用于氯堿工藝的過濾器洗滌的制作方法
【專利摘要】提供了用于氯堿工藝的過濾器洗滌方法和設(shè)備，以及一種對過濾過的鹽水進(jìn)行電解的方法。所述過濾器洗滌使用來自氯堿工藝的工藝中流體洗滌過濾器?？梢詮穆葔A工藝中的某個位置將該工藝中流體引出，其中該工藝中流體包含一定的活性氯(如漂白劑)值。然后將過濾器與氯堿工藝隔離，使過濾器與包含活性氯值的工藝中流體接觸，以洗滌過濾器。所述包含活性氯值的工藝中流體可以進(jìn)行操作，使附著在過濾器上的有機(jī)物質(zhì)氧化，從而清洗過濾器。洗滌之后，可以在引出工藝中流體之處或附近，使包含活性氯值的工藝中流體返回氯堿工藝。所述過濾器可以是膜過濾器。所述過濾器可以包含發(fā)泡聚四氟乙烯。
【專利說明】用于氯堿工藝的過濾器洗滌
[0001]本申請是國際申請?zhí)枮镻CT/US2008/008622，國際申請日為2008年7月14日的PCT國際申請進(jìn)入中國國家階段后的申請，申請?zhí)枮?00880100507.7，發(fā)明名稱為“用于氯堿工藝的過濾器洗滌”的發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種對氯堿工藝中所用的過濾器進(jìn)行清洗的改進(jìn)的方法和設(shè)備。具體的是，本發(fā)明涉及一種對過濾過的鹽水進(jìn)行電解的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]氯堿工藝是一種能夠產(chǎn)生氯氣或相關(guān)的氧化劑以及堿性鹽，如氫氧化鈉("NaOH，〃也稱為堿液或苛性鈉)的工藝。氯氣和NaOH是全世界最普遍生產(chǎn)的化學(xué)品之一，用于生產(chǎn)許多種材料和產(chǎn)品。
[0004]圖1中顯示了示例性的氯堿工藝。圖中顯示了本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的使用電解裝置進(jìn)行的常規(guī)的鹽水電解工藝100。所示的常規(guī)鹽水電解工藝100的電解裝置是膜電解池101。所述膜電解池101包括具有陽極103的陽極室102和具有陰極105的陰極室104。陽極室102和陰極室104用膜106隔開。例如，分隔陽極室和陰極室的膜106可以是離子交換膜。所述分隔陽極室和陰極室的膜106可以進(jìn)行操作，以使得鈉離子和水能夠通過，同時(shí)阻止未反應(yīng)的氯化鈉(NaCl)進(jìn)入陰極室104。直流電107可以通過陽極103和陰極105?？梢允癸柡望}水物流111進(jìn)入陽極室102中，來自NaCl的氯氣在帶正電荷的陽極103處釋放。一部分氯氣以氣態(tài)形式從陽極室102收集112。來自NaCl的帶正電荷的鈉離子通過將陽極和陰極隔開的膜106遷移到陰極室105中。
[0005]在陰極室104中，在帶負(fù)電荷的陰極105從水分子放出氫氣。可以從陰極室104收集108氫氣。在由水放出氫氣的同時(shí)，也會產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧根離子與鈉離子反應(yīng)，形成NaOH。一部分的NaOH從陰極室104排出110。向陰極室104加入水109，從陰極室104排出NaOHllO,使得陰極室104保持所需的NaOH水平。因此，氯堿工藝的總體反應(yīng)以下式表不:
[0006]2NaCl+2H20 — Cl2+H2+2Na0H
[0007]可以將廢鹽水(例如不再含有飽和NaCl的鹽水)物流113從陽極室102排出。可以通過鹽水處理工藝114對廢鹽水進(jìn)行處理，制得飽和鹽水物流111，使其進(jìn)入陽極室中。因此，鹽水回路115包括進(jìn)行鹽水處理114以制得飽和鹽水流111，使飽和鹽水物流111進(jìn)入陽極室102中，通過廢鹽水物流113將廢鹽水從陽極室102排出，然后將廢鹽水物流113返回鹽水處理工藝114中。
[0008]圖2顯示了用于鹽水電解的常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)的鹽水回路115。向從陽極室102排出的廢鹽水物流113加入鹽酸(HCl) 201，以調(diào)節(jié)廢鹽水物流113的pH值(例如提高酸度)。由此減小了氯氣在該物流中的溶解性。然后可以對廢鹽水物流113進(jìn)行真空脫氯202，使得氯氣從廢鹽水物流113抽提出來203?？梢詫⒄婵彰撀戎蟮膹U鹽水物流204從真空脫氯步驟202引出，送入化學(xué)脫氯步驟206。可以向真空脫氯之后的廢鹽水物流204加入Na0H205，以調(diào)節(jié)pH值使之升高(例如使得廢鹽水物流呈中心或略堿性)。NaOH也有助于阻止從脫氯后的廢鹽水物流204放出氣態(tài)的氯氣?；瘜W(xué)脫氯步驟206可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法完成(例如加入亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和/或亞硫酸鈉(Na2SO3)之類的還原劑)。
[0009]在化學(xué)脫氯206之后，使脫氯后的物流進(jìn)入飽和步驟207，在此步驟中，可以加入NaCl 208以產(chǎn)生飽和鹽水物流，并可以加入水209以補(bǔ)充物流的體積并調(diào)節(jié)NaCl的濃度。通常NaCl 208可能包含各種含量的雜質(zhì)，必須除去這些雜質(zhì)，以便使膜電解池101能夠以高的電流效率操作。主要的雜質(zhì)通常包括鈣、鎂和硫酸根。為了除去這些主要雜質(zhì)，可以使飽和鹽水物流進(jìn)行沉淀工藝210。該工藝通常是在一個或多個反應(yīng)器中加入碳酸鈉(Na2CO3)和Na0H211，沉淀出碳酸鈣(CaCO3)和氫氧化鎂(Mg(OH)2)。根據(jù)所含的具體雜質(zhì)，可以加速其它反應(yīng)。
[0010]沉淀工藝210的流出物可能包含來自沉淀工藝210的懸浮固體，因此通常要經(jīng)過分離工藝213。分離工藝213可以包括使用一種或多種重力沉降器，以及/或者一種或多種包括預(yù)涂層和不包括預(yù)涂層的過濾器的過濾介質(zhì)。所述分離工藝可以除去212例如沉淀的CaCO3和Mg(0H)2。接下來可以用任選的活性炭床214對飽和鹽水物流進(jìn)行處理，以進(jìn)一步除去任何殘余的氧化性物質(zhì)。從活性炭床214排出的飽和鹽水物流，或者從分離工藝213排出的(如果不存在活性炭床214的話)鹽水物流可能仍然包含無法接受的含量的雜質(zhì)。為了進(jìn)一步除去這些雜質(zhì)(例如鈣，鎂，鐵)，接著可以使飽和鹽水物流經(jīng)歷離子交換工藝215，該工藝可以包括使飽和鹽水物流通過包含離子交換樹脂的柱子。在離子交換處理215之后，可以使飽和鹽水物流111進(jìn)入陽極室102中，以完成鹽水回路115。
[0011]已知上述示例性工藝可包括各種變化。例如，通過改變工藝的化學(xué)過程和溫度，所述膜電解池101可以用來產(chǎn)生氯酸鹽。本領(lǐng)域技術(shù)人員還知道可以基于特別是工藝所用的材料的量，或者生產(chǎn)考慮的因素，對鹽水回路115所示的各步驟進(jìn)行添加、改變或取消。例如，在一種特定的鹽水回路中，可能不存在活性炭床214，特別是如果在分離步驟213之后，鹽水物流中的氧化性物質(zhì)的含量低于某一水平的情況下。另外，可以使用例如汞極電池或隔膜電池代替所述的膜電池完成所述氯堿工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明人已認(rèn)識到，通過以過濾法代替已知的分離工藝過程或者對分離工藝過程進(jìn)行加強(qiáng)，則上述鹽水處理過程會從中得益。與已知的分離工藝過程相比，過濾法可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，減少系統(tǒng)的操作成本，以及/或者提高送到電解裝置的飽和鹽水的質(zhì)量。本發(fā)明人還已經(jīng)認(rèn)識到，上述工藝可能包含污染物，特別是隨著NaCl和/或工藝用水引入的有機(jī)物。這些有機(jī)物經(jīng)常包含生物有機(jī)物,這是NaCl源的特征。這些生物污染物可以例如包括來自海水中的藻類的腐殖酸和/或殘余物。所述有機(jī)物會在氯堿工藝中使用的過濾器上累積，并且/或者降低過濾器的效率。過濾器的維護(hù)，例如當(dāng)過濾器喪失效率的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行替換，或者使用已知的清洗方法(例如使用專用清洗液)清洗過濾器的做法可能需要高費(fèi)用，耗費(fèi)時(shí)間，并抵消了上述使用過濾法帶來的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]鑒于上文所述，本發(fā)明所述的實(shí)施方式的一個目的是提供一種對氯堿工藝中所用的過濾器進(jìn)行清洗的改進(jìn)的方法和設(shè)備，由此例如降低與過濾有關(guān)的維護(hù)和操作成本，同時(shí)保留與過濾有關(guān)的益處。在某些進(jìn)行氯堿工藝的工廠中，之前由于污染物的含量，以及由于這些污染物的含量給過濾法帶來的相關(guān)成本(例如替換成本和/或清洗成本)都使得人們認(rèn)為過濾法在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。但是，與本發(fā)明所述過濾器洗滌方法和系統(tǒng)的實(shí)施方式有關(guān)的設(shè)備、維護(hù)和操作的成本降低，有助于在之前由于污染物含量而不鼓勵使用過濾法的情況下采用過濾法。
[0014]本發(fā)明所述實(shí)施方式的另一個目的是提供一種對氯堿工藝所用的過濾器進(jìn)行清洗的清洗溶液，從而消除和/或減少分離化學(xué)物質(zhì)和/或材料以對過濾器進(jìn)行清洗的需要。本發(fā)明所述的實(shí)施方式可以提供一種使用來自氯堿工藝的清洗溶液對過濾器進(jìn)行原位洗滌的方法，對過濾器進(jìn)行洗滌之后，可以使清洗溶液返回氯堿工藝。這些實(shí)施方式提供了一些過濾器洗滌系統(tǒng)，該系統(tǒng)對設(shè)備和材料的要求低。本發(fā)明所述的實(shí)施方式可以提供用于氯堿工藝的過濾器洗滌系統(tǒng)，由此導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)成本和操作成本降低，工藝中的鹽水物流質(zhì)量獲得提高，設(shè)備停機(jī)時(shí)間縮短。
[0015]在一個方面，提供了一種鹽水電解方法。該方法可以包括提供鹽水進(jìn)料，對鹽水進(jìn)料進(jìn)行處理，形成處理過的鹽水溶液。所述處理可以包括將鹽水進(jìn)料與反應(yīng)物進(jìn)行混合，沉淀出固體。所述方法還包括用過濾材料對處理過的鹽水溶液進(jìn)行過濾,形成鹽水濾液,對鹽水濾液進(jìn)行純化，形成純化的鹽水。所述純化步驟可以包括使用離子交換法從鹽水濾液除去陽離子。所述過濾材料可以為無預(yù)涂層的過濾材料。所述過濾材料可以是膜過濾器，可以包含發(fā)泡聚四氟乙烯(ePTFE)。所述方法還可以包括提供電解池。所述電解池可以包括設(shè)置在陰極室內(nèi)的陰極和設(shè)置在陽極室內(nèi)的陽極。膜(例如離子交換膜)可以將所述陽極室和陰極室隔開。所述方法還可以包括使純化的鹽水進(jìn)入陽極室中。在陽極室內(nèi)，氯氣會在陽極處從純化的鹽水釋放出來，鈉離子和水可以通過所述分隔陽極室和陰極室的膜從陽極室遷移到陰極室。這種從陽極室失去鈉離子和氯氣會導(dǎo)致在陽極室內(nèi)形成廢鹽水。所述方法還可以包括將廢鹽水從陽極室排出，向從陽極室排出的廢鹽水加入酸(例如HCl)，在加入酸的步驟之后，將廢鹽水分離為進(jìn)料溶液和剩余部分。然后可以對進(jìn)料溶液進(jìn)行真空脫氯和化學(xué)脫氯。所述方法還可以包括將NaCl加入進(jìn)料溶液，通過加入水來調(diào)節(jié)NaCl的濃度，形成鹽水進(jìn)料。所述方法還可包括使過濾材料與所述剩余部分接觸。過濾材料與剩余部分的接觸可以從過濾材料上除去物質(zhì)。所述除去的物質(zhì)可能包含有機(jī)物質(zhì)和/或礦物結(jié)垢。
[0016]在另一個方面，提供了一種改進(jìn)的鹽水電解方法。所述方法包括鹽水溶液飽和步驟，處理步驟，過濾步驟，離子交換步驟，電解步驟，以及至少一個脫氯步驟。可以將所述至少一個脫氯步驟的第一排出物送入鹽水溶液飽和步驟。該方法的改進(jìn)可以包括從所述至少一個脫氯步驟提供第二排出物，使過濾步驟的過濾器與至少一部分所述第二排出物接觸。所述使過濾器與至少一部分第二排出物接觸的操作可以從過濾器除去物質(zhì)(例如有機(jī)物質(zhì)和/或礦物結(jié)垢)。所述過濾器可以是膜過濾器。
[0017]在一個實(shí)施方式中，所述至少一個脫氯步驟可以包括第一真空脫氯步驟和第二化學(xué)脫氯步驟。所述第二排出物可以在第一真空脫氯步驟之后和第二化學(xué)脫氯步驟之前排出。所述第二排出物可以包含約0.01-200ppm的活性氯。
[0018]在一種布置中，所述接觸步驟可以包括用至少一部分所述第二排出物浸泡過濾器。所述接觸步驟可以包括在加壓條件下使至少一部分所述第二排出物循環(huán)通過過濾器。所述接觸步驟可以包括浸泡和循環(huán)的組合。
[0019]在另一個方面，本發(fā)明提供了一種對過濾過的鹽水進(jìn)行電解的方法。所述方法可以包括提供鹽水進(jìn)料溶液，用過濾材料對鹽水進(jìn)料溶液進(jìn)行過濾以形成鹽水濾液，提供電解池。所述電解池可以包括設(shè)置在陰極室內(nèi)的陰極和設(shè)置在陽極室內(nèi)的陽極。膜可以將陽極室與陰極室隔開。所述方法還可以包括使鹽水濾液進(jìn)入陽極室中。所述鹽水濾液可以在電解池中進(jìn)行電解，在陽極室中形成廢鹽水。所述方法還可以包括從陽極室排出廢鹽水，并在排出廢鹽水的步驟之后，使過濾材料與廢鹽水溶液接觸。所述使過濾材料與廢鹽水溶液接觸的操作可以從過濾材料除去至少某些物質(zhì)(例如有機(jī)物質(zhì)和/或礦物結(jié)垢)。所述過濾材料可以包括一層或多層濾膜。
[0020]在又一個方面，本發(fā)明提供了一種對用于氯堿工藝的過濾器進(jìn)行洗滌的方法。所述方法可以包括將過濾器與氯堿工藝隔離，從氯堿工藝內(nèi)排出一部分的鹽水流，使所述一部分鹽水流與隔離的過濾器接觸，在接觸步驟之后使過濾器返回氯堿工藝。所述排出一部分鹽水流可以是從膜電解池的出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間的氯堿工藝中的某個位置排出的。所述使一部分鹽水流與隔離的過濾器接觸可以對過濾器進(jìn)行洗滌。
[0021]所述過濾器的洗滌的結(jié)果是從隔離的過濾器上除去有機(jī)物質(zhì)和/或礦物結(jié)垢。對于有機(jī)物質(zhì)，所述接觸步驟可以包括將有機(jī)物質(zhì)從第一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙N狀態(tài)，所述處于第二種狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)與過濾器的親合性低于處于第一種狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)與過濾器的親合性。例如，相對于處于第一種狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)，處于第二種狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)可能更不容易收集在過濾器上。對于礦物結(jié)垢，所述一部分鹽水流可能是酸性的，所述接觸步驟可能包括從過濾器除去礦物結(jié)垢。
[0022]在一個實(shí)施方式中，所述方法還可以包括在接觸步驟之后，將所述一部分鹽水流返回到氯堿工藝中。所述一部分鹽水流可以在膜電解池的出口和所述化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間返回氯堿工藝中。
[0023]在一種布置中，所述隔離步驟和使過濾器返回的步驟可能包括啟動一個或多個閥門。關(guān)于這一點(diǎn)，在本方法的操作過程中，所述過濾器可以保持在原位，避免了拆卸過濾器以進(jìn)行清洗。
[0024]所述排出的一部分鹽水流可以包含約0.01-250 ppm的活性氯。在一個實(shí)施方式中，所述一部分鹽水流可以從膜電解池的出口與真空脫氯設(shè)備進(jìn)口之間的位置排出。在另一個實(shí)施方式中，所述一部分鹽水流可以從真空脫氯設(shè)備的出口與化學(xué)脫氯設(shè)備進(jìn)口之間的位置排出。所述一部分鹽水流可以返回到在真空脫氯設(shè)備的出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間的氯堿工藝中的位置。
[0025]所述氯堿工藝可以包括多個過濾器。本發(fā)明的方法可以包括對多個過濾器中的每一個進(jìn)行所述隔離、排出、接觸、使過濾器返回，以及使一部分鹽水流返回的步驟。所述方法可以對連續(xù)形式設(shè)置的多個過濾器中的每一個進(jìn)行操作。當(dāng)對多個過濾器中的一個特定的過濾器進(jìn)行本發(fā)明的方法的時(shí)候，所述多個過濾器中的其它過濾器可以繼續(xù)對氯堿工藝中剩余的那部分鹽水流進(jìn)行過濾。
[0026]在又一個方面，提供了用來對氯堿工藝的鹽水回路中使用的過濾器進(jìn)行洗滌的設(shè)備。所述設(shè)備可以包括洗滌容器，第一流體互通器件，第二流體互通器件和第三流體互通器件。所述洗滌容器可以進(jìn)行操作，以容納可預(yù)先確定體積的液體。所述第一流體互通器件可以與所述洗滌容器以及膜電解池出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間的一部分鹽水回路流體連通。第二流體互通器件可以位于洗滌容器與過濾器上游側(cè)之間。所述第三流體互通器件可以將洗滌容器與過濾器的下游側(cè)互連。所述設(shè)備可以進(jìn)行操作，使流體從洗滌容器流出，然后流過過濾器，再返回洗滌容器。
[0027]在一個實(shí)施方式中，所述過濾器可以是無預(yù)涂層的過濾器和/或膜過濾器。所述過濾器可以包括含氟聚合物膜。所述含氟聚合物可以包括例如聚四氟乙烯(PTFE)，ePTFE以及/或者聚偏二氟乙烯(PVDF)。
[0028]在一種布置中，所述設(shè)備還可以包括第四流體互通器件，該第四流體互通器件位于所述洗滌容器和一部分鹽水回路之間，而所述一部分鹽水回路位于真空脫氯設(shè)備出口和化學(xué)脫氯設(shè)備進(jìn)口之間。另外，所述第一流體互通器件可以將所述洗滌容器以及一部分鹽水回路流體連通，而所述一部分鹽水回路位于膜電解池出口和真空脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間。在本布置中，可以對流體進(jìn)行操作，使流體通過第一流體互通器件，流入洗滌容器，并通過第四流體互通器件從洗滌容器流出。關(guān)于這一點(diǎn)，在本布置中，所述設(shè)備可以進(jìn)行操作，通過第一流體互通器件，從膜電解池的出口和真空脫氯設(shè)備的入口之間的氯堿工藝中的位置將流體引入洗滌容器中。另外，關(guān)于這一點(diǎn)，所述設(shè)備還可以進(jìn)行操作，通過第四流體互通器件，將流體從洗滌容器返回到在真空脫氯設(shè)備的出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間的氯堿工藝中的位置。
[0029]在一個實(shí)施方式中，所述第一流體互通器件可以位于洗滌容器以及一部分鹽水回路之間，而所述一部分鹽水回路位于所述真空脫氯設(shè)備出口和化學(xué)脫氯設(shè)備進(jìn)口之間。在這樣一個實(shí)施方式中，所述用于洗滌過濾器的設(shè)備還可以包括第四流體互通器件，該第四流體互通器件位于所述洗滌容器以及一部分鹽水回路之間，而所述一部分鹽水回路位于真空脫氯設(shè)備出口和化學(xué)脫氯設(shè)備入口之間。在此實(shí)施方式中，可以對流體進(jìn)行操作，使流體通過第一流體互通器件，流入洗滌容器，并通過第四流體互通器件從洗滌容器流出。關(guān)于這一點(diǎn)，所述設(shè)備可以進(jìn)行操作，通過第一流體互通器件將流體從真空脫氯設(shè)備的出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的入口之間的氯堿工藝中的位置引入所述洗滌容器中。另外，關(guān)于這一點(diǎn)，所述設(shè)備還可以進(jìn)行操作，通過第四流體互通器件，使流體從洗滌容器返回到在真空脫氯設(shè)備的出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間的氯堿工藝中的位置。
[0030]所述設(shè)備可以包括一個泵，該泵可以操作，以選擇將流體從洗滌容器泵送通過第二流體互通器件，通過第四流體互通器件，或者通過第二和第四流體互通連器件的組合。關(guān)于這一點(diǎn)，泵送通過第二流體互通器件的流體可以與過濾器的上游側(cè)接觸。
[0031]在所述第一流體互通器件位于洗滌容器和一部分鹽水回路之間，而所述一部分鹽水回路位于真空脫氯設(shè)備的出口和化學(xué)脫氯設(shè)備的進(jìn)口之間的實(shí)施方式中，所述設(shè)備可以進(jìn)行操作，以選擇使流體通過第一流體互通器件，流入洗滌容器中，或者通過第一流體互通器件，從洗滌容器流出。關(guān)于這一點(diǎn)，所述第一流體互通器件可以用來選擇填充或排空洗漆容器。
[0032]在一種布置中，所述設(shè)備還可以包括至少一個流體泵，所述泵可以進(jìn)行操作，將流體從洗滌容器泵送通過第二流體互通器件，通過過濾器。在一種布置中，所述過濾器可以設(shè)置在沉淀設(shè)備的下游和離子交換設(shè)備的上游。
[0033]在一個實(shí)施方式中，所述用來對過濾器進(jìn)行洗滌的設(shè)備可以進(jìn)行操作，使流體從清洗容器流出，然后通過第二流體互通器件，然后通過過濾器，然后通過第三流體互通器件，再返回洗滌容器?？梢园ㄩy門，該閥門可以操作，以對過濾器與氯堿工藝的鹽水回路進(jìn)行流體隔離。還可以包括閥門，該閥門可以操作，以對用來洗滌過濾器的設(shè)備與鹽水回路進(jìn)行流體隔離。
[0034]在一種配置中，所述鹽水回路可以包括多個過濾器?？梢詫⑺龆鄠€過濾器分成多個亞組。在這樣的配置中，所述用來洗滌過濾器的設(shè)備還可以包括閥門，所述閥門可以進(jìn)行操作，以連續(xù)地對各亞組與氯堿工藝的鹽水回路進(jìn)行流體隔離。各個亞組可以包括多個過濾器當(dāng)中的一個，或者僅有的一個。或者，一些亞組可以包括單個過濾器，一些亞組可以包括多個過濾器。或者，各個亞組可以包括一個以上的多個過濾器。
[0035]以上討論的各種方法可以通過手動方式進(jìn)行，自動方式進(jìn)行，或者通過兩者的組合進(jìn)行。另外，任意方法的開始實(shí)施可以通過自動方式、手動方式、或者通過自動和手動方式的組合來進(jìn)行。類似地，以上討論的設(shè)備可以進(jìn)行操作，以自動和/或手動的方式發(fā)揮作用。
[0036]以上有關(guān)上述各方面討論的各種特征、布置和實(shí)施方式可以用于上述任意的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮以下進(jìn)一步詳述之后，可以清楚地看出本發(fā)明其它方面和相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的氯堿工藝流程方框圖。
[0038]圖2是圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的氯堿工藝流程的鹽水回路的方框圖。
[0039]圖3是氯堿工藝流程的改進(jìn)的鹽水回路的一個實(shí)施方式的方框圖。
[0040]圖4是對氯堿工藝的鹽水回路中使用的過濾器進(jìn)行洗滌的設(shè)備的方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]圖1和2顯示了鹽水電解和/或氯堿工藝領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的示例性的膜電解池101和鹽水回路115。這些工藝和設(shè)備的各種變化也是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。下面來看圖2的鹽水回路115的分離步驟213，已知的分離系統(tǒng)通常結(jié)合重力沉降器和過濾介質(zhì)，可通過操作除去在之前的沉淀步驟210之后仍然保留在鹽水中的一部分懸浮固體。
[0042]圖3是氯堿工藝流程的改進(jìn)的鹽水回路300的一個實(shí)施方式的方框圖。在改進(jìn)的鹽水回路300中，用過濾步驟308代替了分離步驟213。或者，可以保留分離步驟213 (或者保留一些部分的分離步驟)，將過濾步驟308設(shè)置在分離步驟213 (或保留其一些部分)的下游。所述過濾步驟308可以結(jié)合一個或多個過濾器。所述過濾器可以進(jìn)行操作，將沉淀步驟210之后殘留在鹽水物流中的懸浮固體，例如CaCO3和Mg(OH)2濾去。所述過濾步驟308可以結(jié)合已知的反向脈沖過濾技術(shù)，以不時(shí)從過濾器除去累積的顆粒312 (例如累積的CaCO3和Mg(OH)2顆粒)。所述過濾器還可以進(jìn)行操作，從鹽水物流濾去有機(jī)污染物。關(guān)于這一點(diǎn)，有機(jī)污染物可能會在過濾器上累積，至少一部分累積的有機(jī)物可能無法通過常規(guī)的反向脈沖過濾法除去。過濾器上還可能累積一些礦物結(jié)垢。所述礦物結(jié)垢也可能難以使用常規(guī)的反向脈沖過濾法除去。所述有機(jī)污染物可能是例如在飽和步驟207中隨著NaCl208和引入的工藝用水209 —起引入的。這些有機(jī)污染物會對陽極室102和/或者鹽水回路300中的其它工藝設(shè)備的性能帶來負(fù)面影響。因此，在過濾步驟308濾去這些有機(jī)物是有益的。
[0043]當(dāng)使用過濾器將有機(jī)物從鹽水物流濾出時(shí)，隨著物質(zhì)(例如濾出的有機(jī)物、礦物結(jié)垢)在過濾器上累積，過濾器的性能會下降。關(guān)于這一點(diǎn)，可能需要對過濾器進(jìn)行替換，或者可能需要以正常的間隔從過濾器上除去累積的物質(zhì)。通常，過濾器替換是昂貴的。過濾器洗滌可能是費(fèi)用低于替換的可供選擇的方法，但是通常需要特殊的過濾器洗滌設(shè)備，以及專用的過濾器洗滌化學(xué)試劑。
[0044]圖3的鹽水回路300顯示了作為替換過濾器和/或用專用過濾器洗滌化學(xué)試劑和特別的過濾器洗滌設(shè)備進(jìn)行清洗的做法的一種有效的替代方法。在鹽水回路300中，在真空脫氯步驟202之后和加入NaOH的步驟205之前的位置，通過連接器件301將流體從鹽水物流引出。所述從鹽水物流中引出的物流在下文中稱作清洗溶液。
[0045]所述清洗溶液通常具有低pH值(例如呈酸性)，可能包含20-30ppm的活性氯。該清洗溶液可以轉(zhuǎn)送到洗滌容器302?？梢韵蛩銮逑慈芤褐屑尤胨蛘咂渌奈镔|(zhì)，以提高洗滌工藝的效果?？梢允褂帽?03將清洗溶液從洗滌容器302泵出，輸送通過一個或多個過濾器?？梢允顾銮逑慈芤号c一個或多個過濾器保持接觸，使得所述一個或多個過濾器在清洗溶液中浸泡一定的時(shí)間，或者可以連續(xù)泵送清洗溶液通過一個或多個過濾器一定的時(shí)間。也可以采用浸泡時(shí)間和泵送的組合。在清洗溶液流過一個或多個過濾器之后，可以通過流體互通器件305使清洗溶液返回洗滌容器302。然后可以使其再循環(huán)通過一個或多個過濾器合適的次數(shù)?？梢詫η逑慈芤旱慕M合物進(jìn)行操作，使得累積在一個或多個過濾器上的有機(jī)污染物從第一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙N狀態(tài)，所述第二種狀態(tài)的有機(jī)污染物與所述一個或多個過濾器的親合性減小。因此，所述處于第二種狀態(tài)的有機(jī)污染物可以通過所述一個或多個過濾器。發(fā)生所述轉(zhuǎn)變的一個示例性的機(jī)理是其中清洗溶液使得在一個或多個過濾器上累積的有機(jī)污染物的長鏈分子斷裂(例如氧化)成較小的組成部分，這些較小的組成部分不再吸引到一個或多個過濾器上，因此會通過所述一個或多個過濾器。另外，還可以對上文所述可以具有較低PH值的清洗溶液進(jìn)行操作，從一個或多個過濾器上清洗除去非有機(jī)污染物(例如礦物結(jié)垢)。通過這種方式，可以使得一個或多個過濾器與清洗溶液接觸，從而對其進(jìn)行清洗。一般來說，處于第二種狀態(tài)的有機(jī)污染物(例如對一個或多個過濾器的親合性減小)對鹽水回路300中使用的設(shè)備不會造成危害。所述清洗時(shí)間可能取決于一些變量，包括NaCl和引入的水的污染物含量，清洗操作的間隔時(shí)間，以及所需的過濾器效率，清洗時(shí)間可以例如從數(shù)分鐘至等于或超過一小時(shí)。
[0046]在如上所述對一個或多個過濾器進(jìn)行洗滌之后，可以使清洗溶液返回洗滌容器302。然后可以用泵303將清洗溶液抽回鹽水回路300中，通過清洗溶液返回互連器件306使清洗溶液返回到在真空脫氯步驟202和化學(xué)脫氯步驟202之間的工藝位置。人們能夠理解，通過使用現(xiàn)有的工藝中化學(xué)物質(zhì)，并將這些化學(xué)物質(zhì)返回工藝中，所述清洗工藝無需單獨(dú)的洗滌化學(xué)試劑，并可對一個或多個過濾器進(jìn)行原位操作。
[0047]在另一個配置中，所述用于清洗工藝的清洗溶液可以在加入HCl 201之后和真空脫氯202之前的鹽水回路300中的位置，通過流體連通器件307從鹽水物流引出獲得。在此位置，鹽水物流通常具有較低的PH值，可能包含約200ppm的活性氯。所述用于清洗工藝的清洗溶液的獲得可以包括將至少一部分的鹽水物流分成可繼續(xù)流入真空脫氯步驟的進(jìn)料溶液，和可繼續(xù)流入洗滌容器302的清洗溶液。
[0048]在另一種配置中，可以在洗滌容器302和泵303之間，以及真空脫氯202和化學(xué)脫氯206之間的氯堿工藝的位置存在單獨(dú)的流體互通器件。在這樣的配置中，可以使用用來將工藝流體從氯堿工藝引入洗滌容器302的同一流體連通器件，使流體從洗滌容器302返回氯堿工藝中。
[0049]圖4顯示了與氯堿工藝結(jié)合成整體的過濾器洗滌系統(tǒng)400的示例性配置圖。所述洗滌容器302在位于真空脫氯設(shè)備401和化學(xué)脫氯設(shè)備402之間的閥門403處與氯堿工藝互連。閥門403可以選擇將一部分氯堿工藝的物流(例如來自真空脫氯設(shè)備401和化學(xué)脫氯設(shè)備402之間的物流)轉(zhuǎn)送到洗滌容器302。一旦在洗滌容器中已經(jīng)收集了足量的物流(在下文中稱作清洗溶液)，則對閥門403進(jìn)行設(shè)定，這樣正常的從真空脫氯設(shè)備401到化學(xué)脫氯設(shè)備402的氯堿工藝流程可以繼續(xù)進(jìn)行。
[0050]可以使用過濾設(shè)備404完成過濾步驟308。過濾設(shè)備404可以包括任何合適數(shù)量的過濾器，例如過濾器405a或405b。所述過濾設(shè)備404的進(jìn)料406可以來自之前的沉淀步驟210，過濾設(shè)備404的排出物407可以繼續(xù)流向之后的工藝步驟(例如活性炭床214或離子交換215)。所述過濾器可以是無預(yù)涂層的過濾器。無預(yù)涂層的過濾器可以包括任何能夠在無需使用預(yù)涂層或主體的幫助下直接將固體與流體分離的過濾器。所述過濾器可以是膜過濾器、過濾管和/或過濾袋的形式。所述過濾器可以包括例如一個或多個以下材料的層:PTFE，ePTFE, PVDF和/或其它含氟聚合物膜。特別是ePTFE通常是化學(xué)惰性的，可以操作到能耐受各種各樣的苛刻化學(xué)環(huán)境而不會發(fā)生顯著的破壞。所述過濾器可以由層疊材料組成，所述層疊材料可以包括層疊在氈或者織造布上的一種或多種上述材料。所述過濾器可以例如包括PVDF、聚丙烯和/或聚乙烯的無紡織物和/或紡粘織物。
[0051]為了洗滌過濾器，必須首先將過濾器與氯堿工藝流程隔離。例如，在洗滌過濾器405a的時(shí)候，可以將閥門408a從其正常操作位置(將進(jìn)口 406與過濾器405a相連)轉(zhuǎn)換至特定位置，使得僅有來自洗滌容器源管線409的清洗溶液能夠進(jìn)入過濾器405a。另外，可以將閥門410a從其正常操作位置(將過濾器405a與出口 407相連)轉(zhuǎn)換到特定位置，使得從過濾器405a流出的物流經(jīng)洗滌容器返回管線411送回到洗滌容器302。關(guān)于這一點(diǎn)，可以將過濾器405a與氯堿工藝流程隔離，并與膜過濾器洗滌系統(tǒng)400互連。與此同時(shí)，過濾設(shè)備404的其它過濾器，例如過濾器405b可以保持與氯堿工藝流程相連，可以繼續(xù)以正常方式操作?？梢詫^濾設(shè)備404的各個過濾器的尺寸和數(shù)量進(jìn)行選擇，這樣當(dāng)一個或多個過濾器從氯堿工藝流程中除去進(jìn)行洗滌的時(shí)候，氯堿工藝流程不會被中斷。
[0052]將過濾器405a與氯堿工藝流程隔離，并與過濾器洗滌系統(tǒng)400互連之后，可以啟動泵303，使來自洗滌容器302的清洗溶液沿以下管線進(jìn)行循環(huán):通過洗滌容器源管線409，通過閥門408a，通過過濾器405a，通過閥門410a，通過洗滌容器返回管線411，返回到洗滌容器302中。所述流體可以按照以下這樣一種方式進(jìn)行循環(huán)，對過濾器405a進(jìn)行洗滌，直至過濾405a的清洗令人滿意為止。在此過程中，可以關(guān)閉泵303或者減慢泵的速度，使過濾器405a浸泡在清洗流體中?？梢岳孟礈旌徒莸慕M合對過濾器405a進(jìn)行清洗。
[0053]一旦完成了對過濾器405a的清洗，可以使清洗溶液返回洗滌容器302。然后可以例如用水對過濾器405a進(jìn)行淋洗，以除去可能存在的殘余氧化劑。然后可以通過將閥門408a調(diào)回正常操作位置(將進(jìn)口 406與過濾器405a相連)，并將閥門410a調(diào)回正常操作位置(將過濾器405a與出口 407相連)，使得過濾器405返回氯堿工藝流程。然后可以設(shè)定閥門412，在真空脫氯設(shè)備401和化學(xué)脫氯設(shè)備402之間的位置413處，將洗滌容器302與氯堿工藝流程相連?？梢詥颖?03，在位置413處將清洗溶液從洗滌容器302泵送回氯堿工藝流程中。
[0054]過濾設(shè)備404中的其它過濾器可以按照類似的方式進(jìn)行洗滌。例如，可以通過以下方式洗滌過濾器405b:使用閥門408b和410b將過濾器405b與氯堿工藝分離，將過濾器405b與過濾器洗滌系統(tǒng)400互連。
[0055]上述洗滌過濾器的操作可以通過自動方式、手動方式、或者這兩種方式的組合來進(jìn)行。例如，一旦開始進(jìn)行洗滌循環(huán)，可以對洗滌容器302進(jìn)行自動充液，可以將待清洗的過濾器與氯堿工藝自動隔離，可以自動地進(jìn)行洗滌循環(huán)，然后可以使清洗溶液自動返回氯堿工藝。
[0056]所述洗滌循環(huán)的開始也可以自動進(jìn)行，或者可以由操作人員控制其開始。例如，可以使用傳感器(例如流量傳感器，壓力傳感器)監(jiān)控過濾設(shè)備404內(nèi)的過濾器的性能，當(dāng)監(jiān)控的特定過濾器的性能滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)(例如一旦在過濾器上檢測到預(yù)定的壓降)的時(shí)候，可以自動開始洗滌循環(huán)?；蛘撸梢杂杉夹g(shù)人員監(jiān)控過濾設(shè)備404的性能，當(dāng)達(dá)到某些條件的時(shí)候，開始洗滌循環(huán)。在另一個示例性的開始洗滌循環(huán)的方法中，可以以預(yù)定的間隔手動或自動地開始洗滌循環(huán)(例如基于時(shí)間或流量)。所述預(yù)定的間隔的時(shí)間長短可以取決于許多的因素，例如污染物含量，污染物組成，以及所需的過濾效率。
[0057]為了闡述和說明起見給出上述實(shí)施方式的描述。而且，這些描述并不是用來將本發(fā)明限制在本文所述的形式。因此，與上述內(nèi)容等同的改變和改進(jìn)形式以及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識在所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對過濾過的鹽水進(jìn)行電解的方法，該方法包括: a.提供鹽水進(jìn)料溶液； b.對所述鹽水進(jìn)料溶液進(jìn)行處理，形成處理過的鹽水溶液，其中，所述處理包括將鹽水進(jìn)料溶液與反應(yīng)物進(jìn)行混合，沉淀出固體；并用過濾材料對處理過的鹽水溶液進(jìn)行過濾,形成鹽水濾液； c.提供電解池，所述電解池包括設(shè)置在陰極室內(nèi)的陰極和設(shè)置在陽極室內(nèi)的陽極，所述陰極室和所述陽極室由膜隔開； d.使所述過濾步驟中形成的所述鹽水濾液進(jìn)入所述陽極室，從而在陽極處從所述純化的鹽水釋放氯氣，且鈉離子和水遷移通過所述膜進(jìn)入所述陰極室，從而在所述陽極室內(nèi)由所述鹽水濾液形成廢鹽水； e.將所述廢鹽水從所述陽極室排出； f.將所述廢鹽水分成進(jìn)料溶液和清洗溶液，由此，所述進(jìn)料溶液用于形成步驟a的鹽水進(jìn)料溶液，所述清洗溶液與所述進(jìn)料溶液轉(zhuǎn)移分離；和 g.在所述排出廢鹽水的步驟之后，使所述過濾材料與所述清洗接觸，從所述過濾材料氧化并除去至少一些物質(zhì)。
【文檔編號】C25B1/46GK104233367SQ201410483508
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2007年7月27日
【發(fā)明者】D·R·戴維斯, M·雷默 申請人:戈?duì)柶髽I(yè)控股股份有限公司