CN110975405A - 一种碱液脱盐工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱液脱盐工艺，属于化工分离技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为15‑25bar、浓缩液侧运行压力为13‑23bar和温度为33‑35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。本发明针对氢氧化钠溶液中硫酸钠的脱除，分离溶液组分少，工艺简单，运行成本低，脱盐效果好，碱液质量高。
Description
技术领域
本发明涉及到化工分离技术领域，尤其涉及一种碱液脱盐工艺。
背景技术
以粘胶废水为原料生产的碱液，含有少量的硫酸钠，导致该碱液无法在对碱液质量要求较高的工序中使用，为实现对该碱液的充分利用，需要通过控制工艺参数，利用分离装置进行脱盐，得到高质量的碱液。
利用膜的选择透过性，可将溶液中的组分进行分离，以纳滤膜为介质，在一定工艺条件下，可将纯碱生产过程中的母液，含高浓度NaHCO3、Na2CO3以及高浓度NaCl进行分离，将NaCl脱除，实现对NaHCO3、Na2CO3的回收，减少母液排放量。该技术利用纳滤膜对碳酸根离子、碳酸氢根离子、氯离子的截留率不同从而实现分离。
目前氢氧化钠溶液中盐分脱除技术主要有液氨抽提法和氢氧化钠水合物法，无论是液氨抽提法，还是氢氧化钠水合物法对氢氧化钠溶液中盐分的脱除均存在工艺复杂，成本较高的问题。
公开号为CN 107235600A，公开日为2017年10月10日的中国专利文献公开了一种电镀废水处理方法，其特征在于，所述处理方法依次序包括：(1)将金属废水、有机废水、络合废水、含氰废水、含镍废水、含锌废水、含铬废水分别进行预处理并得到预处理水；(2)将步骤(1)得到的预处理水混合并进行浓缩处理，得到高盐浓水和回用水；(3)将步骤(2)得到的高盐浓水和步骤(1)所述预处理水混合，进行生化处理；(4)将步骤(3)得到的生化处理水进行超浓缩处理，得到超高盐浓水；(5)将步骤(4)得到的超高盐浓水进行蒸发结晶处理，得到回用水和结晶物。
该专利文献公开的电镀废水处理方法，能够实现电镀废水较低排放，同时对废水中各金属离子实现较高纯度的回收。但是，分离的溶液组分较多，工艺复杂，成本较高，不能有效针对氢氧化钠溶液中硫酸钠的脱除，脱盐效果差，碱液质量低。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种碱液脱盐工艺，本发明针对氢氧化钠溶液中硫酸钠的脱除，分离溶液组分少，工艺简单，运行成本低，脱盐效果好，碱液质量高。
本发明通过下述技术方案实现：
一种碱液脱盐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为15-25bar、浓缩液侧运行压力为13-23bar和温度为33-35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为40-100g/L的氢氧化钠和浓度为1-5g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为40-100g/L的氢氧化钠、浓度为0-0.1g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为33-35℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为0.5-3bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为5-30倍，循环量为30-60m3/h，单位膜面积循环量为35.7-71.4L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.2-0.8m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为4-8m3/h。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明，“a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为15-25bar、浓缩液侧运行压力为13-23bar和温度为33-35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液”，较现有技术而言，针对氢氧化钠溶液中硫酸钠的脱除，分离溶液组分少，工艺简单，运行成本低，脱盐效果好，碱液质量高。
表1为本发明碱液脱盐工艺与CN 107235600A进行对比：
表1
从表1可以看出，本发明碱液脱盐工艺较CN 107235600A为代表的现有技术而言，分离溶液组分少，工艺简单，运行成本低，脱盐效果好，碱液质量高。
表2为本发明碱液脱盐工艺在特定运行压力和温度下与非特定运行压力和温度下的对比：
表2
从表2可以看出，本发明碱液脱盐工艺在特定的进料侧运行压力为15-25bar、浓缩液侧运行压力为13-23bar和温度为33-35℃条件下，脱盐效果和碱液质量达到最佳。
二、本发明，步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为40-100g/L的氢氧化钠和浓度为1-5g/L的硫酸钠，该浓度碱液为前端车间所产生的碱液，易于获取。
三、本发明，步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为40-100g/L的氢氧化钠、浓度为0-0.1g/L的硫酸钠，通过精过滤，能够除去物料中的固体颗粒杂质再进入下一步脱盐工艺，能够很好的去除碱液中大部分的硫酸钠。
四、本发明，在步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为33-35℃，加热温度特定的控制在33-35℃，该温度范围内脱盐效果最佳，若温度降低，则处理量小，运行成本较高，若温度过高，则脱盐效果下降，碱液质量不高。
五、本发明，步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为0.5-3bar，特定的将进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差控制在0.5-3bar，若压差过高，脱盐设备内部流道易堵塞，采用该特定压差，能够保障脱盐设备稳定可靠的运行。
六、本发明，步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为5-30倍，循环量为30-60m3/h，单位膜面积循环量为35.7-71.4L/(m2·h)，浓缩倍数过高，浓缩液中硫酸钠浓度会过高，导致脱盐效果差，特定的采用5-30倍浓缩倍数，能够保障脱盐效果；特定的控制循环量及单位膜面积循环量，能够加强物料在设备内部的循环，避免在脱盐过程中硫酸钠在设备内部富集，浓度升高，从而保障脱盐效果。
表3为本发明碱液脱盐工艺在特定浓缩倍数、循环量及单位膜面积循环量与非特定浓缩倍数、循环量及单位膜面积循环量下的对比：
表3
从表3可以看出，本发明碱液脱盐工艺在特定的浓缩倍数为5-30倍，循环量为30-60m3/h，单位膜面积循环量为35.7-71.4L/(m2·h)条件下，脱盐效果和碱液质量达到最佳。
七、本发明，步骤c中，含盐浓缩液产量为0.2-0.8m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为4-8m3/h，在保障处理量的情况下，取得最佳的脱盐效果。
具体实施方式
实施例1
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为15bar、浓缩液侧运行压力为13bar和温度为33℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
实施例2
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为18bar、浓缩液侧运行压力为16bar和温度为33.5℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
实施例3
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为23bar、浓缩液侧运行压力为21bar和温度为34℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
实施例4
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
实施例5
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为40g/L的氢氧化钠和浓度为1g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为40g/L的氢氧化钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为33℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为0.5bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为5倍，循环量为30m3/h，单位膜面积循环量为35.7L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.2m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为4m3/h。
实施例6
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为60g/L的氢氧化钠和浓度为2g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为60g/L的氢氧化钠、浓度为0.02g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为34℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为0.9bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为16倍，循环量为42m3/h，单位膜面积循环量为49L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.3m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为5m3/h。
实施例7
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为70g/L的氢氧化钠和浓度为4g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为90g/L的氢氧化钠、浓度为0.07g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为35℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为1.5bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为25倍，循环量为51m3/h，单位膜面积循环量为65L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.7m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为7m3/h。
实施例8
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为100g/L的氢氧化钠和浓度为5g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为100g/L的氢氧化钠、浓度为0.1g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为35℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为3bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为30倍，循环量为60m3/h，单位膜面积循环量为71.4L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.8m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为8m3/h。
对比例1
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为6bar、浓缩液侧运行压力为5bar和温度为28℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
对比例2
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为40bar、浓缩液侧运行压力为33bar和温度为65℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
对比例3
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为100g/L的氢氧化钠和浓度为5g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为100g/L的氢氧化钠、浓度为0.1g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为35℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为3bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为3倍，循环量为15m3/h，单位膜面积循环量为28L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.8m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为8m3/h。
对比例4
一种碱液脱盐工艺，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为25bar、浓缩液侧运行压力为23bar和温度为35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为100g/L的氢氧化钠和浓度为5g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为100g/L的氢氧化钠、浓度为0.1g/L的硫酸钠。
所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为35℃。
所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为3bar。
所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为40倍，循环量为70m3/h，单位膜面积循环量为79L/(m2·h)。
所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.8m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为8m3/h。
Claims (7)
1.一种碱液脱盐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、将粘胶废水经电渗析处理后产生的碱液，通过管道输送至储罐备用；
b、将储罐内的碱液通入换热器，通过换热器对碱液进行加热，将加热后的碱液通入精过滤器，除去碱液中微量的固体杂质，得到精过滤后的纯净碱液；
c、将精过滤后的纯净碱液通入脱盐装置，在进料侧运行压力为15-25bar、浓缩液侧运行压力为13-23bar和温度为33-35℃条件下，控制浓缩倍数进行循环脱盐，经脱盐后得到含盐浓缩液和纯净的氢氧化钠溶液。
2.根据权利要求1所述的一种碱液脱盐工艺，其特征在于：所述步骤a中，经电渗析处理后的碱液包括浓度为40-100g/L的氢氧化钠和浓度为1-5g/L的硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种碱液脱盐工艺，其特征在于：所述步骤b中，精过滤后的纯净碱液包括浓度为40-100g/L的氢氧化钠、浓度为0-0.1g/L的硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种碱液脱盐工艺，其特征在于：所述步骤b中，通过换热器对碱液进行加热，加热温度为33-35℃。
5.根据权利要求1所述的一种碱液脱盐工艺，其特征在于：所述步骤c中，进料侧运行压力与浓缩液侧运行压力的压力差为0.5-3bar。
6.根据权利要求1所述的一种碱液脱盐工艺，其特征在于：所述步骤c中，控制浓缩倍数进行循环脱盐具体是指浓缩倍数为5-30倍，循环量为30-60m3/h，单位膜面积循环量为35.7-71.4L/(m2·h)。
7.根据权利要求1所述的一种碱液脱盐工艺，其特征在于：所述步骤c中，含盐浓缩液产量为0.2-0.8m3/h，纯净的氢氧化钠溶液产量为4-8m3/h。
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