[发明专利]苛化法制碱工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种苛化法制碱工艺。

背景技术

苛化法是制造烧碱（氢氧化钠）的主要方法之一，目前的大致工艺是将碱水（碳酸钠溶液）与石灰乳配合后，在苛化桶中进行苛化反应，然后从苛化桶排出苛化液，此时的苛化液比较混浊的，其中含有大量的不溶物（主要是碳酸钙），由于这些固体微粒很小，不容易过滤，因此需采用澄清桶进行澄清，经澄清后由澄清桶上部溢流而出得到淡烧碱液，这些淡烧碱液再经过浓缩可得固体的浓烧碱液或者片碱。该工艺中，通过澄清进行固液分离的效果有限，所得到的氢氧化钠溶液的纯度还有待进一步提高；另外，由于澄清桶直径很大（直径4－7米），大规模化的苛化法制碱要求使用很多的澄清桶，故不利于土地的节约利用。目前，随着精密膜过滤技术的发展，使用膜过滤装置替代澄清桶实现苛化液的固液分离净化已成为可能。

在液体膜过滤领域中最为常用的膜滤芯形式有两种，一种为一端封闭且另一端开口的管形膜滤芯，其通过开口端的孔板安装在过滤组件的外壳内，过滤时，待过滤液在压力的作用下从膜滤芯的外侧向膜滤芯的腔体内渗透，然后再从膜滤芯的开口端流出，成为已过滤液；另一种为两端开口的管形膜滤芯，其通过两端的孔板安装在过滤组件的外壳内，膜滤芯和外壳之间形成封闭腔体，过滤时，待过滤液在压力的作用下从膜滤芯的前端进入该膜滤芯的腔体内，然后沿着该腔体向膜滤芯的后端流动，在此过程中，待过滤液从膜滤芯的内侧腔体向膜滤芯和外壳之间的封闭腔体渗透（即内进外出），然后再从该封闭腔体上的开口流出，成为已过滤液，而没有被过滤的液体则在膜滤芯腔体内继续朝膜滤芯的后端流动并逐渐成为浓缩液，然后浓缩液从膜滤芯后端流出，再经过一循环流路后（其中可补入新的待过滤液）重新又回到膜滤芯前端，如此循环。

上述第一种膜滤芯的过滤方式属于通常所说的“终端过滤”（也称为死端过滤），第二种膜滤芯的过滤方式属于“错流过滤”。终端过滤的特点是过滤时待过滤液基本是以垂直于膜滤芯过滤面的方向运动，因此，这种过滤方式的优点是过滤速度快，过滤效率比较高，且允许较高的浓差极化，但缺点是膜滤芯表面的滤饼形成速度快，过滤阻力迅速增大，需要频繁的进行膜滤芯的反洗，同时，反洗时基本靠反洗液的逆向冲击来清除膜滤芯上的颗粒，膜滤芯的反洗效果往往不太理想，导致膜滤芯污染问题突出。而错流过滤的特点是过滤时待过滤液以平行于膜滤芯过滤面的方向运动，因此，待过滤液在流经膜滤芯过滤面时将产生一定的剪切力从而把过滤面上滞留的颗粒带走，使滤饼层保持在一个较薄的水平，降低了膜滤芯污染和反洗频率，但这种方式需对料液进行循环，不仅能耗较高且过滤效率往往也不理想。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种采用了膜过滤装置的苛化法制碱工艺，其膜过滤装置的过滤效率较高并且可改善滤芯污染问题。

本申请的苛化法制碱工艺，其特征在于：先对苛化反应后的苛化液进行初步固液分离，然后采用膜过滤装置对初步固液分离后的苛化液进行精密膜过滤，得到高纯度氢氧化钠溶液；其中，所述膜过滤装置包括位于一循环流路上的过滤组件，该过滤组件包括外壳和安装在该外壳内的至少一根两端开口且以内进外出形式过滤的膜滤芯，所述外壳上设有作为待过滤液输入端的第一端口、作为浓缩液输出端的第二端口、作为已过滤液输出端的第三端口以及由第三端口兼作或独立设置的作为反洗液输入端的第四端口，第一端口与循环流路连接并与膜滤芯前端导通，第二端口与循环流路连接并与膜滤芯后端导通，第三端口和第四端口与膜滤芯和外壳之间形成的封闭腔体导通，所述循环流路上连有用于向其输入待过滤苛化液的补液管；在该过滤组件的运行过程中，当待过滤液由内向外通过膜滤芯并从第三端口排出已过滤液时，过滤组件处于过滤状态，当反洗液进入第四端口并由外向内通过膜滤芯时，过滤组件处于反洗状态，过滤组件的过滤状态和反洗状态周期性切换，并且，所述第二端口与循环流路之间通过一运行模式切换控制阀相连，所述过滤组件可在运行模式切换控制阀处于关闭状态下的第一过滤模式和在运行模式切换控制阀处于开启状态下的第二过滤模式之间转换运行；当对苛化液进行精密膜过滤时，在过滤组件处于一个周期的过滤状态中，该运行模式切换控制阀先处于关闭状态，过滤组件以第一过滤模式运行，当第一过滤模式运行一段时间后，运行模式切换控制阀由设定的阀值触发并开启，过滤组件以第二过滤模式继续运行。