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。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。