CN101570866B - 全卤水离子膜电解制碱生产中去除铵的方法 - Google Patents

全卤水离子膜电解制碱生产中去除铵的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全卤水离子膜电解制碱生产中去除铵的方法，它是在卤水中加入重量百分比浓度为10％的次氯酸钠溶液和电解工段的氯水一起进行反应，反应pH值控制在5.0～6.0之间，次氯酸钠溶液和氯水的加入量应保证反应结束后溶液中的次氯酸根的含量为10-80ppm，氨含量≤1ppm，并且除氨后的盐水浓度符合295g/l～310g/l的指标。本发明用氯水代替氢氧化钠溶液除铵彻底消除了进槽盐水含铵高带来的安全隐患，为全卤制碱降低了生产成本，减少环境污染，创造了良好的经济效益和社会效益。

Description

全卤水离子膜电解制碱生产中去除铵的方法
技术领域
本发明涉及除铵方法，尤其是全卤水离子膜法电解制碱工艺中铵的去除方法。
背景技术
在全卤水离子膜法电解制碱工艺中，由于卤水中含有的无机铵、有机铵和氨(总称铵)含量较高，在电解过程中容易生成三氯化氮，三氯化氮是一种黄色粘稠物质或斜方形晶体的含氮化合物，相对水的比重为1.653，熔点小于71℃，自然爆炸温度是95℃。在氯气中的体积百分数达到5％-6％就有爆炸的可能，60℃时在震动或超声波条件下，可分解性爆炸。在阳光、镁光的照射下可瞬间爆炸。爆炸反应如下：
2NCL3→N2↑+3CL2↑+460(kJ)
因此对氯碱系统的安全生产造成极大威胁。据有关资料介绍，三氯化氮在容积不变条件下爆炸时，温度可超过2000℃，达到500MPa以上的压力；在空气中爆炸时，温度可达1700℃，许多企业因忽视三氯化氮存在而出现恶性爆炸事故，造成人身伤亡、财产损失。
因此，为了保证氯碱生产过程的安全性，需要对卤水进行除铵处理，使卤水中的铵含量降至烧碱生产所要求的指标内，从而减少电解过程中三氯化氮的生成量。
现有的处理工艺是：用重量百分比浓度为的32％NaOH溶液和10％次氯酸钠加入卤水中除胺，效果较好，能达到除铵效果。但存在一个较为严重的问题，32％NaOH溶液和卤水中含有的钙镁离子进行反应，生成了氢氧化镁和氢氧化钙沉淀，大量的沉淀积聚，结垢层很快将氨吹除塔的进液分布管堵塞，造成除氨反应槽卤水外溢，不得不降低卤水除氨量。大约一星期就要停止除氨，打开氨吹除塔，清理内部的氨吹除塔的进液分布管。氨吹除塔内的填料结垢严重，给生产带来了较大影响。
在电解工段中排放出来的温度为90C左右的湿氯气，经过氯氢处理工序，冷却干燥到常温后，有部分水蒸气并带有溶解氯冷却下来，即称为氯水。氯水是生产中产生的废液，不能直接排放，需进行脱氯合格后方可排放。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中用32％NaOH溶液除铵方法的不足，提供一种利用氯水废液去除铵的方法。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：在卤水中加入重量百分比浓度为10％的次氯酸钠溶液，其特征在于，还加入电解工段的氯水一起进行反应，反应PH值控制在5.0～6.0之间，次氯酸钠溶液和氯水的加入量应保证反应结束后溶液中的次氯酸根的含量为10-80PPm，氨含量≤1ppm，并且除氨后的盐水浓度符合295g/l～310g/l的指标。也就是说：
次氯酸钠溶液和氯水的加入量随着氯水中次氯酸根的浓度变化而调整，当氯水中次氯酸根的浓度高时，次氯酸钠溶液加入量就得相应减少；反之，当氯水中次氯酸根的浓度低时，次氯酸钠溶液加入量就得相应增加。
本发明反应原理是：氯水中含有的次氯酸根和次氯酸钠溶液中含有的次氯酸根与卤水中的铵类发生反应生成可挥发的铵盐，然后通过氨吹除塔除掉。
本发明使用氯水替代氢氧化钠溶液有以下积极效果：
(1)同样的卤水流量，可节省30～50l/h的次氯酸钠溶液。
(2)将氯水废液利用，节约了氢氧化钠溶液的成本，降低了电解脱氯负荷。
(3)常用的卤水浓度较高，一般为310g/l左右，因浓度过高，容易结晶，堵塞机泵，加入氯水降低了氯化钠浓度，避免了氯化钠的结晶。
(4)由于次氯酸钠溶液用量值减小，降低了游离氯对设备的腐蚀。
实践证明，该工艺流程简单，操作方便，处理效果好，通过卤水除铵装置的投入运行彻底消除了进槽盐水含铵高带来的安全隐患，采用全卤制碱降低了生产成本，减少环境污染，创造了良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是现有除铵工艺流程图；
图2是本发明除铵工艺流程图。
图中设备：1-折流槽，2-代表氨吹除塔，3-代表除氨反应槽，4-鼓风机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
从图1和图2可以看出，本发明的工艺与现有技术相比，区别在于，将原有工艺中的32％NaOH溶液用电解工段的废氯水代替。具体工艺流程为：来自采卤站的卤水进入折流槽1，加入10％次氯酸钠和氯水后在除氨反应槽3中完成除氨反应，反应结束后，卤水在压缩空气的作用下自上而下进入氨吹除塔2同时另一路来自鼓风机4的压缩空气自下而上进入氨吹除塔2，与卤水逆流接触，充分吹除，单氯胺盐被空气带出系统，除氨后的卤水进入储卤池。
下面表中反映的是以生产过程中卤水流量为130m3/h时不同废液氯水流量和10％次氯酸钠溶液流量除铵结果(见表1)。
从表中可以看出，用本发明方法进行除铵，反应后的氨含量和次氯酸钠含量均符合生产要求。
表1
  卤水流量m<sup>3</sup>/h   次氯酸钠流量(l/h)   氯水流量(l/h)   反应后氨含量ppm   反应后次氯酸钠过量mg/l   试验时间(小时)
  130   160   860   0.49   10.51   8
  130   200   600   0.20   32.99   8
  130   200   650   0.17   35.99   5
  130   240   500   0.35   18   2

Claims (1)

1.一种全卤水离子膜电解制碱生产中去除铵的方法，它是在卤水中加入重量百分比浓度为10％的次氯酸钠溶液，其特征在于，还加入电解工段的氯水一起进行反应，反应pH值控制在5.0～6.0之间，次氯酸钠溶液和氯水的加入量应保证反应结束后溶液中的次氯酸根的含量为10-80ppm，氨含量≤1ppm，并且除铵后的盐水浓度符合295g/l～310g/l的指标。
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