膜法脱硝技术改造

第50卷第2期氯碱工业Vol 50. No. 22014年2月Chlor-Alkali IndustryFeb.,2014脱硝专辑二(2)膜法脱硝技术改造鲜光强·,毛圣贤(重庆天原化工有限公司,重庆涪陵408017)[关键词]盐水精制;膜法脱硝;预处理;冷冻摘要]重庆天原化工有限公司的膜法脱硝装置经不断改进已实现经济平稳地运行。对试车、开车运行经验进行了总结。[中图分类号]TQ11.261[文献标志码]B[文章编号]1008-133x(2014)02-000-03Technological transformation of membrane process for sulfate removalXIAN Guangqiang, MAO SheChongqing Tianyuan Chemical Industry Co, Ltd, Fuling 408017, China)Key words: brine refining; membrane process for sulfate removal; pretreatment; freezingAbstract: The steady and economic running of membrane process for sulfate removal has been realizedin Chongqing Tianyuan Chemical Industry Co, Ltd. after continuous improvement. The experience incommissioning and start-up of the process was summarized重庆天原化工有限公司(以下简称“重庆天艺流程(如图1所示)将该装置分为3个单元:淡盐原”)二期10万va氯碱项目填平补齐于2011年开水预处理,膜过滤冷冻结晶。工到2012年6月投产运行,在一次盐水工段取消了2膜法脱硝工艺改造氯化钡化学沉降法去除硫酸根装置,新上了1套2.1预处理单元发现的问题及改进措施320kg/h膜法脱除硫酸根装置。由于前期的工艺设在设计之初,设计厂家要求重庆天原淡盐水游计出现一些问题,该装置试车费时很长。但通过后离氯质量浓度不超过1mg/L。但实际上,正值重庆期不断摸索和改造,使装置得以经济平稳运行。在天原离子膜二期10万∽a装置试车,加酸系统常常改造过程中积累的经验总结如下。出现故障淡盐水中的游离氯经常超标(有时质量1重庆天原膜法脱硝工艺流程浓度甚至达到30mg/L)。膜法脱硝通过膜的自身重庆天原膜法脱硝工艺是将经离子膜电解槽后保护系统常常连锁停车,虽然保护了膜但不合格的的淡盐水(含硫酸钠)通过降温、调节pH值、去除淡盐水进入了淡盐水缓冲槽和膜供液槽。对此,重ss和游离氯之后,进入纳滤膜系统进行分离;分离庆天原通常的做法是在重新开车前将不合格的盐水后,含微量硫酸钠的低硝盐水可以直接回到化盐工排入地沟,这不但浪费了原料,还污染了环境。于序。膜分离后的浓水(含有氯化钠和硫酸钠,其中是,重庆天原实施如下改进措施。氯化钠的质量浓度约为60g/L)通过冷冻使硫酸钠(1)将淡盐水缓冲槽、膜进供液槽与膜透过液结晶析出,经过离心机分离得到成品芒硝(十水硫槽的泵进口串连起来,并在相互间增加1个隔膜阀。酸钠)。结晶和离心后的母液含氯化钠和少量的硫当游离氯超标连锁停车时,可以启动透过液泵将不酸钠,经过换热升温后重新回到淡盐水贮槽与新补合格盐水返回一次盐水系统化盐。充的淡盐水混合再次通过膜法系统处理。根据工(2)在进入膜法脱硝系统后淡盐水总管与去中国煤化工[作者简介]鲜光强(1982-),男工程师20060年毕业于重庆师范大YHCNMH原化工有限公司[收稿日期]2013-09-24第2期鲜光强等:膜法脱硝技术改造盐水配水槽的膜透过液总管连接起来,并增加1个调节当游离氯超标时,自动关闭进液阀打开去配水槽的阀,在现场布置相隔很近的两条管线并设置连锁。调节阀,让不合格淡盐水直接进人配水槽。去配水槽显脱氯淡盐水盐水预冷器淡盐水缓冲罐盐水冷却器-精密过滤器浓缩液檀膜透过液]赝过滤系统一[膜供液系膜供液槽32%减结晶预冷器}一晶换热器一沉硝槽离心机一十水芒硝淡硝盐水槽母液糟图1膜法脱硝改造前工艺流程Fig. 1 Unimproved process flow diagram of sulfate removal by membrane process22精密过滤器滤芯经常堵塞及解决措施度)。但结晶换热器每经15mn就发生1次堵试车一两个月时间里精过滤器的压力就偏高,塞,虽然结晶换热器1开1备但几乎两台结晶换热通过的流量减小。打开过滤器后发现滤芯堵塞严器是在不停地更换不但增加了劳动强度而且不具重,上面粘满黄色的小颗粒,甚至用稀盐酸浸泡也不可操作性容易脱落。解决措施:不让结晶换热器堵塞。所以,必须注分析认为:重庆天原所加的精制剂亚硫酸钠溶意以下两个过程。液固体杂质太多(因那段时间淡盐水中的游离氯含(1)循环泵需配置大流量低扬程低转速的轴量偏高重庆天原亚硫酸钠溶液加入量也偏多)。流泵作为循环动力可以使物料均匀冷却避免产生解决措施:重庆天原淡盐水中的SS杂质主要来大量细晶核。并防止循环晶浆中的晶粒与循环泵的自于所加的精制剂,这就须从源头控制。重庆天原叶轮高速碰撞而大量二次成核。的亚硫酸钠都露天存放仅通过篷布进行遮挡,在转(2)进出列管换热器浓硝盐水的温差须控制在运过程中难免发生包装袋破损而将一些泥土带入原3℃左右,避免了因温差过大而使突然产生的大量料中。对此,重庆天原在亚硫酸钠溶液高位槽出口晶体堵塞列管换热器处重新开孔,并将孔抬高10mm,让固体颗粒在高位在行业中通常采用的方法是增加1个兑卤槽槽底部沉降,并在出口增加了过滤网阻挡了一些大让浓硝盐水经过预冷器后再进入兑卤槽再经过循的颗粒。环泵、结晶换热器,最后回到兑卤槽如此循环降温。23冷冻系统出现的问题及改进措施最后冷冻到一定温度再溢流到沉硝槽?。由于2.3.1沉硝槽不能形成晶体现场的基础已经建成(增加1个对卤槽须重新对建重庆天原采取冷冻结晶方式,不能产生晶体的筑物进行核算,这不现实),只能利用现有的条件改主要原因是浓硝盐水浓度不够大和温度不够高。浓进工艺。重庆天原在预冷器后又增加了1个小的板硝盐水经过两级换热后进入沉硝槽通过结晶预冷式换热器将浓硝盐水再次降温2-3℃;降温后的器换热后的温度在25℃左右,后面结晶换热器就算盐水不再进人结晶换热器,而是进人沉硝槽;然后,冷冻到满负荷也只能降到10℃左右,晶体因此不能在沉硝槽与结晶换热器之间增加1台循环泵让沉大量形成。硝槽上部的清液通过循环泵均匀通过结晶换热器换解决措施:根据计算结果增加20块换热器板热;控制沉硝槽进出口流量和温度,让浓硝盐水缓慢片,从而增加了预冷器的换热面积。之后经过预冷降温。这样结晶换热器的温度就得以降下来且不器的浓硝盐水的温度可降到10℃左右。容易发生堵塞中国煤个进出口温差23.2晶体容易在结晶换热器堵塞不能过大,否贝塞。通过一CNM当重庆天原的浓硝盐水经过结晶换热器(列管段时间的运行和里人人烁叫田换热器堵塞换热器)时温度可降到5℃以下(为结晶的最佳温时间间隔可达到2h以上。虽然与同行相比还有一盐水氯碱业2014年定的差距但对重庆天原的操作人员来说,劳动负荷已经大大降低。改造后的工艺流程如图2所示。低硝盐水去配水槽2脱氯淡盐水盐水预冷器淡盐水缓冲罐盐水冷却器—精密过滤器膜透过液}膜过滤系统膜供液泵[膜供液槽结晶预冷器-[新增换热器沉硝槽离心机一[十水芒硝硝盐水槽母液槽新增循环泵{结晶换热器图2膜法脱硝改造后工艺流程Fig 2 Improved process flow diagram of sulfate removal by membrane process3结语参考文献总的来说重庆天原通过对膜法脱硝技术的不[1]杜娟硫酸钠型盐矿卤水中芒硝冷冻结晶过程研究断改造以及严格的日常操作,满足了生产的需要。[D].天津科技大学论文集,2009年(天津):5-23目前精密过滤器只需半年清洗l次结晶换热器堵2]曾永寿,段成义,李国骁淡盐水膜法一冷冻脱硝工艺塞时间得到大大延长,保证了重庆天原生产的稳定[J].氯碱工业,200,45(9)8-10运行。[编辑:费红丽]∴八六八汽”宀汽六汽汽八汽汽汽汽汽汽汽六汽汽汽八汽汽汽汽汽汽汽汽汽汽汽六汽六(上接第5页)24.2膜管使用寿命问题2.3膜法脱硝技术应用效益分析根据膜法脱硝技术和设备供货厂家承诺这套淡盐水经过膜法脱硝处理后,得到的渗透液中膜法脱硝装置膜管使用寿命应不低于两年,但使用氯化钠的质量浓度为200g/L,硫酸钠质量浓度<3至今(两年有余)就已经发现部分膜管过滤效果差、g/L;浓缩液中氯化钠的质量浓度为190g/L,硫酸钠硫酸根超标。经供货单位售后技术人员现场分析确的质量浓度约为40~80g/L。浓缩液经过冷冻单元认后,建议东营华泰进行集中更换。考虑到这批膜冷冻最终制得副产物十水硫酸钠(芒硝)。该项目管造价较高,目前东营华泰仍对这批膜的性能进行不消耗有毒的氯化钡,如果消耗氯化钡的量约为24测试鉴定。t/d,市场售价约2300元/t,则与钡法相比可降低生膜法脱硝技术不使用有毒的氯化钡,与钡法去产成本除SO2相比,可实现效益183816万元/a,经济效24×2300=55220(元/d)=5.52万元/d益显著,具有钡法除硝不可比拟的优越性。目前国有效生产时间按8000b/a计,1d=24h,可实内很多氯碱企业已在广泛应用膜法技术,并达到了现增效:很好的应用效果。552×(8000÷24)=18381600(元/a)参考文献1838.16万元/a[1]王家忠李明超,孟祥停MRO膜法除硝装置运行总结24存在的问题[J].中国氯碱2010(5):4-52.4.1膜过滤器端盖渗漏结盐[2]江新其盐水中钙镁离子含量的测定[J中国氯碱,自2011年3月东营华泰膜法脱硝装置投入运2003(11):39-41行以来硫酸根含量完全满足了离子膜法烧碱电解[3]张家杰膜分离技术在盐水精制中的应用J精细与专工艺的需要。用化学中国煤化工近期膜过滤器端盖偶有渗漏,虽然不影响使[4]王三敏CNMHG方法[].中国井用但出现了结盐,生产现场泄漏率超标。矿盐,2011,42(2):3-6[编辑:费红丽]