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膜法现代化联合制盐探讨
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本文作者:张艳华 单位:大化集团

沿海地区纯碱生产以海盐为主要原料,海盐以传统的滩晒制盐生产。在膜应用技术快速发展的21世纪,探讨应用膜技术进行现代化制盐,并与制碱组合,形成新型盐碱联合形式,具有重要的意义。

以大连普湾新区为例,普湾新区松木岛化工园区的大化集团建有60万t/a联碱装置,大连染化集团建有3万t/a的烧碱装置,需要原料盐约80万t。目前相邻的大连盐化集团仅能供应30万t原盐,其他大部分原盐无稳定供应商,从山东、江苏等地采购,质量和供应量都不能保持稳定。

另一方面,松木岛化工园区拥有热电、大型海水系统等公用工程配套设施,并正在规划建设大型海水淡化装置。利用海水淡化排放的浓海水,依托大连盐化集团与松木岛园区毗邻的盐、化同处一地的优势条件,开发膜法现代化联合制盐以及形成新型盐碱联合具有了现实意义,此举并可节约日益珍贵的滩涂资源。

1膜法现代化联合制盐

1.1浓海水与滩晒、真空制盐

海水淡化已成为解决沿海地区淡水资源缺乏的重要途径,大连地区淡水资源严重匮乏,已建成的海水淡化装置有大化集团大孤山热电厂和中石油大连石化公司等海水淡化装置,松木岛化工园区等正在规划建设大型反渗透海水淡化装置。海水淡化装置排放的浓海水再利用,越来越受到国家重视。升温的浓海水既可造成海域污染,又是宝贵的资源,可以成为海盐生产的重要资源。

传统海盐滩晒生产工艺以海水为进料,经逐步逐格风吹日照自然蒸发,将海水浓缩至氯化钠饱和,用饱和卤水灌入结晶池制盐。

反渗透法海水淡化(RO)排放的浓海水,其含盐量提高了将近一倍,海水淡化浓缩水与海水浓缩水在常量化学组成上基本一致,不改变卤水体系特征,利用海水淡化浓缩水制卤晒盐是可行的。由于海水淡化浓缩水的浓度达到5.4°Be′以上,比平均海水浓度约高2.4°Be′,可直接送入盐滩5°Be′制卤区晒盐。若保持原有盐的产量不变,可省去大约30%盐田面积。若保持现有盐田生产面积,同样盐产量增加近一倍。

以5万t/日海水淡化装置为例,其排放的浓海水为6万t/日以上,送入盐田滩晒,可制饱和卤水大约11200t/日,经过结晶区,生产固体盐约1780t/日,年产量50万t以上。

另外,将部分滩晒的饱和卤水采用低温多效真空制盐(MED),既节省结晶区生产能力,又可生产质量更好的精制工业盐,满足纯碱和氯碱生产的原料盐质量要求。

1.2浓海水与电渗析、真空制盐

电渗析(ED)浓缩海水制盐,日本早在上世纪70年代就实现了产业化,是成熟的工业化技术。

以反渗透海水淡化的浓海水,作为ED装置的原料进水,RO的浓海水水质完全可达到ED进水水质要求,可节省预处理的投资及运行费用,同时RO浓海水的浓度比海水提高近一倍,也节省ED海水浓缩的耗电量。ED生产的浓缩盐水浓度可达到20%,ED排放的淡液也可返回RO循环使用。

ED生产的浓盐水,采用低温多效真空蒸发(MED),生产高纯度的精制盐。该精制盐产品不含重金属等对健康有害的杂质,产品质量将高于中国和国际食用盐标准,可为市场提供高端食用盐。随着国家食用盐市场的即将放开,高附加值的高端食用盐的生产将具有较好的经济效益。

ED浓缩海水中除了盐分之外还富集了钾离子,MED制盐过程中,可进行钾离子提取生产钾盐,即真空生产精制盐同时联产钾盐,增加产品品种,提高经济效益。

另外,大化集团联碱洗盐卤水,其中盐分很高,目前由于工艺难题,直接排放,造成浪费。采用ED技术,洗盐卤水可进入ED系统,既回收了其中盐分,又可解决大化集团联碱洗盐卤水膨胀和浪费问题。

上述膜法海水淡化与电渗析海水浓缩这种膜集成技术的应用,与浓海水盐田滩晒相结合,将形成反渗透、电渗析、低温多效蒸发和盐田(即RO+ED+MED+盐田)一体化的现代联合制盐体系。这种联合制盐体系是具有高度契合性的循环综合利用产业链,在工业原料资源和滩涂资源日益紧张的今天,具有重要现实意义和经济意义。

2新型盐碱联合和制碱组合

以海水淡化浓海水和电渗析浓盐水与传统的盐田滩晒相结合的现代化海盐生产的工业盐为原料,作为联碱法纯碱生产的原料盐,从质量上和供应上提供了稳定的原料保证,形成了一种新型的盐碱联合。同时,ED生产的精制盐水,可直接供给松木岛园区的氯碱装置。

另外,电渗析生产的精制盐水,可直接用于氨碱法纯碱生产,作为氨碱法纯碱生产原料。以大化集团为例,目前采用的是联碱法生产工艺,如实现了上述集成膜法现代制盐,根据原料盐供应的有利条件,结合现有联碱装置能力挖潜、填平补齐等,可建设适合规模的氨碱法纯碱生产装置,不仅可较大幅度节省投资,以电渗析生产的盐水可直接作为部分原料盐进入系统。在氨碱法工艺中,还可采用废液滩晒盐钙联产,形成纯碱、氯化钙、海岸建材、工业盐的联合制碱生产体系,实现所有物料高度循环利用,污染物零排放,解决传统氨碱法纯碱生产的废液废渣排放难题,建立现代化的新型的盐碱联合以及制盐组合。

3结论

随着膜技术广泛应用和国家对海水淡化的大力发展,沿海地区采用集成膜技术开发现代联合制盐技术,并与纯碱生产建立新型的盐碱组合,实现新型的盐碱联合与制碱组合协同发展,不仅具有重要的经济意义,还可节约大量盐田资源,具有重要的社会效益。

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