[发明专利]一种膜蒸馏耦合制碱工艺

说明书

技术领域

本发明涉及工业制碱领域，具体涉及淡盐水的膜蒸馏浓缩方法，及其所耦合的一种离子膜法制碱工艺。

背景技术

离子膜法制碱的传统工艺是将电解槽末排出的含NaCl210±15g/L的阳极液（业内俗称“淡盐水”），返回化盐工序重新添加固体盐（或掺卤）配制NaCl溶液(280±50g/L)。再依次经过一次、二次盐水工序，进入电解槽。这本质上是一种不合理的准闭路大循环工艺。半卤制碱的企业更因需要外购固体盐而导致成本的上升。

全卤制碱的企业也仅是对淡盐水进行浓缩蒸发后，合流一次盐水。仍存在工艺上的循环节点不尽合理问题，只是省却了添加固体盐（或掺卤）而已。而且能耗较高，设备昂贵，对成本不利。

可见，盐法及半卤法制碱的工艺作为准闭路大循环工艺，水量虽平衡，但盐不能平衡，尚需系统外补充，也即溶化固体盐增浓（掺卤、外购盐本质上也都是添盐）；而全卤法作为全闭路中循环工艺，提浓淡盐水返回一次盐水工序，再经离子交换树脂塔，制二次盐水，该工艺由于循环节点的不合理，加大了前端的负荷。

新近，随着热法蒸发技术的提高，人们开始重视蒸汽潜热和热量的重复与梯级利用，压气蒸馏（MVC）、机械蒸汽再压缩(MVR)，尤其后者，是目前相对最好的热法技术。于是，有些盐法制碱企业开始尝试浓缩淡盐水，但同样因蒸汽损耗而不经济。相比较而言仅莫新来的MVR法较为可行（申请号：200910192865.1）。然而该法虽实现了蒸汽的重复利用，但高位蒸汽损耗依然不可避免，压缩同样造成高品位的机械能或电能的损耗，并且考虑到耐腐蚀与换热而采用的钛合金设备，也是成本昂贵。

因此，突破传统的生产模式，寻求针对淡盐水的经济有效浓缩方法以及工艺更合理的制碱新工艺，具有非常重要的生产实践意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种离子膜制碱工艺，以及为实现该工艺而需耦合的一种经济有效的淡盐水浓缩技术。

淡盐水是可直接返回电解槽再利用的，而不必回到前端溶化固体盐，或并入卤水、卤矿；也不必如全卤制碱企业那样返回一次盐水工段，经离子交换树脂塔后再进入电解槽；淡盐水是经有效增浓，质量达到精制的二次盐水标准后返回电解槽的；而非传统离子膜法制碱工艺中将降低浓度的淡盐水，为实现温度、浓度均匀分布等摸底，而直接返槽，所参与的槽内循环。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种膜蒸馏耦合制碱工艺，具体步骤为：

(1)收集电解槽中电解处理移出的淡盐水，该淡盐水浓度为210±15g/L；

(2)将步骤(1)中浓度为210±15g/L的淡盐水送入MD组件，通过MD法进行浓缩，分离为浓度为280±50g/L的氯化钠溶液以及淡化纯水；

(3)将步骤(2)制成的浓度为280±50g/L的氯化钠溶液移出MD组件，直接返回电解槽系统再利用。

最终产品在电解槽阴极区末端，以可直接出售的32%的烧碱形式出现。

MD组件是使用MD技术的纤维膜集成系统；MD法是以汽液平衡为依据，依靠蒸发潜热来实现相变，热侧淡盐水中的水可在常压低于沸点的状况下，经汽化后透过膜孔，进入冷侧的气相，冷凝后被馏出，组分通过膜的推动力是其在膜两侧的蒸汽压差，阻力可看成是膜阻力，由于溶剂的释出，从而使原溶液浓度增大。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，对所述步骤(1)中淡盐水进行去除硫酸根的处理。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，所述步骤(2)中所述经MD法浓缩后的提浓盐水，浓度在230-330g/L范围内。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，所述步骤(2)中所述MD法浓缩后的提浓盐水，浓度在280-320g/L范围内。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，所述步骤(2)中所述MD组件材料具有良好的耐氯、耐温、耐氧化、耐腐蚀性能，所用纤维膜为聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚全氟乙丙烯（FEP）或聚丙烯（PP）疏水性中空纤维膜。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，所述步骤(2)中所述MD组件中纤维膜为PVDF。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，所述步骤(2)中所述MD法包括但不限于DCMD（直接接触式膜蒸馏）、VMD（减压或真空膜蒸馏）、AGMD（气隙式膜蒸馏）、SGMD（吹扫气膜蒸馏）、MEMD（多效膜蒸馏）。

优选的，上述膜蒸馏耦合制碱工艺，所述步骤(2)中MD法为VMD。