卤水除铵新工艺

第35中国井矿盐CHINA WELL AND ROCK SALT资源与开发卤水除铵新工艺向健,杨吉2(1湖北黄石理工学院土木建筑工程系,湖北黄石435003;2.湖北沙隆达股份有限公司盐矿,湖北荆州434000摘要:根据深井双井对流卤水温度高的特点,充分利用地热资源,改造传统卤水除铵工艺,在采卤车间除铵,大量节约了电化车间的除铵能源消耗,取得了良好的经济效益,对深井采卤地热资源的利用具有重要意义关键词:卤水;除铵;工艺流程中图分类号:TS35文献标识码:A文章编号:1001-0335(2004)04-0023-02A New process of removal of ammonium from brineXiang Jian,Yang Ji2(1. Civil Engineering Department, Huangshi Institute of Science and Engineering of Hubei Huangshi, Hubei435003(2. Salt Mine of Hubei Shalongda Co, Ltd Jingzhou, Hubei 434000Abstract: Geothermal resource is fully made use of and traditional process of ammonium removal is modified according to the characteristics of high temperature in the brine by convection method in deep wells andlual wells, which has simplified the process of ammonium removal and saved energy in the electrochemicalith good economic results achieved. It is of great importance to the utilization of geothermal resourcein brine extraction from deep wellKey Words: Brine; removal of ammonium; process flow引言为2~4的条件下发生如下反应沙隆达盐矿位于湖北省荆州市沙市农场辖区NH3+3CIHO Plk4. NCI3+3H,0盐矿属陆相深井,具有盐层多,含杂质多,溶蚀速度三氯化氮是一种黄色粘稠物质或斜方形晶体快等特点。矿区已钻采6口盐井,其中沙盐5井、沙的含氮化合物,相对水的比重为1653,熔点小于盐6井采用先进的定向水平钻井技术,于2003年71℃,自然爆炸温度是95℃。在氯气中的体积百分月3日钻井连通,实现了双井对流连通采卤。至数达到5%-6%就有爆炸的可能,60℃时在震动或今两井连通生产运行正常,到2003年12月3日已超声波条件下,可分解性爆炸在阳光、镁光的照射完成产卤折盐15万大大提高了生产能力,降低下可瞬间爆炸。爆炸反应如下了生产成本,克服了以前单井油垫采卤不能停产2NCl3→N2↑+3Cl2↑+460(kJ)且油垫生产采卤成本高,井下易发生堵、埋管事故三氯化氮是一种极易爆炸的有毒物质,对氯碱等弊病。目前,卤水浓度稳定在300左右,卤水系统的安全生产造成极大威胁,因此,在电解之前,温度比单井生产时的30℃大幅提高,一般稳定在必须先除去卤水中的铵根离子。处理方式是采用化50℃以上,为利用地热资源除铵提供了有利条件。学法,反应方程式为2NH13+3 Naclo—→3NaCl+3H2O+N2↑2除铵的必要性该反应的最佳温度为42~50℃,当温度低于沙隆达盐矿产出的卤水主要供公司电化厂电42℃时,该反应转化率迅速下降,其转化率与温度解制碱。在氯碱生产过程中,盐水中的铵根离子在关系曲线如图1。电解过程中会产生三氯化氮,在电解槽阳极液pH中国煤化工作者简介:向健(1970-),男,湖北荆州市人,工程师,在读硕士,黄石理工学院土木建CNMHG杨吉(1968-),男,湖北荆州市人,高级工程师,学士,湖北沙隆达股份有限公叫20047月第4期23向健等:卤水除铵新工艺表1井深与地层温度关系表转化率%井深(m)温度(℃)井深(m)温度(℃)井深(m)温度(℃)1200130022005003468025714002300826003.79132500260090.5温度(℃)2700图1转化率与温度关系曲线图1000190028003传统工艺流程110020002830传统工艺是首先将卤水用蒸汽预热,使待处理本设计选用一台计量泵对次氯酸钠液进行精的卤水温度达到45℃以上,然后将卤水打入折流槽,在折流槽的入口处安装次氯酸钠液滴加裝置确定量滴加,有效防止了手工操作带来的误差,既然后根据卤水的流量和卤水中铵根离子的含量手避免了因严重过量滴加导致设备被腐蚀,又避免了因滴加不足导致除铵不彻底。调节次氯酸钠液的滴加量,使之发生反应以除去5.3工艺流程铵根离子。从井口返出的卤水进入除铵反应罐,次氯酸钠4传统工艺流程的弊端液通过计量泵从储罐打入除铵反应罐,经充分反应41卤水需要用蒸汽预热处理,消耗大量的热能。后自流进入折流槽,再充分曝气以除去反应产生的4.2次氯酸钠液反应不够完全,利用率不高,有时氮气和过量的次氯酸钠(图2)出现除铵不彻底;同时,未反应的次氯酸钠易挥发分解,造成环境污染。4.3整套处理工序需要两台18.5kW的送卤泵长时间同时运行4.4占地面积大,处理能力低。5除铵系统设计除铵反应罐∠次氯酸钠罐氯酸钠泵次计量泵/折流槽5.1设计依据沙市盐矿单井采卤时生产返出卤水温度一般图2除铵工艺流程示意图30℃左右,主要是清水与卤水由同一口井进出,清6改造后与传统工艺比较水与卤水有热交换。另外,卤水在地层中流经的距(1)节约了大量热能消耗,以80m3/h出卤量计离只有20-30m左右,与地层热交换不充分,因此,算,年节约蒸汽费用200万元。出卤的温度较低。双井对流生产,清水由一口井注2)节省了两台卤水输送泵的使用与维护入,由另一口井出,在地层中流经的距离有150~(3)有效保证了滴加更为精确。200m左右,与地层热交换时间长,井底流体吸收地(4)节约了占地面积,更安全、环保。热更为充分,出卤的温度较高,加上沙市盐矿地温(5)工艺更为成熟,处理能力大大提高梯度偏高(表1)。因此,深井双井采卤的卤水温度改造后的除铵设备运行正常,除铵完全,效果能稳定在50℃上下,正好达到除铵工艺的温度要好。该技术为我公司独创,国内外工业生产尚无此求,为除铵提供了保证。项技术运用实例。此项技术创新为我公司盐矿带来5.2设计要点了巨大的经济效益,对于充分利用清洁、环保能源本设计采用立式封闭带搅拌的除铵反应罐,可提高工业纪共立廾泅音有效减少能量散失,延长反应时间,同时减少了对中国煤化工日期:2004-04-26)环境产生的污染CNMHG(编辑/廖清和)24 July 2004 No 4