本发明属于氯碱领域，尤其涉及一种化盐池、氯碱盐水处理系统和氯碱盐水处理工艺。
背景技术：
工业上用电解饱和nacl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的工业，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品烧碱和氯气在国民经济中占有重要地位，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、石油化工工业以及公用事业。
在氯碱工业中，饱和盐水的制备工段是氯碱生产的起点，也是氯碱生产中保证后续工段正常、高效运行的关键工段，其任务是通过将小粒度(粒度0.1～10mm3)原盐在电解工段回收的淡盐水(浓度约为200-230g/l)中溶解后，进行精制，供应符合电解工段需要的高纯度饱和盐水。
在饱和盐水的制备工段中，小粒度原盐溶解的设备称为化盐池，目前常见的化盐池通常为顶部开放的方形或圆形池子。小粒度原盐溶解过程中，小粒度原盐首先从化盐池顶部投加；之后被化盐池内的淡盐水溶解，得到的饱和盐水；最后饱和盐水从化盐池抽出，进入后续工段。由于制备饱和盐水的原盐中含有一定量泥沙，且化盐池中还含有一定量未溶解的细小盐粒，因此在饱和盐水被抽出输送至后续工段的过程中会不可避免的夹带泥沙和细小盐粒，从而造成盐水管道和下游设备的堵塞，对氯碱的正常生产造成影响。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种化盐池、氯碱盐水处理系统和氯碱盐水处理工艺，本发明提供的化盐池能够有效减少饱和盐水中夹带的泥沙 和细小盐粒。
本发明提供了一种化盐池，设置有盐水出口，其特征在于，包括：
铺设在化盐池内腔底部的盐层，所述盐层中盐的粒度为100～2000mm3；
设置在所述盐层内的盐水收集管，所述盐水收集管的出水端与盐水出口的进水端相连，所述盐水收集管上设置有多个孔。
优选的，所述盐水收集管沿水平方向设置在盐层内。
优选的，所述化盐池的池体与盐层的高度比为(4～5)：(0.5～3)。
本发明提供了一种氯碱盐水处理系统，包括：
上述技术方案所述的化盐池；
与所述化盐池的盐水出口相连的盐水过滤器；
和与所述盐水过滤器的盐水出口相连的离子交换树脂塔。
优选的，所述盐水过滤器为滤棒式过滤器。
优选的，所述氯碱盐水处理系统还包括盐水缓存槽，所述盐水缓存槽的盐水入口与化盐池的盐水出口相连，所述盐水缓存槽的盐水出口与盐水过滤器的盐水入口相连。
优选的，所述氯碱盐水处理系统还包括盐水加热装置，所述盐水加热装置的盐水入口与盐水过滤器的盐水出口相连，所述盐水加热装置的盐水出口与离子交换树脂塔的盐水入口相连。
本发明提供了一种氯碱盐水处理工艺，包括以下步骤:
a)、将粒度为0.1～10mm3的盐倒入上述技术方案所述的化盐池；
b)、将淡盐水加入所述化盐池中进行化盐，得到饱和盐水；
c)、所述饱和盐水依次进行过滤和离子交换，得到处理后盐水。
优选的，所述淡盐水从所述化盐池的池体上方加入。
优选的，所述化盐的温度为45～55℃。
与现有技术相比，本发明提供了一种化盐池、氯碱盐水处理系统和氯碱盐水处理工艺。本发明提供的化盐池设置有盐水出口，包括：铺设在化盐池内腔底部的盐层，所述盐层中盐的粒度为100～2000mm3；设置在所述盐层内的盐水收集管，所述盐水收集管的出水端与盐水出口的进水端相连，所述盐水收集管上设置有多个孔。本发明提供的化盐池可用于化盐，制取饱和盐水，所述化盐池的具体运行过程如下：首先将待溶解的原盐(通常粒度为 0.1～10mm3)倒入化盐池，原盐落到粒度为100～2000mm3的盐层上方，在粒度为100～2000mm3的盐层上方形成一层新的盐层；之后将淡盐水加入到化盐池中，对化盐池中的盐进行溶解化盐，制得饱和盐水；饱和盐水经过粒度为100～2000mm3的盐层过滤后，通过盐水收集管排出化盐池，进入后续工序。由于粒度为100～2000mm3的盐层中的盐的粒度远远大于原盐的粒度，因此淡盐水优先溶解原盐。在化盐池运行过程中，通过控制化盐池内原盐和淡盐水的加入量，保证淡盐水在完全溶解原盐之前达到饱和，从而保证淡盐水不会对粒度为100～2000mm3的盐层中的盐进行溶解，使粒度为100～2000mm3的盐层可以稳定存在。本发明提供的化盐池设置有粒度为500～1000mm3的盐层，该盐层可在饱和盐水进入盐水出口之前对其进行过滤，从而有效减少盐水出口排出的饱和盐水中泥沙和细小盐粒的夹带量，避免盐水管道和下游设备的堵塞。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的化盐池的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种化盐池，设置有盐水出口，其特征在于，包括：
铺设在化盐池内腔底部的盐层；所述盐层中盐的粒度为100～2000mm3；
设置在所述盐层内的盐水收集管；所述盐水收集管的出水端与盐水出口的进水端相连；所述盐水收集管上设置有多个孔。
参见图1，图1是本发明实施例提供的化盐池的结构示意图，图1中，1是化盐池、2是盐水出口、3是盐层、4是盐水收集管。
本发明提供的化盐池1设置有盐水出口2，用于排出化盐池1内的饱和盐水。在本发明提供的一个实施例中，化盐池1的池体高度为4～5m；在本发明提供的领一个实施例中，化盐池1的池体高度为4.5～5m。本发明对盐水出口2的设置位置没有特别限定，在本发明提供的一个实施例中，盐水出口2设置在化盐池1的侧壁底部。
在本发明中，化盐池1的内腔底部设置有盐层3，盐层3中盐的粒度为100～2000mm3；在本发明提供的一个实施例中，盐层3中盐的粒度为200～1500mm3；在本发明提供的另一个实施例中，盐层3中盐的粒度为500～1000mm3。在本发明中，所述粒度是指单个盐粒的体积。在本发明提供的一个实施例中，化盐池1的池体与盐层3的高度比为(4～5)：(0.5～3)；在本发明提供的另一个实施例中，化盐池1的池体与盐层3的高度比为(4.5～5)：(1～2)；在本发明提供的其他实施例中，化盐池1的池体与盐层3的高度比为(4.5～5)：(1.5～1.6)。在本发明提供的一个实施例中，盐层3的高度为0.5～3m；在本发明提供的另一个实施例中，盐层3的高度为1～2m；在本发明提供的其他实施例中，盐层3的高度为1.5～1.6m。
在本发明中，盐层3内设置有盐水收集管4，盐水收集管4的出水端与盐水出口2的进水端相连，盐水收集管4上设置有多个孔。在本发明中，盐水收集管4用于收集经过盐层3过滤的饱和盐水，并将收集的饱和盐水输送至盐水出口2。本发明对盐水收集管4的尺寸，以及上孔的尺寸和数量没有特别限定，本领域技术人员根据实际工况进行设计即可。在本发明提供的一个实施例中，盐水收集管4的直径为50～300mm；在本发明提供的另一个实施例中，盐水收集管4的直径为100～200mm；在本发明提供的其他实施例中，盐水收集管4的直径为150～180mm。在本发明提供的一个实施例中，盐水收集管4上设置的孔的孔径为5～30mm；在本发明提供的另一个实施例中，盐水收集管4上设置的孔的孔径为10～20mm；在本发明提供的其他实施例中，盐水收集管4上设置的孔的孔径为15～18mm。在本发明提供的一个实施例中，盐水收集管4上相邻两个孔的间距为50～200mm；在本发明提供的另一个实施例中，盐水收集管4上相邻两个孔的间距为100～150mm。
本发明提供的化盐池可用于化盐，制取饱和盐水。所述化盐池的具体运行过程如下：首先将待溶解的原盐(通常粒度为0.1～10mm3)倒入化盐池，原盐落到盐层3上方，在盐层3上方形成一层新的盐层；之后将淡盐水加入到化盐池中，对化盐池中的盐进行溶解化盐，制得饱和盐水；饱和盐水经过盐层3过滤后，通过盐水收集管4排除化盐池，进入后续工序。由于盐层3中的盐的粒度远远大于原盐的粒度，因此淡盐水优先溶解盐层3上方原盐形成的新盐层。在化盐池运行过程中，通过控制化盐池内原盐和淡盐水的加入量，保证淡盐水在完全溶解原盐之前达到饱和，从而保证淡盐水不会对盐层3中的粒度为100～2000mm3的盐进行溶解，使盐层3可以稳定存在。本发明提供的化盐池设置有盐层3，该盐层可在饱和盐水进入盐水出口之前对其进行过滤，能够有效减少盐水出口排出的饱和盐水中泥沙和细小盐粒的夹带量，避免盐水管道和下游设备的堵塞。
本发明提供了一种氯碱盐水处理系统，包括：
上述技术方案所述的化盐池；
与所述化盐池的盐水出口相连的盐水过滤器；
和与所述盐水过滤器的盐水出口相连的离子交换树脂塔。
本发明提供的氯碱盐水处理系统包括所述化盐池、盐水过滤器和离子交换树脂塔。其中，所述化盐池的盐水出口与所述盐水过滤器的盐水进口相连接，所述盐水过滤器的盐水出口与所述离子交换树脂塔的盐水进口相连接。
在本发明提供的一个实施例中，所述盐水过滤器为滤棒式过滤器。在本发明提供的一个实施例中，所述滤棒式过滤器的滤布表面涂覆有α纤维素。在本发明提供的一个实施例中，所述α纤维素在所述滤布表面的涂覆量为300～500g/m2。在本发明提供的一个实施例中，所述滤棒式过滤器的滤布面积为30～50m2。在本发明提供的一个实施例中，所述滤棒式过滤器的滤棒数量为70～80根。
在本发明提供的一个实施例中，所述氯碱盐水处理系统还包括盐水缓存槽，所述盐水缓存槽设置在化盐池和盐水过滤器之间，用于储存化盐池排出的饱和盐水。所述盐水缓存槽的盐水入口与化盐池的盐水出口相连，所述盐水缓存槽的盐水出口与盐水过滤器的盐水入口相连。在本发明提供的一个实施例中，所述化盐池和盐水缓存槽的连接管路上还设置有换热器，用于对待 加入化盐池的淡盐水与化盐池排出的饱和盐水进行热交换。
在本发明提供的一个实施例中，所述氯碱盐水处理系统还包括盐水加热装置，所述盐水加热装置设置在盐水过滤器和离子交换树脂塔之间，用于对待进入离子交换树脂塔的饱和盐水进行加热。所述盐水加热装置的盐水入口与盐水过滤器的盐水出口相连，所述盐水加热装置的盐水出口与离子交换树脂塔的盐水入口相连。
在本发明提供的一个实施例中，所述氯碱盐水处理系统还包括处理后饱和盐水储槽，所述处理后饱和盐水储槽的盐水进口与所述离子交换树脂塔的盐水出口相连接，用于储存经过离子交换树脂塔处理的饱和盐水。
本发明提供的氯碱盐水处理系统可用于制取高纯度氯碱盐水，所述氯碱盐水处理系统的具体运行过程如下：首先将粒度为0.1～10mm3的盐倒入化盐池；然后将淡盐水加入所述化盐池中进行化盐，得到饱和盐水；之后所述饱和盐水依次经过盐水过滤器过滤和离子交换树脂塔离子交换，得到处理后盐水。
本发明提供的氯碱盐水处理系统设置有特殊设计的化盐池，该化盐池可有效截留饱和盐水中的泥沙和细小盐粒，避免其对盐水管道和下游设备的堵塞，从而保证氯碱盐水处理系统稳定、高效运行。
本发明提供了一种氯碱盐水处理工艺，包括以下步骤:
a)、将粒度为0.1～10mm3的盐倒入上述技术方案所述的化盐池；
b)、将淡盐水加入所述化盐池中进行化盐，得到饱和盐水；
c)、所述饱和盐水依次进行过滤和离子交换，得到处理后盐水。
在本发明提供的氯碱盐水处理工艺中，首先将粒度为0.1～10mm3的盐倒入所述的化盐池，粒度为0.1～10mm3的盐落到化盐池内所述盐层上方，在所述盐层上方形成一层新的盐层。在本发明中所述粒度为0.1～10mm3的盐优选为真空结晶井矿盐。在本发明中所述真空结晶井矿盐的粒度优选为0.1～1mm3，更有选为0.2～0.6mm3。在本发明中，所述新盐层与化盐池的池体的高度比优选为(2～5)：(4～6)，更优选为(2.5～3)：(4.5～5)。在本发明提供的一个实施例中，所述新盐层的高度优选为2～5m，更优选为2.5～3m。
然后，将淡盐水加入所述化盐池中进行化盐。在本发明中，所述淡盐水是饱和nacl溶解电解制取naoh后产生的低浓度盐水，又称贫盐水。在本发明 中，所述淡盐水优选从所述化盐池的池体上方加入，即本发明采用顺流溶解的方式进行化盐。本发明对所述淡盐水的加入量没有特别限定，能够保证淡盐水在完全溶解粒度为0.1～10mm3的盐之前达到饱和即可。在本发明中，所述化盐的温度优选为45～55℃，更优选为45～50℃。在本发明中，通过调节化粒度为0.1～10mm3的盐和淡盐水的加入量以及化盐温度，使化盐池内粒度为0.1～10mm3的盐在化盐池内形成具有一定高度的盐层，所述盐层与化盐池的池体的高度比优选为(2～5)：(4～6)，更优选为(2.5～3)：(4.5～5)。在本发明提供的一个实施例中，所述盐层的高度优选为2～5m的高度，更优选为2.5～3m的高度。化盐过程中，淡盐水不断溶解粒度为0.1～10mm3的盐，最终得到饱和盐水。
得到饱和盐水后，饱和盐水依次进行过滤和离子交换。其中，所述过滤优选在盐水过滤器中进行；所述离子交换优选在离子交换树脂塔中进行。在本发明中，采用盐水过滤器进行过滤的过程中，所述盐水过滤器的进口压力为5.5～6bar，所述盐水过滤器的压差≤1.2bar，所述盐水过滤器的水流量设计为50～55m3/h。
在本发明中，所述过滤后的饱和盐水优选加热到60～70℃，更优选加热到65℃后，在进行离子交换。离子交换处理完毕后，得到处理后盐水。该处理后盐水可用于电解制取naoh、cl2和h2。
本发明提供的氯碱盐水处理工艺采用特殊设计的化盐池进行化盐，该化盐池可有效截留饱和盐水中的泥沙和细小盐粒，避免其对盐水管道和下游设备的堵塞，从而保证氯碱盐水处理工艺稳定、高效运行。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
化盐池
本实施例提供的一种化盐池，该化盐池为顶部为开放式设计的方形池体，池体的长、宽、高分别为10m×6.8m×4.5m；池体侧壁底部设置有盐水出口；池体内腔底部铺设有盐层，盐层中盐的粒度为500～1000mm3，盐层高度约为1.5m；盐层内设置有的盐水收集管，盐水收集管的直径为150mm，盐水收集管的出水端与盐水出口的进水端相连，盐水收集管上设置有96个孔，盐水收集管上孔的直径为15mm，两孔的间距为100mm。
实施例2
氯碱盐水处理系统
本实施例提供的一种氯碱盐水处理系统，该系统包括实施例1的化盐池、盐水过滤器、换热器、盐水缓存槽、盐水加热装置、离子交换树脂塔和处理后饱和盐水储槽。其中，所述实施例1的化盐池的盐水出口与所述盐水过滤器的盐水进口相连接；所述盐水过滤器为滤棒式过滤器，滤棒式过滤器的滤布面积为48.1m2，滤棒数量为74根，滤布表面涂500g/m2的α纤维素，过滤过程中的进口压力为5.5bar，压差≤1.2bar，水流量设计为55m3/h；所述盐水过滤器的盐水出口与盐水缓存槽的盐水入口相连接，所述化盐池和盐水缓存槽的连接管路上设置有换热器，用于对待加入化盐池的淡盐水与化盐池排出的饱和盐水进行热交换；所述盐水缓存槽的盐水出口与离子交换树脂塔的盐水入口相连接，所述盐水过滤器和离子交换树脂塔之间设置有盐水加热装置；所述离子交换树脂塔为常规离子交换树脂塔；所述离子交换树脂塔的盐水出口与处理后饱和盐水储槽的盐水进口相连接。
实施例3
氯碱盐水处理工艺
本实施例提供的一种氯碱盐水处理工艺，采用实施例2提供的氯碱盐水处理系统制取用于氯碱工业的饱和食盐水，该过程具体为：
首先将粒度为0.2～0.6mm3的真空结晶井矿盐倒入所述化盐池中，真空结晶井矿盐落到化盐池内粒度为500～1000mm3的盐层上方，在粒度为500～1000mm3的盐层上方形成一层新的盐层。
然后，将淡盐水从所述化盐池的池体上方加入所述化盐池中，在50℃下进行化盐。通过调节粒度为0.2～0.6mm3的真空结晶井矿盐和淡盐水的加入量，使化盐池内粒度为0.2～0.6mm3的真空结晶井矿盐在化盐池内形成高度为2.5m左右的盐层。化盐过程中，淡盐水不断溶解粒度为0.2～0.6mm3的真空结晶井矿盐，最终得到饱和盐水。
得到饱和盐水后，饱和盐水经由粒度为500～1000mm3的盐层后进入盐水收集管，并从盐水收集管流出，进入盐水过滤器。饱和盐水在盐水过滤器中进行过滤，所述盐水过滤器的进口压力设置为5.5～6bar，所述盐水过滤器的压差设置为≤1.2bar，所述盐水过滤器的水流量设置为50～55m3/h。经盐水过滤 器过滤后的饱和盐水进入盐水缓存槽，并从盐水缓存槽的盐水出口流出，经盐水加热装置加热至65℃后，进入离子交换树脂塔。饱和盐水在离子交换树脂塔中进行离子交换，离子交换处理完毕后，得到处理后盐水。该处理后盐水可用于电解制取naoh、cl2和h2。
按照本实施例的处理工艺，持续运行所述氯碱盐水处理系统72小时后，对氯碱盐水处理系统的饱和盐水输送管路、盐水过滤器和离子交换树脂塔进行检查，盐水输送管路、盐水过滤器和离子交换树脂塔均未出现堵塞。说明本发明提供的化盐池能够有效减少化盐池的盐水出口排出的饱和盐水中泥沙和细小盐粒的夹带量，避免盐水管道和化盐池下游设备的堵塞。
对比例
参照实施例3的处理工艺，在化盐池中不设置粒度为500～1000mm3的盐层，只使用粒度为0.2～0.6mm3的真空结晶井矿盐，运行4小时后，检测到化盐池出口盐水中含有细小的盐粒，同时在换热器中也出现了堵塞，盐水流量由50m3/h逐步降低，2小时后流量不到35m3/h，停机后使用水反冲洗盐水收集管和换热器及管道，重新开机后流量又恢复，继续又运行2小时后，流量减少到32m3/h。经过多次测试发现，在化盐池中不设置粒度为500～1000mm3的盐层会产生严重的细小盐粒的夹带，导致管道、换热器等设备堵塞。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。