[发明专利]一种膜结晶制碱的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及含盐水质的浓缩、制碱技术领域，具体地说，是一种含盐水质的浓缩、制碱的联合处理方法。

【背景技术】

目前含盐水质(或卤水浓缩)处理及CO₂减排是企业和社会的共同的难题。含盐水质(或卤水浓缩)很难用一般的方法处理，更谈不上使其增值，CO₂排放会造成严重的温室效应而影响我们的生存环境，本项目的实施可以为解决含盐水质(或卤水浓缩)的排放和CO₂减排提供一种新的思路和可以借鉴的方法。

膜结晶是膜蒸馏与结晶相耦合的一种新型技术，它是应用膜蒸馏原理脱除溶剂，浓缩溶液使盐形成结晶。在膜蒸馏过程使用的膜为疏水微孔膜，以保证膜不被待处理溶液润湿。在处理过程中，膜的一侧与热料液直接接触，由于疏水膜的特性使料液不能直接通过微孔渗透至膜的另一侧，而在膜孔形成一个稳定的气液界面，以蒸汽形态渗透通过膜孔，在膜的另一侧冷凝为液相，其他不挥发组分则被疏水膜阻挡在热侧，从而实现混合物分离或提纯的目的。

膜结晶应用膜蒸馏的原理来脱除溶液中的溶剂，浓缩盐溶液，使盐溶液的浓度达到饱和或过饱和，然后在晶核存在或加入沉淀剂的条件下，使溶质结晶出来。与普通结晶过程相比，由于普通的结晶过程中溶剂的蒸发与溶质的结晶出现在同一位置，在结晶器内部，料液表面与料液主体温度存在差别，这意味着得到的晶体没有很好均一性。而在膜结晶中并不存在这样的问题，溶剂的蒸发在膜组件内部，这里料液的浓度低于饱和浓度，溶质结晶发生在料液循环中一个单独容器内，这里料液的浓度处于过饱和，这样所得的晶体具有更好的尺寸分布和更好的质量。

侯德榜联合制碱技术曾经创造了我国氨法制碱工业和世界制碱工业的奇迹，但设备复杂、工艺路线长，被随后离子膜制碱技术逐渐所取代。离子膜制碱技术(氯碱化工)由全氟磺酸离子交换膜作为，盐溶液电解制备烧碱，是一套新的制碱技术，但是离子膜的成本很高，而且目前离子膜技术仍未被我国所完全掌握，只有世界上少有的几家公司如美国杜邦、日本旭化成等公司所垄断，而且成本较高。

本发明利用膜结晶技术浓缩制盐、采用有机胺、CO₂使盐转化成碱，使附加值增加，同时转化过程中利用了CO₂，有利于CO₂减排，有机胺可循环利用，使整个过程成本较低。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含盐水质或卤水浓缩处理的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种含盐水质或卤水浓缩处理的方法，其具体步骤为：

(1)将待处理盐水放入恒温加热磁力搅拌器中，进行原料液的保温和搅拌，料液通过磁力泵输送到膜组件中，易挥发组分(水蒸气)经膜蒸馏的过程蒸馏出来，经冷凝管冷凝收集到产水槽中，另一部分没有渗透膜孔的浓缩液循环回原料液中去，从而原料液不断浓缩直至在料液槽内结晶。

(2)在结晶的料液槽内加入有机胺溶液、水与有机胺溶液，体积比为1.0∶1.0～3.0∶1.0，向料液槽中持续通入二氧化碳气体，开启电动搅拌，反应温度为10～30℃，进行萃取碳化反应；待反应进行1～2.5h后，停止搅拌，停止通入二氧化碳，静置5～10min；

(3)将进行碳化反应后的水质分相，得到水相和油相，在油相中加入质量分数为25％的浓氨或其他碱性溶液中和，油相与氨水体积比为20∶1～10∶1，萃取再生有机胺，该有机胺可循环利用；

(4)水相经过过滤，将过滤得的固体进行煅烧，最终得到碳酸盐。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明的实施可以为解决CO₂减排和含盐水质(或卤水浓缩)处理提供一种新的思路和可以借鉴的方法。并且同时解决CO₂减排和含盐水质的排放两大问题。

一方面，CO₂的大量排放是造成全球温室效应的主要原因，减排已经成为一个世界性的课题。本项目的实施实现了CO₂废气的再利用，降低了CO₂的排放量。

另一方面，含盐水质(或卤水浓缩)的大量排放会造成严重的坏境污染，而且会导致大量化工资源的流失。本项目设计完成后，不但可以回收大量有用的化工原料，同样通过水质的再生处理，使水质达到自然界自净能力的承受水平，恢复其作为自然资源的属性，使水资源实现循环利用。