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HVM～（TM）膜过滤盐水精制工艺研究及应用

作　者: 陆钢
导　师: 刘燕刚；王勤获
学　校: 上海交通大学
专　业: 化学工程
关键词: 盐水精制传统絮凝沉降工艺预处理膜分离 HVMTM管式膜过滤技术
分类号: TQ114
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

随着国民经济的飞速发展,国内对PVC的需求量日益剧增。PVC的供求两旺带动了为其生产提供原料的氯碱行业的飞速发展, 20世纪末至21世纪初,中国加入WTO后,氯碱行业同其它行业一样,逐渐与国际接轨,形成隔膜法烧碱与离子膜法烧碱并存的局面,目前我烧碱装置总体规模已达年产一千万吨烧碱,已经超过美国,居世界第一,盐水精制技术自然也随之变化发展。盐水精制工艺是烧碱生产过程中的主要工序之一,氯碱行业盐水电解所使用的隔膜电槽或离子膜电槽的运行寿命、技术经济指标与入槽盐水质量密切相关。盐水质量直接关系到生产的电耗,离子膜寿命。提高盐水质量是氯碱行业一直以来追求的目标。就传统絮凝沉降工艺而言,钙、镁及不溶物去除不理想是影响电槽运行指标的一个主要问题。近年来“预处理+膜分离”的盐水精制新工艺替代“道尔澄清桶+砂滤器+碳素管精密过滤器”的传统盐水精制工艺为中国氯碱行业改变盐水质量差、离子膜寿命短的状况做出了卓越的贡献,被誉为是中国氯碱盐水精制的一次革命。美中不足的是,膜过滤工艺在生产实践中发现预处理器和膜过滤器设备结构、过滤工艺不尽合理,存在着或多或少影响生产稳定和生产成本的问题。本人结合课程学习和实际工作实践,在导师的指导下和氯碱行业专家的帮助下对国内膜过滤工艺生产装置的实际生产问题进行系统分析,明确本课题技术研究方向为:在膜过滤器及预处理器的设备结构设计、过滤工艺流程改进行理论研究和应用开发,推出了革新工艺,并从生产实践中不断得到验证和改进,从而找到解决膜过滤生产实际问题的切实可行、经济合理的方法。该工艺通过大量工程实践,被证明具有盐水质量稳定、易操作、节能、保护晶种提高膜过滤能力等特点,并为用户带来工艺控制先进、节省投资和运行费用的效果。目前应用此革新工艺的氯碱企业已达10多家,新建HVM膜盐水装置将主推该革新工艺。同时,此项技术已被国外氯碱生产企业所关注,已有国外氯碱项目选择了此项工艺技术。期望本课题研究成果对氯碱行业生产企业盐水精制装置的设计、技改和生产具有一定的参考价值。随着此项技术在越来越多的实际生产装置中投入运行,已经为其用户在生产经营中带来了显著的经济效益。同时从众多用户生产实践中获得的宝贵实践经验也必将促进盐水精制工艺技术不断的推陈出新,使其为氯碱行业的发展做出更大的贡献。

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摘要  2-4
ABSTRACT  4-10
第一章中国氯碱工业盐水精制工艺发展概述  10-15
  1.1 传统盐水精制工艺技术应用及其生产问题  10-11
    1.1.1 道尔澄清桶带来的问题  10-11
    1.1.2 砂滤器带来的问题  11
    1.1.3 精滤器带来的问题  11
    1.1.4 其他问题  11
  1.2 膜过滤盐水精制工艺技术应用及其生产问题  11-15
    1.2.1 国外膜过滤工艺技术起源及现状  11-12
    1.2.2 国内膜过滤工艺技术应用及发展  12-13
    1.2.3 膜过滤工艺技术的特点及存在的生产问题  13-14
    1.2.4 本论文课题研究的内容、方法及意义  14-15
第二章 HVM~(TM)管式膜盐水精制工艺技术革新研究及应用  15-22
  2.1 设备改进  15-17
    2.1.1 过滤器结构改进  15-16
    2.1.2 预处理器合理化设计  16-17
  2.2 过滤工艺流程革新  17-19
    2.2.1 自流工艺的优点  18-19
    2.2.2 实现自流工艺的理论依据  19
  2.3 革新工艺实际生产效果  19-22
    2.3.1 盐水质量  19-20
    2.3.2 运行费用降低  20
    2.3.3 投资差别对比  20-22
第三章革新工艺技术生产原理  22-28
  3.1 盐水精制的目的  22
  3.2 盐水精制的原理  22-25
    3.2.1 原料  22-23
    3.2.2 产品  23
    3.2.3 对工业盐质量的要求  23
    3.2.4 盐质量对盐水精制的影响  23-24
    3.2.5 盐水中杂质对离子膜电解及其它工序的影响  24
    3.2.6 盐水精制的原理  24-25
  3.3 盐水精制的工艺流程  25-28
    3.3.1 典型工艺流程及简述  25-26
    3.3.2 工艺特点  26-28
第四章革新工艺技术工艺控制  28-34
  4.1 工艺控制指标  28-31
    4.1.1 温度控制指标  28
    4.1.2 精制剂投加量控制指标  28-29
    4.1.3 工艺典型控制点及相关控制参数  29-31
  4.2 影响盐水精制的主要因素  31-32
    4.2.1 反应时间  31
    4.2.2 Mg~(2+)/Ca~(2+)比值  31
    4.2.3 菌藻类及其它有机物  31
    4.2.4 温度  31
    4.2.5 盐水的浓度  31-32
    4.2.6 过碱量  32
    4.2.7 游离氯、铁盐预处理剂和预处理时间  32
    4.2.8 盐水流量  32
  4.3 仪表控制  32-34
第五章盐水精制常见问题及对策  34-38
  5.1 精制盐水中钙离子浓度超出工艺要求  34
    5.1.1 碳酸钠投加量偏低，未达到工艺指标  34
    5.1.2 膜破损造成碳酸钙泄漏  34
    5.1.3 分析不准确  34
  5.2 精制盐水中镁离子浓度超出工艺要求  34-35
    5.2.1 氢氧化钠投加量偏低，未达到工艺指标  34-35
    5.2.2 膜破损造成氢氧化镁泄漏  35
    5.2.3 分析不准确  35
  5.3 精制盐水中铁离子浓度超出工艺要求  35
    5.3.1 膜破损造成氢氧化铁泄漏  35
    5.3.2 精盐水罐或管道防腐出现破损  35
  5.4 精制盐水中 SS 超出工艺要求  35-36
    5.4.1 膜破损造成SS 泄漏  35-36
    5.4.2 分析不准确  36
  5.5 精制盐水中游离氯未达到工艺要求  36
    5.5.1 次氯酸钠加入量偏低或过高  36
    5.5.2 亚硫酸钠加入量偏低  36
  5.6 预处理器出水浑浊  36-38
第六章课题研究结论  38-39
参考文献  39-40
附录  40-41
攻读学位期间发表的学术论文目录  41

HVM～（TM）膜过滤盐水精制工艺研究及应用

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