冷冻脱硝工艺简介

1、技术原理

冷冻法是物理方法，将含硫酸根的盐水冷冻降温，硫酸根将以芒硝的形式结晶析出。当盐水中硫酸根质量浓度小于25g/L时，该法受到成本限制。硝分离单元是通过冷冻结晶使富硝盐水中

的硫酸根以芒硝（Na

2SO

4

·10H

2

O）的形式从淡盐水中分离出来。

利用冷冻法将富硝盐水中的硫酸根结晶分离是目前国内较为先进的脱硝方法，但该法的应用逐渐暴露出冷冻设备易堵塞等问题。我公司针对上述问题进行了一系列的自主研发和工艺改进，已研发出一套新型脱硝技术方案，并已向国家专利局提出了国家发明专利申请。

2、工艺流程简介

图冷冻脱硝工艺流程框图

富硝盐水首先进入预冷换热器进行预冷，预冷后温度可降至15~20℃。预冷后的富硝盐水进入兑卤槽，与兑卤槽循环液均匀混合，稳定降温至-5℃左右。兑卤槽循环液是通过兑卤循环泵泵至冷冻换热器获取冷量，冷冻换热器的冷源为冷冻机组的制冷剂。

兑卤槽在循环换热过程中因温度下降会有芒硝晶体析出并沉降，根据晶体析出情况定期泵至沉硝槽，在沉硝槽中晶体进一步长大。含大量芒硝晶体的浆料随后送至离心机进行离心分离，得到产品芒硝。沉硝槽的上清液只含少量的硫酸根离子（出槽淡盐水硫酸钠浓度为6~10 g/L，出槽淡盐水脱硝后返回前端），溢流收集于冷盐水储槽，经预冷换热器回收冷量后回流至淡盐水储槽进一步处理。

冷冻脱硝的吨水直接运行成本（电以元计）约为30~40元。

3、技术特点

本系统工艺设计的主要技术特点如下：

（1）采用逐级降温、三段沉硝，能很好地解决硝分离单元芒硝结晶堵塞严重的问题，冷冻效率高。富硝盐水在浓缩液储罐进行一次沉硝，并根据氯化钠和硫酸钠在水中的互溶度合理设定预冷温度，从而避免预冷换热器的堵塞。二次沉硝发生在兑卤槽，温度降至-(5~7)℃左右，冷冻换热器换热温差小，兑卤循环液流速大，从而有效避免了冷冻换热器的堵塞。三次沉硝发生在沉硝槽，温度在-(7~8)℃左右，沉降的晶体固液比高，有利于离心分离。

（2）换热网络合理，有利于节省能耗。沉硝槽溢流冷盐水用作预冷换热器的热源，既回收了热量（或冷量），同时也减轻了返回化盐工序后对系统工艺温度的影响。

（3）运行管理方便，工艺运转自动化程度高，设备维护简单。