提高鹽水膜法除硝效率的改進(jìn)方法

張保莊

摘要：通過對膜法除硝十水硫酸鈉結(jié)晶過程中結(jié)晶各種條件的摸索，通過運行經(jīng)驗，尋找出最佳的結(jié)晶效果，從而提高膜法除硝的效率。

關(guān)鍵詞：鹽水、膜法除硝、結(jié)晶溫度

除硝系統(tǒng)經(jīng)改造后的預(yù)處理單元：合格的脫氯淡鹽水先進(jìn)入淡鹽水儲槽，液位達(dá)到一定位置后再啟動淡鹽水增壓泵，然后進(jìn)入一級、二級換熱器進(jìn)行降溫，使最終出水溫度降到設(shè)定值范圍，再進(jìn)入緩沖水槽。兩臺板式換熱器冷源分別是：一級冷源為經(jīng)SRO脫硝后的貧硝鹽水，二級板換冷源統(tǒng)一采用循環(huán)冷卻水;淡鹽水在緩沖水槽出來后加鹽酸調(diào)節(jié)PH并與儀表信號聯(lián)鎖;加亞硫酸鈉中和余氯，加藥量采用計量泵定量添加。然后通過淡鹽水輸送泵送活性碳過濾器進(jìn)一步脫除余氯。因在運行過程中，在壓力作用下，活性炭填料會慢慢壓實或雜質(zhì)堵塞，需定期對活性炭填料利用淡鹽水配合加入干燥空氣進(jìn)行反沖沖洗避免出現(xiàn)板結(jié)。經(jīng)炭濾后再進(jìn)入保安過濾器去除雜質(zhì)，保護(hù)后續(xù)設(shè)備。通過結(jié)合其他企業(yè)先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合實際情況，我們增上了板換系統(tǒng)降溫和增加保安過濾器，淘汰炭濾設(shè)備，同時增上了一套除硝膜系統(tǒng)。我們在根據(jù)原有的流量和冷卻水流量的同時調(diào)整鹽水流量，冷卻水的流量及冰機(jī)鹽水出口溫度。

目前我國國內(nèi)氯堿生產(chǎn)技術(shù)主要有離子膜法，該離子膜法制堿工藝生產(chǎn)過程中積累于鹽水系統(tǒng)中的硫酸根當(dāng)濃度超過一定值以后，在電解過程中會在陽極進(jìn)行放電，在消耗了電能的同時也會產(chǎn)生游離態(tài)的氧并對陽極產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞，所以，對這些系統(tǒng)中積累的硫酸根必須去除。目前國內(nèi)去除硫酸根的方法有很多種，在傳統(tǒng)過程中出去硫酸根的辦法是加入氯化鋇，而氯化鋇有毒并且在鹽水中還有可能引進(jìn)鋇離子，對離子膜造成金屬離子影響，我們結(jié)合新技術(shù)膜法除硝新技術(shù)，經(jīng)過上膜法除硝系統(tǒng)后膜法除硝的效率非常低并且硫酸根，同時對除硝技術(shù)的工藝流程、膜處理方式。在實際運行過程中除硝的效率比較低，大約在40%左右。結(jié)合實際生產(chǎn)情況進(jìn)行提高膜法除硝的效率。

一、技術(shù)改進(jìn)過程

1、結(jié)晶槽富硝水溫度對出硝量及進(jìn)電解槽硫酸根含量的影響。數(shù)據(jù)如下：

從以上數(shù)據(jù)可以看出，在進(jìn)結(jié)晶槽富硝水流量7m3/h、結(jié)晶槽液位20%、結(jié)晶槽溫度5.6-6.3℃的條件下，將進(jìn)結(jié)晶槽富硝水溫度由41℃降到28 ℃時，不同富硝水溫下出硝量和進(jìn)電解槽硫酸根含量變化的情況。在進(jìn)結(jié)晶槽富硝水流量7m3/h、進(jìn)結(jié)晶槽富硝水溫度35℃、結(jié)晶溫度5.9℃、結(jié)晶槽液位20%時，每天產(chǎn)硝13.5噸，進(jìn)電槽硫酸根含量到到最低8.2g/L。

2、進(jìn)結(jié)晶槽富硝水硫酸根不同含量對出硝量及進(jìn)電解槽硫酸根含量的影響。實驗數(shù)據(jù)如下：

從以上試驗數(shù)據(jù)得出，在進(jìn)結(jié)晶槽富硝水硫酸根含量在60g/L時，日產(chǎn)硝14.3噸，進(jìn)電解槽硫酸根含量降至7.3g/L，由于膜廠家不建議富硝水濃度過高，影響膜的壽命，且富硝水濃度65g/L時產(chǎn)硝量沒有增加，所以繼續(xù)運行富硝水濃度60g/L。

3、過調(diào)節(jié)進(jìn)冰機(jī)出水溫度進(jìn)行試驗，在不同溫度下得出數(shù)據(jù)如下表：

在對冰機(jī)出水溫度對出硝量及進(jìn)電解槽硫酸根影響較大，-1℃和-2℃時日岀硝量相差達(dá)0.8噸。實驗人員也反應(yīng)溫度低了離心機(jī)出料比較快，不容易堵，冰機(jī)出水溫度-2℃時日產(chǎn)硝15.6噸，進(jìn)電解槽硫酸根含量降至了6.0g/L。

總結(jié)：通過以上運行數(shù)據(jù)可以看出，由于整個系統(tǒng)內(nèi)的硫酸根含量降低，所以岀硝量沒有增加，在逐漸降低，但是進(jìn)電槽硫酸根含量也在降低，說明優(yōu)化參數(shù)后，除硝的效率得以大幅提高，達(dá)到了歷史最好水平，也符合進(jìn)電解槽鹽水標(biāo)準(zhǔn)，此次改進(jìn)達(dá)到了預(yù)期目的。

最終結(jié)論：由原來的返回淡鹽水硫酸根16mg/m3降低到了4mg/m3。

二、1、改進(jìn)技術(shù)路線

（1）根據(jù)現(xiàn)有的除硝膜的實際運行情況。

（2）優(yōu)化除硝制冷系統(tǒng)，提高結(jié)晶的形成。

（3）對除硝的鹽水流量以及冷水流量進(jìn)行試驗調(diào)節(jié)。

（4）做好成品的檢測分析。

2、關(guān)鍵技術(shù)

①根據(jù)現(xiàn)有的除硝膜的實際運行情況，優(yōu)化除硝制冷系統(tǒng)，提高結(jié)晶的形成。

②對除硝的鹽水流量以及冷水流量進(jìn)行試驗調(diào)節(jié)。

3、項目創(chuàng)新點

根據(jù)膜法除硝的工藝流程和工作原理，優(yōu)化改變除硝的鹽水流量以及冷水流量，最終達(dá)到預(yù)期效果。

三、技術(shù)開發(fā)取得的階段性成效

河北冀衡化學(xué)股份有限公司是生產(chǎn)氯堿的化工企業(yè)，為了使企業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展，能夠在市場經(jīng)濟(jì)中立于不敗之地，就必須在節(jié)能降耗方面做好工作。尤其是在當(dāng)前煤、電、油供應(yīng)緊張、價格上漲的嚴(yán)峻形勢下，以節(jié)能降耗為前提發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)顯得十分必要。對生產(chǎn)中一些落后工藝進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到降低成本，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。

但隨著工業(yè)信息化的發(fā)展和水資源的緊張以及環(huán)保形勢的日益嚴(yán)峻，淡鹽水要重復(fù)進(jìn)行利用，造成硫酸根和其它雜質(zhì)積聚升高。雜質(zhì)升高后由機(jī)械過濾以及樹脂塔過濾即可去除，但是硫酸根積聚后，無法采用機(jī)械方法去除。原來采用氯化鋇法除硝，氯化鋇屬于劇毒品，對人體有害。隨著工業(yè)的發(fā)展，采用除硝膜法進(jìn)行除硝，我們增上除硝膜后，發(fā)現(xiàn)除硝效率低，無法將硫酸根降低到合格范圍內(nèi)。我們通過試驗，對其的工藝參數(shù)以及降溫系統(tǒng)的優(yōu)化，使硫酸根降低到合格范圍內(nèi)。增加了離子膜的使用周期和節(jié)約了電耗。