含盐量高，生 产成本和能耗低于海盐和井矿盐，开发潜力 较大。但是湖盐中含有泥沙、芒硝和石膏等 杂质。,3.井矿盐井盐主要是运用凿井法汲取地表浅部或地下天然卤水加 工制得；矿盐是通过开采古代岩盐矿床加工制得。井矿盐是井盐和矿盐的总称，主要含有天然卤水盐矿和 岩盐

4、矿床，运用开采矿盐钻井水溶法。 其主要成分含有钾、钠、钙、镁等金属离子和碳酸氢根 、硫酸根、碳酸根和氯离子等阴离子。,三、原盐质量对生产的影响,原盐质量对生产 的影响,四、原盐的选用原则1.产地就近原则2.质量优先原则,子任务二 原盐输送的流程及主要设备 【任务描述】熟知原盐输送的流程及主要设备，能够 估算盐场的储存能力。,【任务指导】 一、原盐输送的流程生产用的原盐通过火车运到盐场，由龙门吊车 抓斗送入集盐场，从盐场内用龙门吊车将盐送入盐 斗，然后通过皮带运输机将原盐经过电子皮带称计 量后，连续不断地送入化盐桶内。,二、原盐输送的主要设备1.龙门吊车龙门吊车是盐场装卸盐的主要设备，担负着将进

5、 厂原盐从火车内卸进盐场，并将盐场内原盐连续的 供给皮带运盐机。若生产需要，也可用于将盐场内 的新旧原盐进行搭配供盐。,2.皮带运盐机皮带运盐机是原盐输送的主要设备，担负着连 续向化盐桶输送原盐的任务。利用水银接点实现化 盐桶盐层高度与皮带运盐机联锁自控，原盐通过电 子皮带称计量。,三、操作注意事项1.盐斗原盐高度在篾子以上高度12米，操作时必须在 走台上，不允许站在盐堆上。2.下斗作业时，必须要求篾子露出一定平方米以上的面 积，并有人监护作业。3.吊车抓斗距离地面保持23米的高度，不准在斗下通 行。4.皮带机运转时禁止跨跃，排除杂物时必须停车操作。5.天车工开车前必须呜铃，操作中也应适时呜铃

6、。,四、盐场的储存能力盐场储存原盐量的能力，根据以下公式进行计算：式中：G原盐总重量，吨；F盐场面积，m2；H原盐平均堆高度，m；原盐平均堆积密度，t/m3；,任务二 一次盐水精制,子任务一 一次盐水精制的工艺原理 【任务描述】能够熟知饱和食盐水的制备方法。能完全掌握一次盐水精制的工艺原理。,【任务指导】 一、饱和食盐水的制备饱和食盐水的制备主要包括以固体盐为原料和以 液体盐为原料两种方法。,1固体盐原料 固体原盐化盐用的水一般由淡盐水、等几 部分混合而成 。混合化盐水通过 汽水混合器加热后，从化盐桶底 部连续送入，化盐温度保持在 5060。 化盐水,化盐桶,2液体盐原料液体盐主要来源于井盐或

7、天然卤水和岩盐。 井盐或天然卤水可直接汲出，通过管道输送到工厂 使用，如果盐水浓度较低，可先进行浓缩，或加入 一定量的固体盐，使其浓度增加。岩盐一般是先在 地下用水溶解，汲出之后通过管道输送到工厂。,二、生产任务首先是将固体原盐(或搭配部分盐卤水)和化盐水（按比例 掺混，通过加热溶解制成氯化钠的饱和溶液，然后向饱和盐 水溶液中连续加入适量的精制剂（NaOH、Na2CO3等），将盐 水中的Ca2+、Mg2+等分别生成难溶的沉淀物，最后再加入助 沉剂FeCl3，通过澄清、砂滤、中和等后续步骤，得到质 量合格的一次精盐水。,三、一次盐水精制的工艺原理1. 化盐的原理化盐是利用氯化钠在水中的溶解度受温

8、度 影响不大，但提高温度可加快氯化钠的溶解 速度。因此化盐时温度一般控制在55左右 。,2. Mg2+、Ca2+的精制原理对于Mg2+、Ca2+精制主要采用化学或物理方法 将其转化为沉淀物而除去。方法一般有三种：烧碱-纯碱法、石灰-纯碱法、 石灰-芒硝法。对于多数氯碱企业通常采用烧碱-纯 碱法。,3. SO42-、NH3的去除原理 (1),（2）NH3的去除当原盐或化盐水中存在铵离子或有机氮的化合 物时，在电解槽阳极液PH值为24的条件下，将 会产生易爆炸的NCl3气体。 去除盐水中NH3，一般是向盐水中加入氯水（含 有HClO）或次氯酸钠，使NH3生成NH2Cl挥发而除去,4. 有机物、不溶

9、性机械杂质的去除去除方法：盐水中菌藻类、腐质酸等天然有机物 可通过加入次氯酸钠去除。菌藻类有机物被次氯酸 钠杀死，腐质酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解 成小分子，分解后的腐质酸等天然有机物的小分子 与不溶性泥沙等机械杂质一起，最终通过三氯化铁 的吸附和共沉淀作用在预处理器中预先除去。,5. 游离氯的去除原理影响：盐水中游离氯的存在会使离子交换树脂中 毒，影响离子的交换能力去除方法：盐水中的游离氯通常是以ClO-的形式 存在，一般向盐水中加入Na2SO3可除去游离氯，反 应式如下：ClO-+SO32-SO42-+Cl-,6. pH值的调节当采用烧碱-纯碱法精制盐水时，为了近可能的 除去Mg2+、

10、Ca2+，一般要求加入的NaOH、Na2CO3过 量，为不使进入电解槽的盐水成为强碱性，需要用 盐酸中和氢氧化钠和碳酸钠，其主要的化学反应如 下； NaOH+HCl=NaCl+H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,子任务二 一次盐水精制的工艺流程 【任务描述】能熟练掌握一次盐水精制的工艺流程，并 正确绘制一次盐水精制的工艺流程图。,【任务指导】,对粗盐水进行精制，其目的是为降低杂质对电 解过程的影响，减少电能的消耗和确保电解过程的 安全。对一次盐水精制的工艺大体分为三种：传统 过滤工艺、CN过滤工艺和膜法过滤工艺。目前，这 三种生产工艺在我国氯碱生产企业均有利用。,工艺流程

11、过程：从蒸发装置来的回收盐水和一次盐水的洗泥水一并进入配 水槽，除去后，被送入化盐桶进行化盐，制成的粗盐水从化 盐桶上部流出，在折流槽加入NaOH、Na2CO3后进入反应桶， 上清液从反应桶出来，在反应桶的出口处加入助沉剂聚丙烯 酸钠，共同溢流进入道尔澄清桶，经砂滤器过滤后，进入精 盐水贮槽供电解使用。从反应桶和澄清桶底部出来的盐泥水 进入板框压滤机，经板框压滤机处理后的回收盐水进入配水 槽进行循环使用。,一、传统过滤工艺,二、CN过滤工艺CN 过滤技术采用的是悬浮离子吸附+过滤作用进行的固 液分离，即采用的动态吸附和深层床过滤相结合的原理， 去除液体中的悬浮物。 工艺流程过程：固体原盐从化盐

12、桶的顶部加入，化盐水从化盐桶的底部 进入，两者进行逆流接触，制成饱和食盐水。饱和食盐水 从化盐桶的顶部溢流流出，进入折流反应槽，在反应槽中 相继加入纯碱、氢氧化钠、氯化钡等各种助剂，与盐水中 的Ca2+、Mg2+、SO42-进行充分反应，再加入絮凝剂，与盐水 混合后，一起进入CN过滤系统。上清液进入一次盐水储槽 ，盐泥送往板框压滤机。,三、膜法过滤工艺,1戈尔膜过滤工艺 （1）戈尔膜过滤原理 戈尔膜盐水过滤技术是一种典型的外压管式过滤器 终端过滤形式，在一定外压存在的情况下，使液体 和悬浮物得到分离。,卤水和电解工序回收淡盐水经过配水槽，通过泵打入化 盐桶底部，原盐经过提升机卸入化盐桶上部进行

13、溶解后， 流入1#折流槽，与加入折流槽的NaOH溶液（除Mg2+）、 NaClO溶液（除去卤水中的有机物及）一起流入前反应桶， 在前反应桶内经充分搅拌反应后，通过变频泵打入高位加 压溶气罐，同时向高位加压溶气罐充入一定压力的空气， 两者混合形成泡沫状液体，进入文丘里混合器与FeCl3溶液 （絮凝、助沉）混合，共同进入预处理器，清液从预处理 器上部流出，流入2#折流槽与Na2CO3溶液（除Ca2+）混合 ，进入后反应桶；从后反应桶溢流入中间槽，通过泵打入 并列的两台戈尔过滤器，在3#折流槽加入Na2SO3除游离氯 ，加入HCl调整pH值后的一次盐水，送入精盐水贮槽备用。,2凯膜过滤工艺 （1）凯

14、膜过滤原理现用的凯膜技术源自人造血管技术，采用特殊工艺，制 造出的一种外壁孔小、内壁孔大的多孔膜。这种膜具有极佳 的不黏性和非常小的摩擦系数，可以保证液体以最大通量进 行过滤。过滤时，可将液体中的悬浮物全部截留在凯膜的表 面，滤清液通过膜孔从中空的管式膜中部排出。,（2）凯膜的特点 凯膜滤料寿命远高于其它常规滤膜。 凯膜有极高的孔隙率，使它具有较高的过滤精度和渗 透通量。 聚四氟乙烯薄膜使固体颗粒的穿透率接近于零，实现 了完全的表面过滤。 全聚四氟乙烯管式整体结构和无复合搭接缝，可避免 发生复合膜的剥离、撕裂、腐蚀等情况。 凯膜较小的直径，较高的比表面积。 凯膜过滤工艺流程主要包括配水、化盐、

15、精制反应及预处 理、凯膜过滤、盐泥压滤和精制剂等6部分.,四、一次盐水精制工艺的特点,子任务三 主要设备 【任务描述】 能熟知一次盐水精制的主要设备及其结构。,【任务指导】 一、化盐桶1化盐桶的作用 化盐桶的主要作用是制 取饱和食盐水。 2化盐桶的结构1铁栅；2溢流槽；3粗盐水出口；4桶体；5折流圈；6折流帽；7溶盐水进口；8人孔,二、澄清桶 1澄清桶的作用澄清桶的作用是将粗盐水中的钙、镁等难溶性的颗粒与液 体分开，得到电解所需要的精盐水。 2澄清的基本原理 生成的难溶性颗粒在盐水中受到三种力的作用即颗粒的重 力fg、盐水对颗粒的阻力s和浮力fb。当颗粒在盐水中受力满 足fgs+fb时，颗粒就会下沉，从而达到澄清的目的。,3澄清桶的结构常用的澄清桶主要有：道尔型澄清桶、斜板澄清 桶和浮上澄清桶等三种。道尔型澄清桶的具体结构见图。它是由钢板焊接 制成或用钢筋混凝土浇制而成的立式大圆桶，桶内 设有机械搅拌装置。桶底呈890的倾角，目的是 方便桶底部的盐泥集中和排放.,1传动装置；2中心套筒； 3粗盐水入口;4溢流槽； 5澄清盐水出口；6转动 耙；7排泥口,