一次盐水膜法除硝方案
卤水膜法脱硝中试装置方案
卤水膜法脱硝中试装置方案
一、中试意图和目的
用去除钙镁后的卤水作原料，经过纳滤膜过滤，以降低渗透液中的硫酸根，而浓缩液中的硫酸根上升，因浓缩液的量不足原卤的一半，对浓缩液冷冻脱硝所用的能耗相当于原卤冷冻脱硝的能耗一半。
为达到以上节能的目的，设计一套卤水膜法脱硝装置，选择性能较好的过滤膜，进而检验过滤膜的使用寿命，同时对装置的稳定性和可靠性进行判断。
二、中试装置流程说明
1、卤水除钙镁
布置于二车间一次盐水，可利用此处的精制剂、压缩空气、纯水、盐酸等物料和公用设施。
从卤水车间的原卤管上引出一根φ89*4的卤水管送到二车间一次盐水三楼，为使卤水除钙镁时温度合适，卤水经卤水预热器（板式换热器）升温到40～42℃后，再进入新添加的精制折流槽，与加入的碳酸钠和氢氧化钠溶液反应，之后进入HVM膜过滤器过滤，清液从上方流出进过滤卤水槽，另外过滤器的反冲洗水、洗膜酸性水和盐泥水进入盐水工序的盐泥池内。
过滤卤水槽内的软卤水送到一车间的膜脱硝装置内。
2、膜法脱硝
从二车间一次盐水来的过滤卤水进入一车间膜脱硝装置，先进一板式换热器控制温度不超过42℃，再进活性碳过滤器和保安过滤器后进中间槽，再经泵压入膜脱硝过滤器，渗透液去二次水过滤盐水槽，浓缩液送往精卤车间的原卤贮槽。
为保证过滤膜运行平稳和不堵塞，装置内设一个反冲洗水槽和反冲洗泵，冲洗水用纯水，可反复用多次。
三、所需设备与材料
1、设备
2、材料。
膜法脱硝
3、 PH值
中性偏碱为宜
脱氯工艺讲解
Na2SO4 Na2SO4 俗称元明粉、无水芒硝,是无机盐工业大宗产品之一。水合 物有十水盐(Na2SO4·10H2O)和介稳态七水盐(Na2SO4·7H2O)。硫 酸钠通常为白色固体结晶或粉末,加热时易发生一系列晶型变化,在湿 空气中会吸潮逐渐变成含水盐。硫酸钠易溶于水,溶液呈中性,有苦咸 味，溶解度随温度不同变化很大，常压下0℃溶解度为 4.76，40℃ 为48.8，100℃为42.7。
脱氯工艺讲解
CIM法脱硝工艺
1、预处理单元
从界外来的淡盐水经冷却、去除游离氯（0.1x10-6 )、调 节PH值及去除机械颗粒后进入原料盐水槽。
2、膜分离单元
经过预处理后的原料盐水通过原料盐水输送泵、高压泵 和循环泵输送到膜组件，在一定操作条件下进行脱硝膜 分离，其中渗透液作为脱硝盐水送至回收盐水槽，然后 送至界区外。部分富硝盐水回流到循环泵进口，再进入 膜组件进行循环浓缩，另外部分富硝盐水送至冷冻脱硝 单元。 来自膜分离单元的富硝盐水通过预冷、兑卤、冷冻、沉 降及离心机分离回收十水芒硝，而回收的贫硝盐水通过 预冷器回收部分冷量后进入回收盐水槽与脱硝盐水一起 送至界区外。
脱氯工艺讲解
在离子膜烧碱生产过程中存在着硫酸钠在系统内的富集现象。一般 要求进槽盐水中ρ(SO42-)≤5g/L，如果超标，将对盐水浓度、离子 膜和极片运行寿命等造成不利影响，必须对富集的硫酸钠进行处理， 使整个系统处于平衡状态。
脱氯工艺讲解 50℃时氯化钠和硫酸钠在水中的互溶度 当氯化钠和硫酸钠含量达到一定范围时，盐水中就会出现结晶物， 氯化钠浓度高时主要是氯化钠，浓度低时主要是硫酸钠。当硫酸根 离子超标时，一定要控制好化盐桶出口含盐量。一旦盐水浓度过高， 由于硫酸钠的存在，就容易出现氯化钠结晶，容易堵塞管道，轻者 造成泵机损坏，重者造成停车。
浅谈膜法除硝工艺
三 、冷 冻 脱 硝 单 元
富硝盐 水槽 的富硝盐 水经 富硝盐水 输送 泵送至 冷冻 单元 的预冷 器 ， 将温 度 降至 ２ ０ ℃左右 ，然 后进入 高位 兑 卤槽 ，在 兑 卤槽 中富 硝盐水 在 低温 下形 成 大量 的芒 硝 晶体 ，带 有晶核 的 富硝盐 水 通过 冷冻 循环 泵进 入蒸 发器 进 行冷 冻降 温 （ 温 度控 制在 一 ９ —６ ℃）后 回到 兑 卤槽 ，兑 卤 槽 的温度 控 制控 制在 一 ４ － － ３ ℃左 右 ，上 部 多余 的富硝 盐 水从 兑 卤槽 上 部溢 流至 沉 降槽 ，芒 硝晶 体长 大并 沉 降于底 部 ，经旋 流 分离器 进入 离 心机 ，使 芒硝 与 贫硝 盐水 进行 分离 ，分 离后 的贫 硝盐 水收 集至 贫硝 盐 水槽 ，并 通过 贫硝 盐 水泵 打入 预冷 器与 进入 兑 卤槽 的富硝 盐水 进行 冷 量交 换 ，然 后进入 回收盐 水槽 与脱硝盐 水一并 送往化 盐岗位 。 本 单 元操作 过程 中需要 注意 的 问题 是进 出各种 设 备的原 料温 度 控 制 ，一是 富硝盐 水经预 冷器 的出 口温度 （ ≥２ ０ ℃） ，不 能过高 也不 法 ）是 最 为适 合 离 子膜 法 烧 碱 的生 产 企 业 ， 此法 工艺 采用 膜 分离 技术 对 由 电槽 回一 次盐 水 的淡盐 水 进行 处理 ，除 去淡 盐水 中 的 Ｓ Ｏ 一 作为 脱硝 盐水 ，同时使 大量 的 Ｓ Ｏ ｚ 一 进 入 富硝 盐 水 中 ，再 利 用 冷 冻 和 离 心 分 离 技 术 使 富 硝 盐 水 中 的 Ｓ Ｏ ｚ 一 以 芒 硝 （ Ｎ ａ Ｓ Ｏ ・ １ ０ Ｈ Ｏ ） 的 形式 从盐 水 中分 离 出来 ，得 到 一定 产 量 的硫 酸钠 结 晶水 产物 ，并将 贫硝 盐水 加 以回收 。
掺卤精制盐水和淡盐水膜法除硝新技术应用
从工艺上分析，本 次 采 用 的 掺 卤 盐 水 精 致 工 艺 与 纯 固 体 盐 盐水精致的工艺是基本上是一致的。部分区别在于配水的配置 中加入了卤水的成分，由于卤水的含盐量已达到 273 g / L，加入 到配水中混合后，配水含盐量已达到 250 g / L，对化盐的设置要 求很关键，化盐时浓度很容易就达到 310 g / L 左右（ 盐水含量过 高会导致在 输 送 过 程 容 易 析 出 结 晶，含 量 过 低 会 影 响 电 解 质 量） ，所以化盐的温度控制及化盐池的设计很关键［4］。温度控制 通过列管换热器采用自控温度联锁方式控制蒸汽或冷却水的流 量，以达盐水温度在可控范围。采用的化盐装置为自主设计的化 盐池，针对原盐原料为掺卤粉盐化盐的情况，有效地控制卤水与 粉盐化盐时粗盐水浓度，解决了粉盐溶解不全带到后续工序中堵 塞管道等难点。该化盐池也适用于海盐、澳盐等原料的化盐方式， 有效地控制盐水浓度保证了盐水化盐质量，化盐池简图如图 2。
Key words： bittern； refined brine； nano membrane； sulfate ion
梧州市联溢化工有限公司（ 以下简称梧州联溢） 为南宁化工 股份有限公司控 股 的 子 公 司。梧 州 联 溢 采 用 新 型 节 能、环 保 技 术建设 15 万吨 / 年自然循环复极式离子膜法烧碱技改项目，一 期建设 7． 5 万吨 / 年离子膜烧碱，配套建设盐酸、液氯、次钠及公 用工程等装置。项目建成投产后淘汰原有的 2． 5 万吨 /年金属 阳极隔膜烧碱装置。
NaCl 含量 / （ g / L） 312 309 310 313 310
表 2 2010 年 12 月 ～ 2011 年 4 月盐水质量表
1 盐水方案及膜法除硝新技术应用
全卤制碱一次盐水系统工艺简介
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。
除硝流程简介
过饱和溶液
晶核的出现 晶体生成 再结晶
结晶过程的推动力：过饱和溶液的形成
冷冻单元工艺流程
浓
冷却器
硝
盐
水
清液池
混合槽
均和槽
测温点
结晶器
分离器
富硝盐 水槽
富硝换 热器
流量计
贫硝盐 水槽
芒 硝
3M0151
二级加 酸精调
PH
淡盐水冷 却器降温
3E0152
前处理单元-工艺流程
一级加 4%HCL
一级加 5%NA2SO3
二级加 4%HCL
二级加 5%NA2SO3
淡盐水来自脱氯系统 器
粗虑器
去膜过滤单元
配水槽
膜过滤单元
目的：过滤、浓缩、分离回收大部分盐水
淡盐水来自 原料盐水
膜法除硝装置
工艺流程
项目综述
物料来源：厂方烧碱工程离子膜脱氯系统的淡盐水 工艺技术：膜法 原水组份：NaCl（200 ± 10g/l）Na2SO4 （10.35g/l ） 处 理 量：61m3/h 出水/产品指标：
脱硝盐水
浓硝盐水 芒硝
NaCl
Na2SO4 Na2SO4
Na2SO4·10H2O
195± 10g/L <3g/L
前处理单元
槽
保安过 滤器
膜组件
清液池
冷冻单元
富硝盐 水槽
膜过滤单元-工艺流程
来至前处理单元
ORPPH
原料盐 水槽
保安过滤器
膜组件
清液池
富硝盐水 槽
后处理单元工作原理
原理：
• 采用硫酸钠在水中溶解度随温度变化相差巨大，硫酸钠在 低温盐水中结晶析出，通过机械离心方式将硫酸钠从盐水 中分离出来。
氯碱生产与操作(张艳君)项目一 一次盐水精制
二、生产任务
首先是将固体原盐(或搭配部分盐卤水)和化盐水（按比例 掺混，通过加热溶解制成氯化钠的饱和溶液，然后向饱和盐 水溶液中连续加入适量的精制剂（NaOH、Na2CO3等），
将盐 水中的Ca2+、Mg2+等分别生成难溶的沉淀物，最后再加入
助 沉剂FeCl3，通过澄清、砂滤、中和等后续步骤，得到质 量合格的一次精盐水。
3.井矿盐
＊井盐主要是运用凿井法汲取地表浅部或地下天然卤水加 工制得； ＊矿盐是通过开采古代岩盐矿床加工制得。 ＊井矿盐是井盐和矿盐的总称，主要含有天然卤水盐矿和 岩盐矿床，运用开采矿盐钻井水溶法。 ＊其主要成分含有钾、钠、钙、镁等金属离子和碳酸氢根 、硫酸根、碳酸根和氯离子等阴离子。
三、原盐质量对生产的影响
2.皮带运盐机
皮带运盐机是原盐输送的主要设备，担负着连 续向化盐桶输送原盐的任务。利用水银接点实现化 盐桶盐层高度与皮带运盐机联锁自控，原盐通过电 子皮带称计量。
三、操作注意事项
1.盐斗原盐高度在篾子以上高度1～2米，操作时必须在 走台上，不允许站在盐堆上。
2.下斗作业时，必须要求篾子露出一定平方米以上的面 积，并有人监护作业。
能力目标：
● 能识读并根据要求绘制一次盐水精制的工艺流程 图。
● 能识读并根据要求绘制出膜法除硝工艺流程图。 ● 能完成一次盐水生产的开停车与正常运行操作。 ● 能对一次盐水精制过程中的常见故障进行分析并
处理
任务一 原盐的选配及输送
•子任务一 原盐的选用 •子任务二 原盐输送的流程及主要设备 •知识链接
石灰-芒硝法。对于多数氯碱企业通常采用烧碱-纯 碱法。
烧碱-纯碱法的 特点
来源非常方便
生成的沉淀完全， Mg2+、Ca2+除去
一次盐水工艺操作规程
一次盐水工艺操作规程编制：审核：批准：发布日期：第一部分一次盐水工艺操作规程第一部分一次盐水工艺操作规程 (3)1.生产任务 (3)2.产品概述 (3)3.原辅材料介绍 (4)4. 精制目的及原理 (6)5. 负责范围 (10)6. 工艺流程 (10)7. 生产控制指标 (12)8. 开车操作 (14)9. 正常生产操作 (17)10. 停车操作 (19)11. 主要设备的操作及维护 (19)12. 异常现象处理 (30)13. 设备一览表 (31)14. 巡回检查路线 (37)第二部分脱硝工艺操作规程1.系统概述 (38)2.膜法除硝工艺流程 (40)3.冷冻脱硝工艺流程 (42)4.负责范围 (43)5. 控制系统说明 (44)6. 设备的启动、运行和停止 (45)7. 水泵与电机的运行与维护： (54)8. 系统操作、维护注意事项 (56)9. 常见故障及其处理 (58)10.系统耗材一览表 (70)11.设备一览表 (70)12.巡检路线 (72)13.岗位巡回检查制度 (73)14. 设备维护保养制度 (73)15.岗位交接班制度 (74)16. 岗位安全卫生 (75)17．记录 (79)18.更改记录 (79)第一部分一次盐水工艺操作规程1. 生产任务本工段的生产任务是通过澄清（预处理）、精制、过滤等手段，把盐水中的可溶性杂质和不溶性杂质除去，制成符合工艺要求的一次盐水，供二次盐水工序使用。
同时接收脱氯淡盐水、树脂塔的回收盐水、再生废水、蒸发碱性冷凝液等送到卤水井使用。
如果卤水系统故障也可在本工段化盐使用。
2. 产品概述2.1 物理化学性质本工序产品是去除了钙、镁等化学物质及不溶于水的机械性杂质后的一定浓度的氯化钠饱和水溶液，无色、透明、碱性，有咸味，密度在50~60℃时为1.18~1.17kg/l，在直流电作用下发生电化学反应，产生氯气、氢气、氢氧化钠，反应方程式：2NaCl+2H2O直流电2NaOH+Cl2↑+2H2↑2.2 产品用途本产品经二次盐水精制后，用作离子膜电解制取氯气、氢气、氢氧化钠的原料。
企业案例1膜法脱除淡盐水中的硫酸根方法.
企业案例1膜法脱除淡盐水中的硫酸根方法（先进的）一、案例陈述离子膜烧碱生产中，精制盐水经直流电解后的淡盐水，为了回收淡盐水中的NaCl,以节约了生产成本，达到循环使用的目的。
经直流电解后的淡盐水含有较多的游离氯，对回收利用淡盐水的装置会造成严重的腐蚀作用，为此需要对这些淡盐水进行真空脱氯和采用Na2SO3溶液进行化学脱氯，以彻底地除去淡盐水中的游离氯，但在采用Na2SO3溶液脱氯过程中， SO32-会因被氧化而生成了SO42-，同时由于原盐溶解时也会带入SO42-，由于SO42-不能透过离子交换膜表面，而导致循环淡盐水中的SO42-逐渐累积，使导致精制盐水中的SO42-含量逐渐升高，而离子膜对盐水中硫酸根含量要求小于7g/l，否则盐水中SO42-过高时，会促使OH-在阴极放电而产生氧气，降低电流效率，加剧电极的腐蚀，缩短电极的使用寿命，SO42-过高时还会在膜内形成结晶或沉淀，使电流效率下降，所以必须对盐水中的硫酸根进行去除。
硫酸根去除常用的方法有两种，即纳米膜法（简称膜法，以下同）脱硝和硫酸钡法脱硝。
膜法脱硝是比较先进的一种方法，利用特种膜对SO42-有高效的截留作用，据此使淡盐水中SO42-的质量浓度达到40-80g/l，制成芒硝，再排放，从而去除大部分的SO42-。
目前国内氯碱企业淡盐水脱除SO42-主要采用SRS法和CIM法。
二、案例分析膜法脱硝工作原理：脱氯后的淡盐水，经增压后进入膜分离装置，根据膜对各种离子的截留率不同（如对硫酸根等高价离子具有较高的截留率，而对Na+、Cl-等1价离子具有较高的透过率），而达到将硫酸根离子从系统中分离出来的目的。
其主要操作方法为把从电解工序送来的不含游离氯淡盐水经换热器冷却到35～50℃，调整pH值至3-5；通过进料泵打入硫酸根脱除膜系统。
膜法脱硝工艺流程简述：冷却后的脱氯淡盐水预处理除去游离氯及杂质，加压后进入膜处理装置，以纳米膜为分界，将淡盐水分离成2部分：一部分为硫酸根含量较低的渗透液，进入化盐系统；另一部分为硫酸根含量较高的浓缩液，这部分或送出界区，或经过深冷处理后结晶析出十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)即芒硝，成为产品进行销售。
膜法除SO42—新工艺的应用
膜法除SO42—新工艺的应用【摘要】主要阐述了在一次盐水精制工序应用先进的膜法除SO42-新工艺代替落后的传统的氯化钡法，降低了生产成本，保护了环境。
通过该装置在宁夏英力特化工股份有限公司生产中的运行情况，对该装置的经济效益进行评价。
【关键词】一次盐水；精制；膜法；SO42-1 除SO42-工艺背景盐水精制工艺是烧碱生产过程中的主要工序之一，在氯碱工业离子膜电解生产烧碱的流程中SO42-会富集在淡盐水中，SO42-过高会增加电解过程中的副反应，导致电流效率普遍下降，工艺规定进入离子膜电槽的饱和精制盐水其SO42-的浓度不得超过5g/ L。
英力特化工股份有限公司11万吨/年聚氯乙烯、9万吨烧碱项目一次盐水工序去除SO42-采用的是氯化钡法除SO42-工艺，该工艺用于购买氯化钡的资金大约800多万元，每年产生大量盐泥污染环境，而且氯化钡本身是剧毒品，使用过程中不具有安全可靠的特点，2011年与某公司合作新上了一套膜法除SO42-装置，于2012年1月份投入运行，淘汰了传统的氯化钡法除SO42-工艺。
膜法除SO42-新工艺主要是应用特殊反渗透膜把经过预处理后的淡盐水进行膜分离脱除SO42-，由于反渗透膜的膜孔直径刚好介于一二价离子之间，并具有负电荷，所以它对硫酸盐有极高脱除能力，而氯化钠溶液有很好的透过能力，且运行安全、灵活，操作简单。
2 膜法除SO42-新工艺工艺流程如下图1：本系统工艺主要分膜法除硝部分和冷冻脱硝部分，将电解槽后的脱氯淡盐水，通过中和游离氯、调节PH和降温处理后，进入SRO膜系统，利用工艺分离膜的作用，将SO42-进行分离浓缩。
工艺分离膜处理后的脱硝盐水回到一次盐水配水槽，浓缩后的富硝盐水进入冷冻工序处理。
富硝盐水进入结晶槽，通过与冷冻液的换热冷冻降温，温度降低后，硫酸钠溶液过饱和，形成芒硝结晶。
结晶后的晶体通过泵输送至离心机，在离心机的作用下，进行固液分离，将芒硝结晶移出系统，达到脱除SO42-的目的。
膜法除硝资料
技术资料（一）、技术背景随着中国氯碱行业生产技术的快速发展，特别是离子膜电解槽的广泛应用，精制盐水的质量越来越被重视。
氯碱化工的第一道生产工序是盐水的精制，精制盐水质量的好坏，直接影响着氯碱行业离子膜的安全运行。
国内某些离子膜装置因为精制盐水质量所导致离子膜效率下降乃至离子膜损坏的情况时有发生，而我国氯碱行业使用的离子膜又全部从国外进口，价格在2200多美元／张，因此精制盐水的质量直接影响着企业的生产效率和生产成本。
精制盐水的运行指标对离子膜的影响有多个方面，其中硫酸根离子的含量高低是一个重要指标，指标过高将影响离子膜的电解效率，并以晶体的形式沉积在阴极侧的表面，也就是离子膜的增强纤维上，缩短离子膜使用寿命。
图1是在扫描电子显微镜下观察到硫酸根离子对离子交换膜的影响：图1 SEM 下硫酸根对离子膜的影响对于硫酸根离子的处理，我国氯碱行业基本上都是采用化学沉淀工艺，利用膜阴极表面被硫酸根离子损坏：破坏增强纤维 点位置指示的是硫离子：在增强纤维上发现增强纤维钙、钡等金属阳离子和硫酸根离子发生沉淀、澄清、分离的方法将硫酸根离子脱除。
虽然化学沉淀法效果好，但会产生：精制费用高、钡盐毒性大、加入新的杂质离子、设备管路容易结垢、有固形物排出、盐水澄清较困难、二次精盐水中残存的金属离子容易超标、影响离子膜寿命等不利因素。
因此化学沉淀法一直影响着我国氯碱行业的稳定生产和产品质量。
改性反渗透膜除硝技术（MRO技术）为山东滨化集团有限责任公司投资开发的新技术，小试、中试、工业化历时三年，为现阶段国内、国际最为完善的工艺，该技术配套前处理工序、膜过滤工序、后处理工序，并最早在国内建设了工业化装置，装置从2005年8月份运行至今已两年多，各项指标运行稳定，一次盐水系统中硫酸钠的指标控制在4g/l以下，二次盐水中钡离子指标在2ppb左右，最重要的是停止加氯化钡，为公司节省了大量的生产成本（以12万吨/年离子膜烧2－、Ba2+含量的降低，碱计算，一年可节省氯化钡费用540多万元），另外由于SO4盐水质量明显提升，因而提高了电流效率，保守估计电流效率若提高0.1％，年增效益可达36万元/年；同时延长了离子膜的使用寿命，膜寿命增加一年，可减少成本58万元/年（图2杜邦公司工业化实例）；其次二次盐水精制装置费用也可大幅度降低。
CIM膜法除硝工艺优化探究
第34卷第3期南通职业大学学报Vol.34No.3 2020年.月JOURNAL OF NANTONG VOCATIONAL UNIVERSITY Sept.2020doi：10.3969/j.issn.l008-5327.2020.03.022CIM膜法除硝工艺优化探究梅晓龙(南通江山农药化工股份有限公司HSE部，江苏南通226017)摘要：为将一次盐水系统内硫酸根含量控制在规定范围内，延长一次盐水工艺膜的使用寿命，在介绍了CIM除硝工艺原理及工艺流程的基础上，针对CIM膜法除硝工艺在生产中的运行工况，对其预处理单元、冷冻单元等盐水精制工序进行工艺优化。
实践表明，优化后的工艺运行参数较稳定，脱氯淡盐水中硫酸根含量有明显降低,并取得了较好的经济效益。
关键词：CIM膜法除硝;盐水精制；工艺改进中图分类号：TN911文献标志码：A文章编号：1008-5327(2020)03-0089-04Process Optimization of CIM De-nitrationMEI Xiao-long(HSE Department,Nantong Jiangshan Agrochemical&Chemical Co.,Ltd.Nantong226017,China)Abstract：In order to control the sulfate content in the primary brine system within the specified range and prolong the service life of primary brine process membrane,having introduced the principle and process flow of CIM de-nitration,measures for optimizing the existing brine refining process such as pretreatment unit and freezing unit are proposed based on the operation condition of CIM membrane De-nitration Process in production.Practice shows that the operation parameters of the optimized process are stable,the content of sulfate radical in de-chlorination dilute brine is significantly reduced,and good economic benefits are achieved. Key words：CIM de-nitrate;brine purification;process improvement0引言一次盐水生产是氯碱企业的第一道生产工序，其盐水质量影响着后续工艺运行的安全、稳定和能耗，而一次盐水中硫酸根含量的影响尤其重大。
浅谈一次盐水除硝系统优化改造
辑 、５ 列 管 浓 缩 液 换 热 面积 小 ，换 热 效 果 不 明 显 ，浓硝盐水在回收到 ８ｍ ／ｈ以上 ，兑 卤槽温度高进 人沉 降器 的温度就迅 速上升 ，沉 降器温 度要维持 在一８￣Ｃ，必须控制兑 卤槽 的温度 ，兑 卤槽 的温度为 １５℃，但实 际运行 中温度大于 ２５℃，由于前系统 中 膜 装 置 的 要 求 温 度 在 ４５￣Ｃ，即浓 硝 温 度 在 ４５￣Ｃ，一 ２ＯｃＩ＝的 冷 冻盐 水 和 温度 较 高 浓 硝 液直 接 接 触 ，由于 温差过大 ，列管易结晶 ，结 晶后用温度高（５０ ６０℃） 的热水冲洗 ，对列管造成损伤 ，也加大 了现场员工 的工 作量 ，还 损失 很大 一部 分 冷量 。 ４ 改 造方 另一部分为硫 酸根含量较高的浓缩 液 ，进入冷
冻 脱 硝 单 元 ，离 心 出 的 结 晶 体 包装 外 售 ，整 个 工 艺
做 到 了盐 水 循 环 利 用 ，废 液排 放 为零 的 目的 ，从 源
头 上杜 绝 了对 环境 的污 染 。
天辰化工一次盐水除硝经过多年的平稳运行 ， 随着回收盐水处理量的增加 ，膜等关键设备开始老
人 盐 水兑 卤槽 ，然后 经 结 晶给料 泵 打 出 ，经过 经 ４＃、 ５＃列管换热器 （冷量 由一２０℃盐水提供 ）循环运行 ，
一次盐水膜法除硝方案
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。
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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。