一種含高濃度氯化鈉溶液脫除硫酸根離子的方法
2023-12-05 03:07:16 1
專利名稱：一種含高濃度氯化鈉溶液脫除硫酸根離子的方法
技術領域：
本發明涉及含高濃度氯化鈉溶液脫除硫酸根離子的方法，尤其涉及採用納濾膜脫除離子膜系統鹽水硫酸根離子的方法。
目前，相繼開發出了幾種脫除硫酸根技術。如NDS(New DesulfationSystem)法是由日本的鐘淵化學工業公司開發出的一種脫除硫酸根的方法。NDS法是使用氫氧化鋯作為離子交換體，從鹽水中連續、有選擇性地脫除硫酸根的過程。離子交換樹脂法是為了減少鹽水精製過程的汙染和降低成本，實現了成本低、不必處理鹽泥的離子交換樹脂法，代替鋇鹽法脫除鹽水中的硫酸根。吸附法是參考NDS法開發出的一種脫除硫酸根技術。
納濾膜(NF)早期稱為鬆散反滲透(loose-RO)膜，是80年代初繼典型的反滲透(RO)複合膜開發出來的。NF膜是介於反滲透與超濾膜之間，對NaCl脫鹽率在90％以下，而RO膜幾乎對所有的溶質有很高的脫鹽率，但NF膜只對特定的溶質具有高脫鹽率；NF膜主要去除直徑1納米左右的溶質離子，截留分子量為100～1000，在飲用水領域主要用於脫除三滷甲烷中間體、異味、色度、農藥、合成洗滌劑、可溶性有機物，Ca、Mg等硬度成分及蒸發殘留物質。由於它的膜孔徑處於納米級，截留分子量在1000以下，可以讓部分無機鹽通過。由於納濾膜表現出獨特分離特性和廣闊的應用前景，受到美、日等國各大公司的重視，相繼開發了許多系列的納濾膜。但是，常見的納濾膜使用溫度低於50℃。同時，在實際應用中，主要應用於低濃度含鹽溶液，如海水約3.5％、苦鹹水約0.2％等。
本發明的技術方案一種高濃度鹽水脫除硫酸根離子的方法，包括如下步驟1)離子膜電解槽出的淡鹽水脫除氯氣，壓力為0.03～0.5MPa，溫度25～85℃，pH值4～12。
2)將步驟1)中得到的除氯淡鹽水進入微濾器脫除微小顆粒，微濾器內壓力0.03～0.5MPa，溫度25～85℃，pH值4～12。所採用的微濾膜材料為聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、碳微孔管、金屬微孔管和陶瓷微孔管中的一種。
3)步驟2)得到的淡鹽水經高壓泵加壓後進入納濾膜脫硫酸根離子裝置，得到低硫酸根離子濃度的滲透液，濃縮液返回納濾膜裝置進一步脫除脫硫酸根離子。
在上述步驟1)中，離子膜電解槽出的淡鹽水脫除氯氣後，最好控制餘氯濃度小於0.1ppm；淡鹽水在進入微濾器前最好控制溫度至35～75℃和pH值6～11。
步驟2)主要的目的是脫除微粒，微濾器內壓力最好為0.08～0.3MPa，溫度40～75℃，pH值6～11，而微濾膜材料最好為碳微孔管。步驟3)主要的目的是納濾膜脫除硫酸根離子，納濾膜裝置的操作壓力最好為0.5～3.0MPa，溫度40～75℃，pH值6～11，最大餘氯濃度為0.1ppm。
在上述步驟3)中，所採用的納濾膜材料為醋酸纖維(CA)、芳香聚醯胺(PA)、聚乙稀醇(PVA)、磺化聚醚碸(SPES)中一種。
在工業化應用時，納濾膜組件的結構通常可以採用卷式或中孔纖維。
與現有技術相比，本發明的優點在於工藝穩定，操作方便，運行成本低，非常易於工業化應用，對含高濃度硫酸根離子的含高濃度氯化鈉溶液進行脫除硫酸根離子。採用本發明技術，由氯化鈉濃度約200g/L和硫酸根離子濃度約10g/L的鹽水得到氯化鈉濃度約200g/L和硫酸根離子濃度僅小於1.0g/L的鹽水。
具體實施方法下面通過實施例對本發明作進一步的說明，在實施例中，滲透通量和硫酸根離子脫除率的定義分別為 [實施例1～11]如
圖1所示，由離子膜電解槽1來的淡鹽水進入脫氯器2，以使淡鹽水中餘氯濃度小於0.1ppm，壓力為0.03～0.5MPa，溫度25～85℃，pH值4～12。由此得到的淡鹽水經過換熱器3調節溫度，並進一步控制pH值5～11，進入微濾器脫4除微小顆粒。
以膜面積為2.0平方米的納濾膜組件為脫除硫酸根離子的裝置5，上述經脫除微小顆粒的淡鹽水從納濾膜組件一端進入，另一端可獲得高硫酸根離子濃度的濃縮液和低硫酸根離子濃度的透過液。各實施例納濾膜組件的操作壓力、溫度、pH值、流量、滲透通量和硫酸根離子脫除率等工藝數據見表1。表1
權利要求
1.一種含高濃度氯化鈉溶液脫除硫酸根離子的方法，其特徵在於包括如下步驟1)將離子膜電解槽出的淡鹽水脫除氯氣；2)除氯淡鹽水進入微濾器脫除微小顆粒；3)步驟2)得到的淡鹽水經高壓泵加壓後進入納濾膜脫硫酸根離子裝置，得到低硫酸根離子濃度的滲透液。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，脫除氯氣時的壓力為0.03～0.5MPa，溫度25～85℃，pH值4～12。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，微濾器內壓力0.03～0.5MPa，溫度25～85℃，pH值4～12。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所採用的微濾膜材料為聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、碳微孔管、金屬微孔管和陶瓷微孔管中的一種。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所採用的納濾膜材料為醋酸纖維(CA)、芳香聚醯胺(PA)、聚乙稀醇(PVA)、磺化聚醚碸(SPES)中一種。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，離子膜電解槽出的淡鹽水脫除氯氣後控制餘氯濃度小於0.1ppm；淡鹽水在進入微濾器前控制溫度至35～75℃和pH值6～11。
7.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，微濾器內壓力為0.08～0.3MPa，溫度40～75℃，pH值6～11。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，納濾膜裝置的操作壓力為0.5～3.0MPa，溫度40～75℃，pH值6～1。
9.根據權利要求1～8任一項所述的方法，其特徵在於納濾膜組件的結構採用卷式或中孔纖維。
全文摘要
本發明公開了一種含高濃度氯化鈉溶液脫除硫酸根離子的方法，包括如下步驟離子膜電解槽出的淡鹽水脫除氯氣，將得到的除氯淡鹽水進入微濾器脫除微小顆粒，所採用的微濾膜材料為聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、碳微孔管、金屬微孔管和陶瓷微孔管中的一種，得到的淡鹽水經高壓泵加壓後進入納濾膜脫硫酸根離子裝置，得到低硫酸根離子濃度的滲透液。納濾膜組件的結構通常可以採用卷式或中孔纖維。本發明工藝穩定，操作方便，運行成本低，易於工業化應用。採用本發明技術，由氯化鈉濃度約200g/L和硫酸根離子濃度約10g/L的鹽水得到氯化鈉濃度約200g/L和硫酸根離子濃度僅小於1.0g/L的鹽水。
文檔編號B01D71/06GK1415540SQ02145429
公開日2003年5月7日 申請日期2002年11月19日 優先權日2002年11月19日
發明者許振良, 潘照英, 嶽群 申請人:華東理工大學, 上海氯鹼化工股份有限公司