一种PE膜法净化联碱母Ⅱ液的方法和装置与流程

本发明涉及一种膜法净化母液的方法和装置，本发明尤其涉及一种聚乙烯(pe)膜法净化联碱母ⅱ液的方法和装置。

背景技术：

联碱法生产纯碱过程中，需要严格控制母ⅱ液中钙、镁离子的含量，它们浓度的高低将直接决定着溶液的浊度以及产品的白度，进而影响产品的质量。当前联碱法母ⅱ液净化工艺中主要采用的是澄清桶一级澄清工艺处理钙、镁等水不溶物，然而该工艺很容易受到生产波动的影响，再加上澄清桶的有效澄清面积普遍偏小，造成澄清后母ⅱ液中钙、镁离子去除效果有限；另外，此工艺还存在设备体积庞大、投资高的弊端。因此为改善纯碱产品质量，亟需对现有的母ⅱ液净化工序进行优化和改进。

尽管已有相关工艺优化、改进的报道，但是这些工艺中仍存在诸多弊端。如有采用陶瓷膜法(专利cn103523802b、cn104437097b、cn104445549b)处理母ⅱ液工艺，该工艺尽管能够显著降低母液浊度(<10ntu)，但是该工艺需要采用两二段式陶瓷微滤膜对母ⅱ液进行净化，使得最终的净化工艺流程长、能耗高、操作复杂；另外受到现有膜生产技术的限制，陶瓷膜占据了运行成本的2/3左右，装置建设前期投资非常大。而江西赣中氯碱公司和河北盛华化工有限公司采用鸣泰公司种植polymer/pv材质的膜进行净化试验时，预先加入外加剂使母液中的ca²⁺以沉淀形式析出，之后通过膜过滤除去钙沉淀物，过滤初期可100％截住固体颗粒，滤液浊度<10ntu；然而种植膜在母液过滤方面能力有限(＜1.0m³/(m²·h))，母液中的有效成分损失较多，并且入口母液杂质含量对过滤速度影响较大。论文《净化联碱母液，提高纯碱产品质量》中报道的采用larox净化过滤机对母ⅱ液进行吸附性过滤时，尽管也能将母液中的浊度和水不溶物含量降到10ntu或者10ppm以下，但是过滤机的过滤能力仅能在0.4～0.8m³/(m²·h)范围内调节，母液处理的能力远不能满足工业化生产的需要；专利cn200820026794则提供了一种联碱母液净化设备系统，通过添加和控制絮凝剂的流量使母液的浊度变化范围小于50ntu。采用此种工艺母液净化效果有限，另外絮凝剂的引入将会使过滤后的固体表面呈现粘稠状，最终造成澄清桶底部晶浆液的过滤难度增大，设备的使用周期降低。

因此，发明一种低成本、高效率去除母ⅱ液中钙、镁等水不溶物，进而降低母ⅱ液浊度的处理技术迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的在于降低母ⅱ液处理成本、提高母ⅱ液处理能力、简化操作流程，提供一种pe膜法净化联碱母ⅱ液的方法和装置，使处理后母ⅱ液中的浊度低于10ntu，满足联碱法生产优等纯碱产品的需要。

本发明的技术方案如下：

一种pe膜法净化联碱母ⅱ液的装置，其特征是包括包括热母ⅱ液桶1、晶浆泵2、砂滤装置3、pe膜过滤装置4、滤液桶5、离心泵6、吸氨工序7、碳化制碱工序8、浓缩液桶9、浓缩液泵10、压滤工序11、盐析工序12、压缩空气罐13以及相关的管线；来自联碱的热母ⅱ液进入热母ⅱ液桶1，热母ⅱ液桶1出口通过晶浆泵2连接砂滤装置3顶部入口，砂滤装置底部出口经管线与pe膜过滤装置4的底部入口相连，砂滤装置侧部出口经管线与浓缩液桶9侧部入口相连；pe膜过滤装置4底部设置有连接压缩空气罐13出口管线的进口，pe膜过滤装置4的侧部出口通过管线与滤液桶5相连，pe膜过滤装置底部出口通过管线与浓缩液桶9侧部入口相连；滤液桶5出口通过管线依次和离心泵6、吸氨工序7、碳化制碱工序8相连；离心泵6出口管线分出一支路与砂滤装置3底部入口相连；浓缩液桶9出口通过管线与浓缩液泵10相连，浓缩液泵10出口管线分为两支路，一支路通过管线和压滤工序11相连，一支路通过管线和盐析工序12相连。

本发明提供了一种pe膜法净化联碱母ⅱ液的方法，包括以下步骤：

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂滤装置，过滤除去粒径>1.0mm的颗粒物和油状絮凝物；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤装置过滤后的滤液经过滤液桶收集后，由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集；

(4)浓缩液桶中的晶浆液泵送至压滤工序，得到的固体废弃物与盐泥一起作为一般废弃物进行处理；或泵送至盐析工序生产农铵产品。

所述步骤(1)中的热母ⅱ液其特征为：ca²⁺浓度为70-100ppm，mg²⁺浓度为30-50ppm，温度为27℃-30℃，浊度为80-130ntu。

所述步骤(2)pe膜过滤装置的操作压力为0.2mpa，pe膜组件的孔径为5-10um。

所述步骤(3)中压缩空气罐中空气的压力为0.6mpa。

优选每隔12h利用膜过滤后的滤液对砂滤装置进行反洗，除去砂滤层面的截留物，反洗液送至浓缩液桶。

所述的pe膜过滤装置4底部设置与压缩空气罐13相连一个入口，优选每隔2h利用压缩空气罐中的空气对pe膜进行曝气反吹洗，除去附着在膜组件上的截留物，降低膜组件内外压差。

所述的浓缩液泵10管线与压滤工序相连主要是利用压滤工序得到的固体与盐泥一起作为一般废弃物进行处理；浓缩液泵10管线与盐析工序相连主要是利用盐析工序得到农铵产品。

所述步骤(2)砂滤装置中砂粒粒径为1.0mm；所述经过pe膜装置过滤后顶部的滤液的特征为：温度为27℃-30℃，浊度为4-10ntu，ca²⁺浓度为20-30ppm，mg²⁺浓度为10-18ppm；所述pe膜过滤装置优选处理能力为1.0-2.0m³/(m²·h)。

所述步骤(3)中浓缩液中的固体体积含量在40％以上，所述压缩空气罐中空气的压力为0.6mpa。

本发明砂滤装置主要用于去除粒径较大的颗粒物和油状絮凝物，避免后期pe膜组件表面因少量油污的存在造成反吹洗困难。

我们提出将浓缩液送至压滤工序，是为了解决因生产波动造成农铵生产线停车时，浓缩液去向的问题；送至盐析工序，主要是为了提高原料的利用率。

采用本发明方法时具有以下优势：

(1)与陶瓷膜净化母ⅱ液方法相比，pe膜法处理工序简单、操作简便、膜生产成本低廉、处理后的母ⅱ液浊度也能满足生产需求。

(2)母ⅱ液净化过程中无需增加外加剂或絮凝剂，降低了操作强度、滤液作为砂滤装置的反洗液避免了母液膨胀问题。

(3)浓缩液中的固体进行了有效地处理，没有产生次级污染。

(4)与larox净化过滤机以及种植膜工艺的处理母ⅱ液能力相比，pe膜过滤装置的处理能力显著提升。

附图说明

图1为本发明的一种pe膜法净化联碱母ⅱ液装置的示意图。

其中：1-热母ⅱ液桶、2-晶浆泵、3-砂滤装置、4-pe膜过滤装置、5-滤液桶、6-离心泵、7-吸氨工序、8-碳化制碱工序、9-浓缩液桶、10-浓缩液泵、11-压滤工序、12-盐析工序、13-压缩空气罐。

图2为本发明的一种pe膜法净化联碱母ⅱ液装置处理前后的母ⅱ液。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作详细描述。

实现本发明的pe膜法净化联碱母ⅱ液的装置，包括热母ⅱ液桶1、晶浆泵2、砂滤装置3、pe膜过滤装置4、滤液桶5、离心泵6、吸氨工序7、碳化制碱工序8、浓缩液桶9、浓缩液泵10、压滤工序11、盐析工序12、压缩空气罐13以及相关的管线；来自联碱的热母ⅱ液进入热母ⅱ液桶1，热母ⅱ液桶1出口通过晶浆泵2连接砂滤装置3顶部入口，砂滤装置底部出口经管线与pe膜过滤装置4的底部入口相连，砂滤装置侧部出口经管线与浓缩液桶9侧部入口相连；pe膜过滤装置4底部设置有连接压缩空气罐13出口管线的进口，pe膜过滤装置4的侧部出口通过管线与滤液桶5相连，pe膜过滤装置底部出口通过管线与浓缩液桶9侧部入口相连；滤液桶5出口通过管线依次和离心泵6、吸氨工序7、碳化制碱工序8相连；离心泵6出口管线分出一支路与砂滤装置3底部入口相连；浓缩液桶9出口通过管线与浓缩液泵10相连，浓缩液泵10出口管线分为两支路，一支路通过管线和压滤工序11相连，一支路通过管线和盐析工序12相连。

所述的砂滤装置底3部入口管线主要作用是每隔12h利用膜过滤后的滤液对砂滤装置进行反洗，除去砂滤层面的截留物；

所述的pe膜过滤装置4底部设置与压缩空气罐13相连一个入口的作用是每隔2h利用高压空气对膜组件进行曝气反吹，除去附着在膜组件上的截留物，降低膜组件内外压差；

所述的浓缩液泵10管线与压滤工序相连主要是利用压滤工序得到的固体与盐泥一起作为一般废弃物进行处理。

所述的浓缩液泵10管线与盐析工序相连主要是利用盐析工序得到的农铵作为产品进行销售。

如附图所示的本发明的一种pe膜法净化联碱母ⅱ液的方法和装置，它包括以下步骤：

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂滤装置，进行初步过滤除去粒径较大(>1.0mm)的颗粒物和油状絮凝物；

所述热母ⅱ液其特征为：ca²⁺浓度为70-100ppm，mg²⁺浓度为30-50ppm，温度为27℃-30℃，浊度为80-130ntu；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤装置过滤后的滤液经过滤液桶收集后，由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品；另外，每隔12h取滤液总量的1％自砂滤装置底部流入对装置进行反洗，反洗液送至浓缩液桶；

所述砂滤装置中砂粒粒径为1.0mm；

所述经过pe膜装置过滤后顶部的滤液的特征为：温度为27℃-30℃，浊度为4-10ntu，ca²⁺浓度为20-30ppm，mg²⁺浓度为10-18ppm；

所述pe膜过滤装置的操作压力为0.2mpa，处理能力为1.0-2.0m³/(m²·h)，pe膜组件的孔径为5-10um；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集，并每隔2h利用压缩空气罐中的空气对pe膜进行曝气反吹洗；

所述浓缩液中的固体体积含量在40％以上，所述压缩空气罐中空气的压力为0.6mpa。

(4)浓缩液桶中的晶浆液泵送至压滤工序，得到的固体废弃物与盐泥一起作为一般废弃物进行处理；或泵送至盐析工序生产农铵产品。

实施例1

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂粒粒径为1.0mm的砂滤装置，进行初步过滤除去粒径较大的颗粒物和油状絮凝物；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至孔径为5um的pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤后顶部的滤液经过滤液桶收集后滤液由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品，每隔12h取滤液总量的1％自砂滤装置底部流入对装置进行反洗，反洗液送至浓缩液桶；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集，并每隔2h利用压缩空气罐中的空气对pe膜进行曝气反吹洗；

(4)浓缩液桶中的晶浆液泵送至盐析工序生产农铵产品。

经检测：热母ⅱ液处理之前的温度为28℃，浊度为80ntu，ca²⁺浓度为70ppm，mg²⁺浓度为30ppm；经过pe膜过滤器之后的滤液温度为28℃，浊度为4ntu，ca²⁺浓度为20ppm，mg²⁺浓度为10ppm，pe膜过滤器的处理能力为1.2m³/(m²·h)，浓缩液的固体体积百分含量为50％。

实施例2

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂粒粒径为1.0mm的砂滤装置，进行初步过滤除去粒径较大的颗粒物和油状絮凝物；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至孔径为5um的pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤后顶部的滤液经过滤液桶收集后大部分滤液由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品，每隔12h取滤液总量的1％自砂滤装置底部流入对装置进行反洗，反洗液送至浓缩液桶；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集，并每隔2h利用压缩空气罐中的空气对pe膜进行曝气反吹洗；

(4)浓缩液桶中的晶浆液泵送至压滤工序，得到的固体废弃物与盐泥一起作为一般废弃物进行处理。

经检测：热母ⅱ液处理之前的温度为28℃，浊度为130ntu，ca²⁺浓度为100ppm，mg²⁺浓度为50ppm；经过pe膜过滤器之后的滤液温度为28℃，浊度为5ntu，ca²⁺浓度为25ppm，mg²⁺浓度为13ppm，pe膜过滤器的处理能力为1.0m³/(m²·h)，浓缩液的固体体积百分含量为52％。

实施例3

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂粒粒径为1.0mm的砂滤装置，进行初步过滤除去粒径较大的颗粒物和油状絮凝物；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至孔径为10um的pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤后顶部的滤液经过滤液桶收集后大部分滤液由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品，每隔12h取滤液总量的1％自砂滤装置底部流入对装置进行反洗，反洗液送至浓缩液桶；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集，并每隔2h采用工厂空气对pe膜进行曝气反吹洗；

(4)浓缩液桶中的晶浆液一路泵送至压滤工序，得到的固体废弃物与盐泥一起作为一般废弃物进行处理；一路泵送至盐析工序生产农铵产品。

经检测：热母ⅱ液处理之前的温度为30℃，浊度为130ntu，ca²⁺浓度为100ppm，mg²⁺浓度为50ppm；经过pe膜过滤器之后的滤液温度为30℃，浊度为10ntu，ca²⁺浓度为30ppm，mg²⁺浓度为18ppm，pe膜过滤器的处理能力为2.0m³/(m²·h)，浓缩液的固体体积百分含量为41％。

实施例4

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂粒粒径为1.0mm的砂滤装置，进行初步过滤除去粒径较大的颗粒物和油状絮凝物；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至孔径为10um的pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤后顶部的滤液经过滤液桶收集后大部分滤液由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品，每隔12h取滤液总量的1％自砂滤装置底部流入对装置进行反洗，反洗液送至浓缩液桶；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集，并每隔2h采用工厂空气对pe膜进行曝气反吹洗；

(4)浓缩液桶中的晶浆液一路泵送至压滤工序，得到的固体废弃物与盐泥一起作为一般废弃物进行处理；一路泵送至盐析工序生产农铵产品。

经检测：热母ⅱ液处理之前的温度为27℃，浊度为120ntu，ca²⁺浓度为90ppm，mg²⁺浓度为40ppm；经过pe膜过滤器之后的滤液温度为27℃，浊度为8ntu，ca²⁺浓度为26ppm，mg²⁺浓度为15ppm，pe膜过滤器的处理能力为1.9m³/(m²·h)，浓缩液的固体体积百分含量为43％。

实施例5

(1)将来自联碱的热母ⅱ液经过母ⅱ液桶在泵的作用下送至砂粒粒径为1.0mm的砂滤装置，进行初步过滤除去粒径较大的颗粒物和油状絮凝物；

(2)将砂滤装置过滤的母ⅱ液送至孔径为8um的pe膜过滤装置的底部，经过pe膜过滤后顶部的滤液经过滤液桶收集后大部分滤液由泵送至吸氨工序，再送入碳化制碱工序生产纯碱产品，每隔12h取滤液总量的1％自砂滤装置底部流入对装置进行反洗，反洗液送至浓缩液桶；

(3)pe膜过滤装置底部的浓缩液流经浓缩液储桶进行收集，并每隔2h采用工厂空气对pe膜进行曝气反吹洗；

(4)浓缩液桶中的晶浆液一路泵送至压滤工序，得到的固体废弃物与盐泥一起作为一般废弃物进行处理；一路泵送至盐析工序生产农铵产品。

经检测：热母ⅱ液处理之前的温度为27℃，浊度为120ntu，ca²⁺浓度为90ppm，mg²⁺浓度为40ppm；经过pe膜过滤器之后的滤液温度为27℃，浊度为6ntu，ca²⁺浓度为23ppm，mg²⁺浓度为14ppm，pe膜过滤器的处理能力为1.7m³/(m²·h)，浓缩液的固体体积百分含量为45％。

本发明公开和提出的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。