利用纳滤膜分离精制饱和卤水的研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:clhsmith001
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近年来,受到沿海工业园区建设的影响,我国滩晒盐田面积逐步降低,导致原盐价格上涨,进而制约了“两碱”行业的发展,因此盐田饱和卤水直接制碱技术被提出。但饱和卤水中含有较高浓度的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质需要精制处理,常用的化学法除杂工艺费用较高,因而限制了饱和卤水的直接利用。为此,本文探索了利用纳滤膜分离精制饱和卤水新工艺。首先选用NF270、DL、ESNA1、VNF1四种型号的纳滤膜,在不同操作压力和进水流量下,对饱和卤水进行精制处理。实验通过考察纳滤膜的稳定性,膜通量以及主要离子截留率,来分析四种型号的纳滤膜的分离性能,进一步筛选在精制饱和卤水过程中分离性能较好的纳滤膜。实验结果表明,DL纳滤膜具有良好的稳定性、适中的膜通量和优异的分离性能,对二价离子总截留率可达到84.4%。其中SO42-几乎达到全截留,Ca2+、Mg2+截留率分别最高可达到66.0%,60.0%。选取DL纳滤膜作为精制饱和卤水实验用膜。为进一步分析DL纳滤膜的分离性能,实验模拟了不同浓度的单组分溶液、二组分溶液、多组分溶液,以及不同盐度下的盐田卤水。实验结果表明,在单组分溶液中,提高溶液浓度,Na Cl、Mg Cl2的截留率降低,Mg SO4的截留率略有升高;操作压力升高有利于Na Cl的透过、Mg Cl2的截留,对Mg SO4的截留影响不大。二组分溶液中,随着Na+、Cl-离子浓度增加,Na+/Mg2+、Cl-/SO42-的比值越来越小,有利于一二价离子的分离;压力增加不利于离子间的分离。在多组分溶液中,随着盐溶液浓度增加、压力的升高,离子截留率均有所下降。卤水盐度增加,不利于纳滤膜对二价离子的截留。最后,将DL用于盐田饱和卤水的实验中,探究了纳滤膜在不同操作条压力、进水流量、温度、浓淡比下的膜通量和离子截留效果,并考察了纳滤膜在连续运行24小时的稳定性和污染情况。实验数据表明,温度为20℃时、在操作压力为3.60 MPa、进水流量为540 L/h,纳滤膜分离精制效果最好。二价离子总截留效果可达到84.1%,并可保留较多的Na Cl。在24小时的运行时间内,纳滤膜较为稳定但有稍微的污染,每隔4小时进行清洗效果最好。纳滤膜应用到直接制碱的饱和卤水精制工艺中,其对二价杂质离子具有较好的截留率效果,并可保留大部分的Na Cl,进而显著降低制碱工业生产成本,具有较好的应用前景。
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