一种Na+、Cl-离子提纯系统

摘要

本发明公开了一种Na+、Cl-离子提纯系统，其特征在于：所述的提纯系统包括特殊容积泵中的氯化钠溶液通过氯化钠提纯槽进行取样送入一体化集成式实验室分析溶液内各物质浓度后将分析数据送入提纯控制器中，控制离子提纯药剂的流量。本发明的优点在于：1、优化了生产工艺,自动化程度高、操作简便、易于控制；2、保证了氯碱溶液的浓度、质量；3、实现了对钙、镁离子和硫酸根离子分开处理,装置操作弹性大,对盐品种的适用范围广,可以充分保证精盐水质量的稳定,有助于优化电解槽的运行；4、采用无机提纯药剂替代有机提纯药剂,避免了有机高分子物质进入电解槽及由此带来的不良影响。

说明书

技术领域

本发明涉及氯碱工业的技术改进，特别涉及一种Na+、Cl-离子提纯系统。

背景技术

工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。由于交换膜法制得的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。

交换膜法主要工艺流程为：在电解槽中，用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开。阳离子交换膜跟石棉绒膜不同，它具有选择透过性。它只让Na⁺带着少量水分子透过，其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的氯化钠溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl^-放电，生成C12，从电解槽顶部放出，同时Na⁺带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H⁺放电，生成H2，也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH^-由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗；不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl^-通过，所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。

在此过程中，精致氯化钠溶液为整个交换膜法氯碱工艺的核心原料，精致氯化钠溶液是否符合或超过工艺要求是整个工艺最终产品的保障。然而，在工业氯化钠的生产过程中由于生产工艺较为落后，提纯费用高昂，导致化盐后的精致盐水质量比较低，Ga、Mg、Ba、Fe离子浓度非常高，浓度通常可达到1200ppm严重影响氯碱交换膜法工艺的生产效率与产品质量。

针对上述问题，提供一种新型的Na⁺、Cl^-离子提纯系统，对提纯氯化钠溶液进行提纯。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种Na+、Cl-离子提纯系统，对提纯氯化钠溶液进行提纯。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种Na+、Cl-离子提纯系统，其特征在于：所述的提纯系统包括特殊容积泵中的氯化钠溶液通过氯化钠提纯槽进行取样送入一体化集成式实验室分析溶液内各物质浓度后将分析数据送入提纯控制器中，提纯控制器根据分析数据判断离子提纯药剂的含量后控制离子提纯药剂的流量。

所述的提纯控制器包括自动实验室信号处理电路、下级执行设备控制电路以及报警输出控制电路；所述的自动实验室信号处理电路采集一体化集成式实验室输出的信号并进行滤波放大以及模数转换处理。

所述的提纯控制器和一体化集成式实验室分别连接蜂鸣器声觉报警装置。

所述的一体化集成式实验室从氯化钠提纯槽中取得待测实验溶液样品，并利用分光光度法测得实验溶液中的Ga、Mg、离子提纯药剂在实验溶液中的吸光度，计算出溶液浓度；

当Ga、Mg离子大于设定区间值，且离子提纯药剂的含量在设定高限区间值内，则提纯控制器向特殊容积泵发出工业信号，逐步提高离子提纯药剂向氯化钠提纯槽添加的流量；当Ga、Mg离子大于设定区间值，且离子提纯药剂的含量已经达到设定高限区间值，则提纯控制器向特殊容积泵发出工业信号，维持当前离子提纯药剂的添加流量不变，并提供声光报警；

当Ga、Mg离子大于设定区间值，且离子提纯药剂的含量在设定底限区间值内，则提纯控制器向特殊容积泵发出工业信号，快速提高离子提纯药剂向氯化钠提纯槽添加的流量，同时增加集成实验室的采样分析频率，使离子含量快速进入设定区间值；当Ga、Mg离子小于设定区间值，且离子提纯药剂的含量在设定高限区间值内，则提纯控制器向特殊容积泵发出工业信号，逐步降低离子提纯药剂向氯化钠提纯槽添加的流量，避免离子提纯药剂对下游工艺流程产生影响；当Ga、Mg离子正处于设定区间值内，且离子提纯药剂的含量在设定区间值内，则提纯控制器向特殊容积泵发出工业信号，维持当前离子提纯药剂向氯化钠提纯槽添加的流量。

所述的提纯控制器自动控制一体化集成式实验室的采样实验周期。

一种Na+、Cl-离子提纯系统，由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、优化了生产工艺,自动化程度高、操作简便、易于控制；2、保证了氯碱溶液的浓度、质量；3、实现了对钙、镁离子和硫酸根离子分开处理,装置操作弹性大,对盐品种的适用范围广,可以充分保证精盐水质量的稳定,有助于优化电解槽的运行；4、采用无机提纯药剂替代有机提纯药剂,避免了有机高分子物质进入电解槽及由此带来的不良影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种Na+、Cl-离子提纯系统的结构示意图；

图2为现有技术中交换膜法的工作流程图；

在图1中，1、提纯控制器；2、特殊容积泵；3、氯化钠提纯槽；4、一体化集成式实验室；5、离子提纯药剂；6、蜂鸣器声觉报警装置。

具体实施方式

本发明将一体化集成式实验室4，Na、CL离子提纯药剂5，提纯控制器1，特殊容积泵2集成在一起，可以在计算溶液中各物质浓度的同时计算控制参数，并将控制参数转换成工业控制信号传输给特殊容积泵，直接将离子提纯药剂注入到氯碱交换膜法工艺中需要提纯的氯化钠溶液中。

提纯控制器1主要包括自动实验室信号处理电路、下级执行设备控制电路、报警输出控制电路以及按钮开关信号采集电路，其中按钮开关信号采集电路用于采集手动按钮触发开关。自动实验室信号处理电路用于采集一体化集成式自动实验室输出的信号并进行滤波放大以及模数转换处理。报警输出控制电路用于控制和驱动报警装置实施报警。

一体化集成式实验室4通过分光光度法收集实验前后溶液吸光度从而判断溶液内各物质浓度大小,由于吸光度与光程、浓度、特定溶液吸光系数成正比例关系，所以当光程、特定溶液吸光度一定的情况下，测出吸光度即可反推出溶液浓度。

提纯控制器1可设置监测被测溶液物质含量的高限值、高限处理动作、底限值，底限处理动作。当测得被测氯化钠溶液离子提纯药剂含量低于底限值时，系统进行报警并进行底限处理动作，通过下级执行设备控制电路对特殊容积泵进行控制，提高离子提纯药剂泵出流量使得离子提纯药剂在氯化钠溶液中保持一定含量用以提纯Na、Cl离子；当测得被测氯化钠溶液离子提纯药剂含量高于高限值时，系统进行报警并进行高限处理动作，通过下级执行设备控制电路对特殊容积泵2进行控制，降低离子提纯药剂泵出流量，使氯化钠溶液各物质含量稳定，不影响氯碱交换膜法工艺的后期生产。

具体如图1-2所示，本发明为包括特殊容积泵2中的氯化钠溶液通过氯化钠提纯槽4进行取样送入一体化集成式实验室4分析溶液内各物质浓度后将分析数据送入提纯控制器1中，提纯控制器1根据分析数据判断离子提纯药剂5的含量后控制离子提纯药剂5的流量。

提纯控制器1包括自动实验室信号处理电路、下级执行设备控制电路以及报警输出控制电路；所述的自动实验室信号处理电路采集一体化集成式实验室4输出的信号并进行滤波放大以及模数转换处理。提纯控制器1和一体化集成式实验室4分别连接蜂鸣器声觉报警装置6。提纯控制器1自动控制一体化集成式实验室4的采样实验周期。

一体化集成式实验室4从氯化钠提纯槽3中取得待测实验溶液样品，并利用分光光度法测得实验溶液中的Ga、Mg、离子提纯药剂5在实验溶液中的吸光度，计算出溶液浓度；一体化集成实验室主要测量Ga、Mg、离子提纯药剂5在实验溶液中的浓度。

当Ga、Mg离子大于设定区间值，且离子提纯药剂5的含量在设定高限区间值内，则提纯控制器1向特殊容积泵2发出工业信号，逐步提高离子提纯药剂5向氯化钠提纯槽3添加的流量；当Ga、Mg离子大于设定区间值，且离子提纯药剂5的含量已经达到设定高限区间值，则提纯控制器1向特殊容积泵2发出工业信号，维持当前离子提纯药剂5的添加流量不变，并提供声光报警；当Ga、Mg离子大于设定区间值，且离子提纯药剂5的含量在设定底限区间值内，则提纯控制器1向特殊容积泵2发出工业信号，快速提高离子提纯药剂5向氯化钠提纯槽3添加的流量，同时增加一体化集成实验室4的采样分析频率，使离子含量快速进入设定区间值；当Ga、Mg离子小于设定区间值，且离子提纯药剂5的含量在设定高限区间值内，则提纯控制器1向特殊容积泵2发出工业信号，逐步降低离子提纯药剂5向氯化钠提纯槽3添加的流量，避免离子提纯药剂5对下游工艺流程产生影响；当Ga、Mg离子正处于设定区间值内，且离子提纯药剂5的含量在设定区间值内，则提纯控制器1向特殊容积泵2发出工业信号，维持当前离子提纯药剂5向氯化钠提纯槽3添加的流量。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。