颇尔膜过滤器在离子膜法制碱一次盐水系统的应用研究

论文摘要

随着氯碱行业的发展,离子膜法电解制碱技术在氯碱行业中的应用越来越得到重视,本文结合我国目前离子膜制碱生产中一次盐水制备的现况和扬农化工集团的生产实际,对颇尔膜过滤器在一次盐水中的应用进行了研究。首先结合扬农集团的一次盐水工艺过程,对由于原料引入的杂质进行讨论与研究,并通过数据分析,提出在一次盐水中要重点控制的杂质指标。其次在对离子膜法电解一次盐水系统进行颇尔膜过滤器的应用研究,生产原料采用精制盐及卤盐水,重点是对于粗盐水的工艺进行了试验。在保证过滤器过滤通量及再生性能的基础上,设计了对Ca2+、Mg2+和SO42-分别进行处理的三种试验方案,对于不同杂质在精制过程中的固体颗粒的过滤特性进行了分析对比,确定了粗盐水工艺并进行了改进。通过试验对颇尔膜过滤器的微滤操作条件的进行了研究,重点是对不同过滤压力下过滤通量的影响。对过滤操作参数进行了优选,确定了最佳操作条件为过滤压力为0.03MPa和过滤通量为1.2 m.h-1.25m.h-1,为装置的工业化设计提供了依据。最后根据试验结论,对一次盐水系统的物料平衡及主要设备的参数进行了计算与设计,并进行了装置进行了安装及调试。根据试验方案,确定了颇尔膜表面过滤器的操作程序、操作法及相关的控制指标。在工业化装置的调试过程中,针对出现的不正常情况进行了分析与研究,重点是针对于颇尔膜表面过滤器滤芯的断裂和鼓泡,通过强度试验检测及扫描电子显微镜分析,确定了滤芯损坏的原因,并加以改进。在一次盐水的工艺中,解决了盐水中的有机物、游离氯等对颇尔膜过滤器的污染问题、滤芯的断裂及起泡等问题,在国内首次使颇尔膜分离技术在离子膜一次盐水精制工艺中获得成功应用。从而简化了传统工艺流程,一次盐水质量得到了显著提高。从而保障了离子膜电解装置的稳定、高效生产。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 氯碱电解技术
• 1.1.1 隔膜法电解技术
• 1.1.2 水银法电解技术
• 1.1.3 离子交换膜法电解技术
• 1.2 离子膜盐水精制技术
• 1.2.1 离子膜一次盐水工艺发展
• 1.2.2 次盐水精制工艺
• 1.3 膜分离技术
• 1.3.1 微滤过程分离机理
• 1.3.2 微滤过程的操作模式
• 1.4 颇尔膜过滤器在国内外氯碱行业的应用情况
• 1.4.1 颇尔膜过滤器在国外盐水精制工艺应用
• 1.4.2 国外颇尔膜盐水精制工艺流程
• 1.4.3 颇尔膜过滤器在国内盐水精制应用
• 1.5 课题的主要研究内容
• 2 离子膜法制碱工艺中盐水的质量标准及达标研究
• 2.1 一次盐水精制技术
• 2.1.1 一次盐水精制技术原理
• 2.1.2 粗盐水过滤精制工艺
• 2.2 次盐水的质量指标要求及二次精制过程研究
• 2.2.1 次盐水的质量指标
• 2.2.2 次盐水精制过程的影响因素
• 2.2.3 扬农集团工艺中杂质情况研究
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 常见盐水中杂质对离子膜法电解的影响
• 2.3.2 扬农集团工艺中杂质对于离子膜法电解影响的讨论
• 2.4 本章小结
• 3 颇尔膜过滤器处理氯碱一次盐水的实验研究
• 3.1 颇尔表面膜过滤器
• 3.1.1 过滤膜分离传递过程中的主要参数
• 3.1.2 颇尔膜过滤器的特点
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及仪器
• 3.2.2 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 粗盐水净化工艺的试验
• 3.3.2 过滤压力与过滤通量试验分析与讨论
• 3.3.3 膜污染分析与讨论
• 3.4 本章小结
• 4 颇尔膜过滤器的工业化设计及运行
• 4.1 工业化设计
• 4.1.1 粗盐水工业化流程的设计
• 4.1.2 物料衡算
• 4.1.3 主要设备设计计算
• 4.1.4 颇尔膜过滤器过滤工艺设计
• 4.2 颇尔膜过滤器的安装及调试运行情况
• 4.2.1 颇尔膜过滤器的安装
• 4.2.2 颇尔膜过滤器的调试
• 4.2.3 运行过程的存在问题
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 断裂及破裂
• 4.3.2 过滤器出浑水
• 4.3.3 过滤器滤芯表面膜起泡
• 4.3.4 压差异常上升
• 4.3.5 运行结果
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录