CN102849885A

CN102849885A - 一种淡盐水膜法脱硝方法

Info

Publication number: CN102849885A
Application number: CN2012102947755A
Authority: CN
Inventors: 李心仪; 史志伟
Original assignee: BEIJING ZHONGKE RUISHENG RESOURCE ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: BEIJING ZHONGKE RUISHENG RESOURCE ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-01-02

Abstract

一种淡盐水膜法脱硝方法，主要包括以下步骤：1)淡盐水经预处理，使淡盐水达到膜分离装置对进料盐水的要求；2)预处理的淡盐水进入膜分离装置，膜分离装置的透过液经换热后去化盐，膜分离装置的浓缩液进入结晶槽；3)进入结晶槽的浓缩液在析盐剂的作用下结晶析出芒硝，结晶母液进入回收装置；所述析盐剂是能与水混溶，而与氯化钠及硫酸钠不互溶，且沸点低于80℃的有机溶剂；4)回收装置回收析盐剂并返回结晶槽循环使用，回收母液经换热后回到膜分离装置。本发明后处理单元与常规的冷冻结晶法相比，工艺简单、能耗低、不存在设备堵塞严重的问题。

Description

一种淡盐水膜法脱硝方法

技术领域

本发明属于氯碱行业盐水脱硝的技术领域，具体涉及一种淡盐水膜法脱硝方法。

背景技术

盐水中硫酸根的富集会给离子膜制碱带来诸多负面影响，因而在盐水精制过程中需要脱除硫酸根(脱硝)。盐水脱硝的方法主要有化学沉淀法、离子交换法和膜法，其中化学沉淀法主要有氯化钡法、碳酸钡法以及氯化钙法。目前，国内使用较为广泛的是氯化钡法，该方法利用钙离子沉淀硫酸根离子，具有脱硝效果好的特点，但是氯化钡有毒，运行成本高，且钡离子超标会降低离子膜电解中的电流效率、易与氢氧化钠反应生成沉淀从而影响离子膜的寿命。

膜法是目前较为先进的方法，脱硝原理在于膜的唐南(Donnan)效应，膜对盐的截留效果取决于离子与膜之间的静电作用。具体而言，用于淡盐水脱硝的膜对二价硫酸根离子具有很高而且比较稳定的截留率，而对一价氯离子则有较高的透过率。膜法是一种物理过程，不影响盐水水质、不产生二次污染物、操作简单、运行费用低，已得到了越来越多的推广和应用。膜法脱硝工艺主要由预处理、膜分离、后处理三个单元组成，其中预处理和膜分离单元相对较为成熟，而后处理单元目前常规的方法是冷冻结晶法，但该方法存在着能耗高、冷却设备容易被晶体堵塞等问题，难以到达理想的运行效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种淡盐水膜法脱硝方法，以改进公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的淡盐水膜法脱硝方法，主要包括以下步骤：

1)淡盐水经预处理，使淡盐水达到膜分离装置对进料盐水的要求；

2)预处理的淡盐水进入膜分离装置，膜分离装置的透过液经换热后去化盐，膜分离装置的浓缩液进入结晶槽；

3)进入结晶槽的浓缩液在析盐剂的作用下结晶析出芒硝，结晶母液进入回收装置；所述析盐剂是能与水混溶，而与氯化钠及硫酸钠不互溶，且沸点低于80℃的有机溶剂；

4)回收装置回收析盐剂并返回结晶槽循环使用，回收母液经换热后回到膜分离装置。

所述的方法，其中，步骤1中的淡盐水是电解槽出来的淡盐水。

所述的方法，其中，步骤1中的淡盐水是经真空脱氯后进入二级换热、pH值调节、活性炭过滤预处理。

所述的方法，其中，步骤2中的膜分离装置是单段膜分离装置或多段膜分离装置。

所述的方法，其中，多段膜分离装置中前一段膜的浓缩液进入后一段膜，最后一段膜的浓缩液进入结晶槽，各段膜的透过液汇集后去化盐。

所述的方法，其中，步骤3中的析盐剂为甲醇、乙醇或丙酮。

所述的方法，其中，步骤3中进入结晶槽的浓缩液与析盐剂的质量比为1-10∶1。

所述的方法，其中，步骤4中回收母液换热后与预处理后的淡盐水混合进入单段膜分离装置；或者与多段膜分离装置中倒数第二段膜的浓缩液混合，进入最后一段膜分离装置。

所述的方法，其中，步骤4中的回收装置为蒸馏塔。

本发明采用的析盐剂可回收循环使用，回收过程只需简单蒸馏，与冷冻结晶相比，工艺简单、能耗低、更不存在设备堵塞严重的问题。回收母液回到膜分离装置，淡盐水中硫酸根浓度会有所上升，在唐南效应的作用下，膜对氯离子的截留率也会进一步降低，这意味着本发明所述的淡盐水膜法脱硝工艺在一定程度上也有利于氯化钠的回收再利用。

附图说明

图1为本发明的淡盐水膜法脱硝方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明采用纳滤膜对淡盐水中的硫酸根进行浓缩，再采用析盐剂使硫酸钠结晶析出。本发明的后处理过程的特点是析盐剂能降低盐水中氯化钠及硫酸钠的溶解度，其中硫酸钠的溶解度降低幅度更大，盐水首先析出芒硝。本发明能满足离子膜电解对硫酸根浓度的要求，且后处理单元工艺简单、能耗低、不存在设备易堵塞的问题。

具体地说，本发明的淡盐水膜法脱硝工方法主要包括以下过程：

1)电解槽出来的淡盐水经真空脱氯后进入二级换热、pH值调节、活性炭过滤等预处理单元，使淡盐水达到膜分离装置对进料盐水的要求；

2)经预处理的淡盐水进入膜分离装置，膜分离装置的透过液经换热后去化盐，膜分离装置的浓缩液进入结晶槽；

3)进入结晶槽的浓缩液在析盐剂的作用下结晶析出芒硝，结晶母液进入回收装置；

本发明的淡盐水膜法脱硝方法中，步骤2中的膜分离装置可以是单段膜，也可以是多段膜。如果采用多段膜分离装置，则前一段膜的浓缩液进入后一段膜，最后一段膜的浓缩液进入结晶槽，各段膜的透过液汇集后去化盐。

本发明的淡盐水膜法脱硝方法中，步骤3中的析盐剂为与水完全混溶，但与氯化钠及硫酸钠不互溶，且沸点低于80℃的一种有机溶剂，优选甲醇、乙醇、丙酮中的一种。

本发明的淡盐水膜法脱硝方法中，步骤3中进入结晶槽的浓缩液与析盐剂的质量比为1-10∶1。

本发明的淡盐水膜法脱硝方法中，步骤4中的回收装置为蒸馏塔。

本发明的淡盐水膜法脱硝方法中，步骤4中换热后的回收母液与预处理后的淡盐水混合，进入单段膜分离装置；或者与多段膜分离系统中倒数第二段膜的浓缩液混合，进入最后一段膜分离装置。

下面以二段膜法脱硝为例，详细描述本发明所述的淡盐水膜法脱硝工艺。

电解槽出来的淡盐水经真空脱氯后首先进入淡盐水储水槽，在预处理进料泵的作用下经过一级钛板换热器和二级钛板换热器，分别与膜分离装置的透过液和循环水换热，降温至30-50℃，然后添加亚硫酸钠还原淡盐水中的游离氯，并用酸或碱调节pH值至3-7，进入淡盐水中间储槽。中间储槽的淡盐水随后输送到活性炭过滤器，利用活性炭化学吸附进一步脱除淡盐水中的游离氯。出活性炭过滤器的合格淡盐水进入保安过滤器，除去淡盐水中夹带的微小颗粒后进入膜分离装置。如果出活性炭过滤器的淡盐水pH值和ORP值不能达到膜分离装置进料盐水的指标要求则送去化盐工段。

淡盐水经预处理后，通过一段高压泵进入一段膜分离装置，得到硫酸根浓度很低的一段透过液和硫酸根浓度较高的一段浓缩液。一段浓缩液进入浓缩液中间储槽，后经二段高压泵进入二段膜分离装置，二段透过液与一段透过液汇集后经一级钛板换热器与淡盐水进行热交换后去化盐，而二段浓缩液进入结晶槽。

进入结晶槽的二段浓缩液与投加到结晶槽的析盐剂相混合，随着析盐剂的加入，浓缩液中氯化钠和硫酸钠的溶解度下降，且两者的饱和溶解度之比增大，浓缩液首先析出芒硝。此时，可通过控制析盐剂的添加量来控制结晶槽中芒硝的纯度。结晶槽中析出的晶体送至离心机进行离心分离，得到副产品芒硝和离心母液，离心母液送至浓缩液中间储槽。结晶槽中的结晶母液进入蒸馏塔回收析盐剂，从蒸馏塔塔顶出来的溶剂蒸气经冷凝后回到结晶槽循环使用，而蒸馏塔塔釜出来的回收母液经换热降温至25-40℃后送至浓缩液中间储槽与一段浓缩液混合然后进入二段膜分离装置。

Claims

1.一种淡盐水膜法脱硝方法，主要包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1中的淡盐水是电解槽出来的淡盐水。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1中的淡盐水是经真空脱氯后进入二级换热、pH值调节、活性炭过滤预处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2中的膜分离装置是单段膜分离装置或多段膜分离装置。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，多段膜分离装置中前一段膜的浓缩液进入后一段膜，最后一段膜的浓缩液进入结晶槽，各段膜的透过液汇集后去化盐。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3中的析盐剂为甲醇、乙醇或丙酮。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3中进入结晶槽的浓缩液与析盐剂的质量比为1-10∶1。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤4中回收母液换热后与预处理后的淡盐水混合进入单段膜分离装置；或者与多段膜分离装置中倒数第二段膜的浓缩液混合，进入最后一段膜分离装置。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤4中的回收装置为蒸馏塔。