一次盐水膜法除硝方案
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膜法除硝工艺的应用姜海龙摘要:着重介绍了航锦科技股份有限公司膜法除硝装置的原理、流程及对运行过程中出现的问题采取的相应措施。
并对钡法和膜法除硝工艺进行了经济比较。
关键词:盐水精制;硫酸根;膜法;淡盐水0 引言航锦科技股份有限公司(后面简称“航锦科技”)是一家以烧碱为主要产品的化工企业。
采用BaCl2除去盐水系统内的中的SO42-离子。
BaCl2不仅有毒有害、同时费用高,造成环境污染等问题。
于是2012年公司引进了纳滤膜法脱除硫酸根技术。
进过连续1年时间的运行,验证了工艺具安全环保、操作简单方便,同时降低劳动强度,节省人力等优点。
不仅给公司带来了经济效益,更重要的是改善的员工的工作环境。
于是2013年公司再次扩建了二期纳滤膜法脱硝装置。
1、BaCl2除SO42-离子1.1 BaCl2除SO42-离子工艺原理原理:投加氯化钡,通过化学的方法将硫酸根以硫酸钡的形式除去。
反应方程式:1.2 BaCl2除SO42-离子工艺的优缺点优点:设备投资少,流程短,沉淀效果好。
缺点:氯化钡具有毒性,应为当人食用0.8g就会死亡。
所以操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程,在配制氯化钡溶液的过程中,员工们虽有工作服、口罩、手套等隔离措施。
氯化钡对环境的影响也不容忽视,在生产中,一些洒落在外面的氯化钡固体或溶液,会随着污水排放进入河流,从而造成河水污染。
同时氯化钡的包装必须统一处理,间接增加生产环节和成本。
储存要求苛刻,必须储存于阴凉、通风的库房。
并远离火种、热源,并与氧化剂、酸类、食用化学品分开存放等。
所以必须单独占用空地用于储存。
二次盐水中金属离子容易超标,影响离子膜寿命。
2、膜法脱硝工艺2.1 膜法脱硝工艺原理纳滤膜表面孔的直径为0.5~ 1.0 nm,并带有一定的电荷。
根据道南效应,利用纳滤膜对各种离子的截流率的不同,达到将硫酸根离子与系统分离的目的。
2.2 膜法脱硝工艺流程简述预处理单元:脱氯淡盐水先经过亚硫酸钠混合器(M-0100),加入亚硫酸钠脱除游离氯后进入淡盐水缓冲罐V-0100,经盐水进料泵(P-0100A/B)送到盐酸混合器(M-0101),加盐酸调节pH。
当代化工研究ModeFn Chemical Reseavch工艺与设备2021•07全卤制碱一次盐水系统工艺简介*屈阁1王家忠2(1.中国天辰工程有限公司天津3004002.江苏富强化工有限公司江苏257335)摘要:江苏富强60万吨/年离子膜烧碱中的一次盐水采用全卤工艺。
将盐水过滤、膜法除硝、MVR蒸发和元明粉有机的结合起来。
流程合理,操作稳定,投资与运行综合费用低,能耗低,三废排放少。
关键词:全卤制碱;卤水精制;MVR蒸发;膜法脱硝;元明粉中图分类寻:TQ423.2文献标识码:ABrief Introduction of Primary Brine System of Alkali Production by Total BrineQu Ge1,Wang Jiazhong2(1.China Tianchen Engineering Co.,Ltd.,Tianjin,3004002.Jiangsu Fuqiang Chemical Co.,Ltd.,Jiangsu,257335)Abstracts The primary brine in Jiangsu Fuqiang600,000tons/year ion-exchange membrane caustic soda adopts total brine process.Salt water filtration,membrane denitration,MVR evaporation and sodium sulfate are organically combined.Reasonable process,stable operation,low comprehensive cost of i nvestment and operation,low energy consumption and less discharge of w aste gas,waste water and waste residue.Key words z alkali production by total brines brine refinings MVR evaporation^membrane denitration^sodium sulfate_1_£_»—刖吕近年来,两碱行业的快速发展带动国内工业盐需求上升,我国工业盐表观消费量持续增长而我国原盐产能小幅下滑,井矿盐的年产量占全国总产盐量的比重不断提升。
膜法脱硝在离子膜烧碱生产的应用总结摘要:介绍了纳米膜脱硝技术在全卤水离子膜烧碱淡盐水脱硝的应用以及装置运行情况,该技术用于全卤水制碱是可行的。
关键词:膜法脱硝离子膜烧碱应用总结河南能源化工集团河永银公司10万吨/年离子膜烧碱装置采用全卤水生产工艺,盐水脱硝采用广州新普利公司膜法脱硝技术,设计淡盐水处理能力50立方米/小时,脱硝最大量400kg/h。
脱硝装置投入运行近3年来,运行安全平稳,达到设计和生产的要求。
一、脱硝技术介绍氯碱行业脱硝技术有如下几种:1)氯化钡法,该法设备投资少,操作方便,但运行费用高,且氯化钡有毒,废渣产生二次污染;该法是离子膜烧碱传统脱硝方法。
2)冷冻法,该法一次设备投资大,浓缩液中硫酸根含量小于25g/L,没有进一步利用的经济性;3)碳酸钡法,该法反应时间较长,而且在硫酸钡沉淀中含有碳酸钡,需要对沉淀进行处理后方可排放,操作复杂;4)膜法脱硝法,膜法除硝技术是在高压下利用“Donnan”效应,纳滤膜对二价硫酸根离子有高效的截留作用,使盐水中的硫酸根浓缩结晶分离,副产芒硝回收利用,可实现无毒“零排放”,属目前烧碱生产最先进的绿色脱硝工艺技术。
1. 淡盐水预处理预处理包括:脱氯淡盐水输送及流量调节系统、一级钛板换热器、二级钛板换热器、加还原剂系统、调PH 系统、缓冲水槽、输送泵、活性炭过滤器等组成。
预处理的目的在于对进入脱硝装置的淡盐水进行换热和冷却使其达到合适的温度,加入NaOH或者HCL溶液使其达到合适的PH值,加入溶液和经过活性炭处理使其不含游离氯。
2. 膜法除硝系统膜法除硝系统的余氯值和操作温度至关重要,淡盐水含余氯进入膜系统会对膜产生氧化性损害。
温度控制过低会影响产水量,温度过高会对膜产生损坏。
PH 值也会影响膜的透过性,PH 高透过量大,产水含硝量也高;PH 低透过量低,含硝量也低。
3.富硝盐水冷却结晶分离二、工艺流程简述1. 预处理二次盐水及电解工序脱氯淡盐水加入亚硫酸钠溶液初步控制ORP后与脱硝盐水换热,脱硝盐水去返井罐输送至盐矿,淡盐水加人盐酸溶液自动控制PH值,然后经循环水冷却自动控制适当的温度进入缓冲水槽,再加入亚硫酸钠溶液精确控制淡盐水ORP值,缓冲水槽液位由进入装置淡盐水控制阀和一级加压泵变频自动控制。
一次盐水精制工艺优化研究摘要:最近几年,在氯化物的一次盐水中,硫酸根的去除已经从常规的方式,慢慢地转向了膜法除硝。
由于氯碱产量的大幅增加,各个氯碱公司都会对一次盐水的工艺进行一些优化和改进。
关键词:一次盐水;精制工艺;优化1生产运行中出现的问题随着时代的进步,人民群众越来越注重自己的身体健康,食用盐的品质日益受到关注。
但目前我国食盐提纯技术仍面临诸多难题,如:地下水及岩盐中Ca2+、Mg2+浓度高,致使食盐提纯后的食盐中Ca2+、Mg2+浓度过高,从而降低了食盐提纯的效果,提高了食盐提纯的成本。
还会对周围的生态造成影响。
针对此问题,很多公司都将海水淡化技术应用到海水淡化中去。
但是,该方式也有其不足之处。
在二次盐提纯工艺中,由于络合树脂柱在吸收到一定程度后,需重新使用大量的酸、碱液,且要清洗很多的纯水,导致操作成本较高;此外,由于二次盐中钙、镁等元素的浓度超过标准,也将严重制约其在工业上的应用,从而降低其在工业上的应用价值。
因此,提高原盐提纯工艺的Ca2+和Mg2+的总量,是提高原盐提纯效率的重要途径。
在二次盐提纯工艺中,减少它们的浓度,可以有效地提高络合树脂的循环使用时间,从而节省循环使用时间,从而达到降低产品成本的目的。
这就产生了 HD一次盐深提纯技术。
目前,该工艺已经成功地应用于许多国家的离子膜制造公司,并取得了较好的经济效益和经济效益。
采用该技术能够在不破坏周围生态环境的情况下,有效地减少Ca2+、Mg2+的总含量,从而提升食盐的精炼效果,并减少食盐的生产成本。
总的来说,在技术进步的今天,已经有很多公司开始使用 HD一次咸水深提纯工艺。
并且还可以在保持食盐品质的前提下,达到了可持续发展的目的。
2一次盐水深度精制优化方案2.1HVM膜挠性阀改为钛切断阀,解决挠性阀故障率高的问题本公司生产的 HVM薄膜过滤器,使用优质的薄膜材质及高科技的过滤工艺,可高效地将含钙的水体及其它有害物质分离出来。
该滤芯采用 PLC进行过滤,并根据不同的作用将各个柔性阀门进行开关,具有操作简单、高效等优点。
膜法除硝装置运行常见问题分析发表时间:2020-11-17T06:19:10.265Z 来源:《中国科技人才》2020年第21期作者:热孜瓦古丽·玉赛因[导读] 基于盐水精制技术的发展在氯碱行业中受到极大的重视,其中,又以硫酸根的去除为重点和难点。
新疆圣雄氯碱有限公司摘要:基于盐水精制技术的发展在氯碱行业中受到极大的重视,其中,又以硫酸根的去除为重点和难点。
无论在隔膜法制碱,还是离子膜制碱的生产中,都存在硫酸根的累积以及去除问题。
本文分析膜法除硝装置现运行中存在的问题、技术改造应用及运行后的效果分析,降低了该装置的开停车频率和岗位操作的工作强度,取得了良好的节能降耗效果。
关键词:膜法;除硝;改造随着国内氯碱行业的迅猛发展,离子膜电解槽已经成为制碱企业的标配。
随着产能的过剩,各氯碱生产企业之间的竞争愈加激烈,节能减排的压力、成本压力加之安全环保的压力,促使一种清洁、无毒害的盐水除硫酸根工艺,膜法除硝工艺在氯碱行业得到了广泛的应用,也基本上取代了氯化钡法、氯化钙法、离子交换树脂法、深度冷冻法这些传统方法。
目前,在国内一次盐水精制工艺中,膜法除硝已逐步成为除硫酸根的必选工艺。
据不完全统计,国内氯碱生产企业包括在建工程90% 采用的都是膜法除硝工艺。
由膜法除硝工艺取代传统工艺除硫酸根,其对盐水质量的提升和成本的节约,已经得到了业内的一致认可。
一、膜法除硝1、膜法除硝工作原理。
所谓膜法除硝是利用盐水通过选择性过滤膜达到除硝的目的,当盐水通过过滤膜单元时.硫酸根及其他多价离子被截留.但不能从进料盐水中分离单价离子,通过透过膜的盐水中的硫酸根质量浓度可以从lOg/L以上降至lg/L以下,称之为贫硝盐水;未透过膜的盐水,硫酸根的质量浓度可达到309/L高者可达到近709/L称之为富硝盐水,为后序工序进一步除硝带来便利。
2、根据对离子的截流程度不同,膜通常可分为反渗透膜、纳滤膜以及超滤膜等,纳滤膜法除硝装置采用的纳滤膜是特殊的分离膜,它对离子的截流率在超滤和反渗透之间,纳滤膜表面孔的直径为0.5~lOmm,并且膜的表面还带有一定的电荷,其工作原理是:在高压泵的作用下,脱氯后淡盐水达到一定的压力后,进入膜分离装置,根据膜对各种离子的截流率不同,从而达到将硫酸根离子与系统分离的目的。
一次盐水膜法除硝方案
一、生产现状
我厂烧碱生产能力为16万吨/年,其中金属阳极电解槽装置6万吨/年,
单极式离子膜电解槽装置4万吨/年,复极式离子膜电解槽装置6万吨/年,
金属阳极电解槽装置已停止运行,以10万吨/年离子膜烧碱规模,全年生
产时间8000h,并以100%的NaOH为基准进行计算。
1、进入盐水中SO42-的来源及含量
(1)使用的工业盐含SO42-平均在0.32%,理论上生产1t100%NaOH消耗
NaCl为1.46 t,实际生产1t100%NaOH消耗NaCl为1.51 t,及从工业盐中
带入的SO42-量为:
1.51×1000×0.32%=4.83[kg/(t.100%NaOH)]
(2)淡盐水化学脱氯采用Na2SO3与ClO-反应生成SO42-量,淡盐水的量
7.68m3(t. 100%NaOH),其中ClO-为50mg/l,故除去游离氯加入Na2SO3转化
为SO42-量为:
50×7.68×96÷(1000×51.5)=0.716[kg/(t.100%NaOH)]
(3)生产上所采用的化盐水用蒸汽冷凝水代替工业水,消除生产用水带入
盐水中的SO42-量。
则带入系统的SO42-量为:
0.716+4.83=5.546[kg/(t. 100%NaOH)]
2、为了维持盐水系统中SO42-的平衡,以工业品级BaCl2的质量分数为96%
计算,需要加入BaCl2的量:
208×5.546÷96÷0.96%=12.52[kg/(t.100%NaOH)]
3、每年耗BaCl2的量:
100000×12.52÷1000=1250吨/年
4、化工辅料BaCl2的费用为:(BaCl2按现行价格3150元/吨计算)
1250×3150÷10000=393.75万元/年
二、采用膜法除硝技术
1、膜法除硝工艺流程
(a)前处理工序:为了确保淡盐水指标在规定的范围内,盐水前处理系统
对于MRO系统来说是必须的。盐水前处理系统的步骤就是利用钛换热器冷
却盐水,达到盐水进膜的温度要求;pH值的稳定性对装置运行很重要,稳
定性有所欠缺,很容易造成膜在酸碱交替下运行,引起膜的运行环境不稳
定,滤膜容易造成水解,影响膜的使用寿命,我公司运行的pH值一直控制
在要求的范围内,十分稳定;利用过滤器脱除残余游离氯,该过滤器采用
了特殊的处理方法,经过多次的交替特殊处理,保证其运行的稳定性,精
密过滤器滤芯采用了进口的机密滤芯,能够保证少量微小颗粒在精密过滤
器被隔阻,确保了改性反渗透膜不被污染,装置停车检修时曾打开膜过滤
工序的膜壳进行检查未发现任何的污染物污染;
(b)膜过滤工序:脱氯淡盐水经过严格的前处理工序处理后通过进料泵打
入膜过滤系统(MRO),流量由流量计测量。在膜过滤单元,盐水被分离成
两股流体:渗透液和浓缩液。渗透液,属于硫酸根含量比较少的流体,在
低压下从每级膜壳中脱离出来,从每个外壳出来的渗透液汇流在一起,然
后回到一次盐水系统中;浓缩液则随着进料中硫酸钠的浓度增大而增大,
因为它在排列成顺序的膜壳内逐级过滤分离,浓缩液将通过后处理工序另
行处理。
(c)后处理工序:后处理工序的目的主要是为了回收盐水,后处理工序的
工艺就是浓缩液调整pH值后流入储罐,利用泵将浓缩液抽出输送至两台换
热器进行预冷,预冷后的浓缩液与来自冷冻工序输送来的冷冻盐水(或其
它冷媒)进行换热,然后进入沉硝器,沉硝器锥底的固含量较高的硝泥由
锥底排出后自流到离心机中,得到副产物十水硫酸钠。
2、膜法除硝的优点
1、硫酸根的除去是一个物理过程,不需要向盐水系统中加入任何化学试剂。
2、工艺控制比较简单,环境清洁,无污染。
3、消除任何化学处理过程可能带入盐水系统对离子膜的影响,缩短离子膜
的使用寿命,保证了离子膜的稳定运行。
4、处理成本比较低。
三、膜法除硝与钡法除SO42-的经济性能比较(根据我厂的生产现状,每年
需要处理SO42-的量为554.6吨/年)。
1、膜法除硝年运行费用
(1)装置以10年折旧计算,每年费用为80万元。
(2)运行费用主要是动力电消耗为35万。
(3)换膜的每年费用为40万元。
(4)年的运行总费用为155万元。
副产十水硫酸钠产品,可以外售
2、钡法除SO42-的年运行费用
(1)化工辅料BaCl2的费用为:393.75万元/年
(2)废渣的处理费用,总共产生1346.06吨(BaSO4),按50元/吨处理费
计算,处理费用为:1346.06×50÷10000=6.73万元/年
(3)年的运行总费用为400.48万元。
四、通过以上计算分析可以看出,膜法除硝装置相对于钡法装置每年节约
245.48万元/年,虽然膜法除硝装置一次性投资高,但两年至三年左右的时
间用户即可收回投资。膜法除硝装置运行费用具有不可比拟的优势,运行
费用低廉,对整个离子膜系统的运行也大大有利。