二次盐水脱硫酸根工艺介绍

二次盐水脱除硫酸根系统工艺方案

1.项目简介

盐水精制工艺是烧碱生产过程中的主要工序之一,只有盐水质量达到要求,才能保证电解工序的正常运行。盐水精制基本上都是经过化盐、精制、澄清、过滤、重饱和及预热、中和以及盐泥洗涤处理等过程，制得纯净的精制盐水供隔膜电解槽使用。

而作为二次盐水，即离子膜烧碱排除的淡盐水一般含有硫酸根（6-10g/L）等杂质，SO42- 会增加电解过程中的副反应,导致电流效率普遍下降。不能直接用于电解槽，需要加以精制，一般采用化学精制方法，即加入精制剂使杂质成为溶解度很小的沉达而分离除去，这样才可以喝一次盐水混合，进入离子膜系统进行循环使用。

常规硫酸根去除工艺

在电解生产烧碱过程中,目前国内外有多种脱除盐水中硫酸根的方法,而比较常用的有以下几种：

原理优点缺点

氯化钡法使用氯化钡,将硫酸根

以硫酸钡的形式除去设备投资少,操作也

较方便

运行费用较高

氯化钙法使用氯化钙,将硫酸根

以石膏的形式加以去除运行费用相对氯化钡

法要低,

需要添加一些设备,操作

上比较复杂

冷冻法制备高芒盐水,将高芒

盐水冷冻,将硫酸根以

Na2SO4·10H2O 的形式加

以去除,

可以副产芒硝一次设备投资大

碳酸钡法与氯化钡法类似除钙效果好,而

且反应产物碳酸钠可

以降低精制剂纯碱的

加入量反应时间较长,而且在硫酸钡沉淀中含有一定比例的碳酸钡,需要对沉淀进行处理后方可排放,操作复杂,并需要添加一些设备

NDS / RNDS 法

通过一种特殊类型的

吸附剂,经过一系列吸附、分

离、脱附、分离等操作程序,

连续地从盐水中脱除硫酸

根

运行费用低,没

有钡盐那样的毒性,

吸附效果好,自动化

程度高。

国外技术专利，投

资高

探寻一种技术先进、经济效益显著的工业脱除SO42- 的技术,对于提高盐水质量、延长电解槽离子膜寿命以及对电解电流效率的提高等都将大有益处,值得国内各氯碱企业的关注。

纳滤膜对SO42-的截留率高，而对于阳离子浓度几乎没有影响。因此，采用纳滤膜可在粗盐水的精制中用于脱除或降低SO42-。

以下将详细描述这种系统的方案。

2.方案编制原则、依据和范围

2.1 方案编制原则

1）最大限度提高资源回收效率，最大限度的提高生产效率，尽量采用技术成熟稳定的先进工艺设备；

2）设备的运行管理尽量使用全自动控制程序，以保证系统的稳定性；

3）合理降低成本和运行费用，为客户创造最大的价值。

2.2 方案编制依据

1）《室外排水设计规范》GBJ14-87(1997)；

2）《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88(1989.4.1)；

3）业主提供的相关资料。

2.3 方案编制内容

方案编制内容主要包括膜分离系统工艺流程、主要原理、主要设备、运行成本和经济效益等方面的内容。

3 膜分离技术特点

本废水处理方案主要以的膜分离技术为主要工艺技术，所以在此简单介绍一下的膜分离技术用于二次盐水脱出硫酸根的技术特点。

saipstar纳滤系统简介

saipstar纳滤NF3A是膜的新生代产品之一，分离级别介于超滤和反渗透之间。同RO 一样，纳滤也能够截留部分溶解性盐类物质。但是纳滤对单价离子，如钠离子、氯离子等的截留率比RO要低，一般为10％左右。对于二价离子（如硫酸根）和分子量大于300MW的分子物质的截留率很高，达到90～99％。。

不同于微滤和超滤的几何截留机理，纳滤和反渗透的确切分离机理目前还不清楚。由于水(溶剂)和溶解性物质（溶质）分子大小非常接近，单独的几何截留机理很难解释膜对这些物质的有效截留。对于这些膜分离机理提出了许多不同的分离机理理论，大家最为接受的理论是溶解扩散理论。这个理论的假设前提是水通过膜时的迁移扩散速率要比溶解质快。根据该模型建立了膜滤出液和错流流速的关系等式，并与实际运行性能体现了很好的重现性和符合性。

纳滤膜NF3A操作压力一般为70～500psig。

膜分离二次盐水脱出硫酸根的技术特点包括：

Ø针对特定脱除水中硫酸根的要求，选用先进专业的膜技术， 工艺技术及设备先进、成熟可靠，处理效果稳定，保证出水稳定地达到规定的水质标准。

Ø较传统钡盐沉淀法工艺相比，膜处理工艺无化学药品添加，无污泥，无有毒物质产生，盐水回收可达90～95％；

Ø工艺简单,易于操作便于管理,占地少，运行费用低；

Ø运行管理方便，运转灵活，对水量和水质变化的适应性强，能最大限度的发挥处理装置的处理能力。

Ø便于实现工艺过程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。

Ø出水水质可以满足去离子膜烧碱进水水质要求，而浓缩液硫酸根含量高，可直接生产芒硝，经济效益高。

4.工艺设计

工艺设计部分主要包括工艺流程和主要设计参数两部分内容。

4.1 工艺流程

为了系统效率高，减轻膜污染，膜分离采用错流过滤方式。为了提高产量，既提高膜分离系统的转化率，一般采用以下几种设计方式：序批式，进料/排放模式、循环全量过滤方式。

循环式全量过滤方式

膜需要的错流速度比卷式膜要高得多，而且需要的膜信道和空间也大得多，因此需要更高的错流流速来卷扫膜表面滞留的颗粒物。在这些膜组件的分离系统中，尤其是卷式膜分离系统中，往往需要配置循环泵来达到系统所需要的高错流流速。这些循环泵一般采用低压、高流量型号。而进料泵选用压力更高，体积更小的泵。图3.5给出了循环式全量过滤系统示意图。如图所示，进料泵选用了满足处理流量要求的泵。这种泵不可能提供防止膜污染所需要的高速错流流速，因此，不能采用多级全量过滤系统。需要在浓缩液循环回路中增加循环泵，来增加循环回路和膜表面的液体流速。例如，进料泵为50加仑时，需要配置的循环泵的级别为300加仑，这样有250加仑（300－50）的浓缩液在膜组件和循环回路中高速循环，而剩余50加仑以滤出液和浓缩液形式排放。因此，增加循环系统后，膜组件表面的流速增加了6倍以上，能够卷扫膜表面滞留的颗粒物，防止膜污染。