一種高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統及方法與流程
2023-11-04 05:14:22 2
本發明屬於工業制鹼技術領域，具體涉及一種高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統及方法。
背景技術：
現有高硝滷水制鹼企業採用的工藝技術有三種：一種是全滷製鹼工藝，但滷水脫硝採用全冷凍脫硝技術，非膜法脫硝技術，投資較大，運行費用高；另兩種採用的方法分別是：第一種為淡鹽水膜法脫硝摻鹽工藝，原鹽消耗成本高；第二種是淡鹽水膜法脫硝加淡鹽水濃縮工藝，投資大，運行費較高。
申請號為201110185103.6的中國專利公開了一種全滷製鹼的方法，通過對淡鹽水除游離氯、除亞硫酸根和硫酸根以及蒸發濃縮、樹脂處理得到二次鹽水，達到淡鹽水回收的目的。總體上，其能耗高，投資大，並有外加劑的消耗。
總體，目前已有200g/l和250g/l鹽水的膜法脫硝技術，飽和鹽水(nacl含量≥300g/l)的納膜脫硝(so42-)技術行業內還無應用先例。
技術實現要素：
為解決現有技術的不足，本發明提供了一種高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統及方法。本發明所提供的技術方案為對高硝滷水採用膜法脫硝實現全滷製鹼的新技術，可以實現飽和鹽水高硝滷水進行全滷離子膜制鹼，達到了現場精益化程度高，運行費用最經濟，不耗原鹽，降低成本的效果。
本發明所提供的技術方案如下：
一種高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統，包括採滷輸送的高硝滷水管路、toc吸附子系統、常溫有機管式膜過濾子系統、納濾子系統、冷凍脫硝子系統、脫氨中和子系統、二次精製電解子系統和淡鹽水返井管路，所述採滷輸送的高硝滷水管路連接所述toc吸附子系統，所述toc吸附子系統連接所述常溫有機管式膜過濾子系統，所述常溫有機管式膜過濾子系統分別連接所述納濾子系統和所述脫氨中和子系統，所述納濾子系統分別連接所述冷凍脫硝子系統和所述脫氨中和子系統，所述凍脫硝子系統通過回管連接所述納濾子系統，所述脫氨中和子系統連接所述二次精製電解子系統，所述二次精製電解子系統連接所述淡鹽水返井管路。
所述常溫有機管式膜過濾子系統通過分流管路分別連接所述納濾子系統和所述脫氨中和子系統，分流管路兩條管路的流量比為0.8～1.2:1.2～0.8，優選為1:1。
所述納濾子系統包括膜前段和膜後段，所述膜前端連接所述冷凍脫硝子系統，所述膜後段連接所述脫氨中和子系統。
通過上述技術方案，將納濾後的少量高硝濃縮液(10m3/h)進行冷凍脫硝，將脫硝鹽水循環利用，以減少生產用滷量，降低單位產品的滷水使用量，降低採滷及輸滷的電能消耗。
所述淡鹽水返井管路連接去鹽井，之後可用於採滷。
通過上述技術方案，將電解後的淡鹽水(45m3/h)輸送至鹽井回注，解決淡鹽水的出路問題，以保證全滷製鹼，並消除toc(以及si、氯酸鹽)在系統中聚積。
所述高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統還包括洗脫裝置、納濾膜裝置和中和處理裝置，所述洗脫裝置連接所述toc吸附子系統，所述toc吸附子系統連接所述納濾膜裝置，所述納濾膜裝置連接所述中和處理裝置並通過回管連接所述toc吸附子系統，中和處理裝置可通過管路再連接老井。
通過本發明所提供的高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統可以對高硝滷水進行精製膜法脫硝，從而得到脫硝精鹽水，用於離子膜制鹼工藝。
本發明還提供了一種高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝方法，包括以下步驟：
1)對高硝滷水進行toc吸附；
2)對經過toc吸附的高硝滷水常溫除鈣、鎂雜質；
3)將經過常溫除鈣、鎂雜質的高硝鹽水分兩路，第一路高硝鹽水通過納濾脫硝，得到低硝鹽水，第二路高硝鹽水待脫氨中和；
4)將低硝鹽水與待脫氨中和的高硝鹽水混合併進行脫氨中和；
5)將經過脫氨中和的精鹽水經二次精製，離子膜電解，生成淡鹽水返井。
具體的，高硝滷水鹽的濃度為：nacl含量為270～305g/l，優選的，nacl含量為290～305g/l。
具體的，雜質主要為鈣、鎂等離子。
進一步的，步驟3)中，將通過納濾脫硝得到的高硝的膜前液經過冷凍脫硝後得到冷凍脫硝鹽水，再將冷凍脫硝鹽水返回納濾脫硝。
通過上述技術方案，將納濾後的少量高硝濃縮液(10m3/h)進行冷凍脫硝，將脫硝鹽水循環利用，以減少生產用滷量，降低單位產品的滷水使用量，降低採滷及輸滷的電能消耗。
進一步的，步驟3)中，第一路高硝鹽水與冷凍脫硝鹽水一同進入納濾脫硝系統進行納濾脫硝。
進一步的，步驟3)中，第一路高硝鹽水與第二路高硝鹽水的流量比為0.8～1.2:1.2～0.8，優選為1：1。
進一步的：
步驟1)中，以toc吸附系統對高硝滷水進行toc吸附；
步驟2)中，以常溫有機管式膜過濾系統對高硝滷水進行常溫除鈣、鎂雜質。
通過上述技術方案，以常溫有機管式膜過濾系統對高硝滷水進行常溫除鈣、鎂雜質，不僅可保證60m3/h鹽水精製需要，而且技術有所提升，優勢突出：一是可在常溫下進行超濾運行，節約蒸汽能源，二是不需進行反衝操作，過程簡捷，運行穩定，效率高。
通過本發明所提供的高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝方法可以對高硝滷水進行精製膜法脫硝，直接得到精鹽水，用於離子膜制鹼工藝
本發明基於「飽和鹽水納膜過濾脫硝技術」、「常溫有機管式膜超濾去除鈣鎂技術」及「樹脂吸附去除toc」三大技術的融合，可將離子膜摻滷製鹼工藝改造為高硝滷水全滷離子膜制鹼工藝，再無需進行淡鹽水膜法脫硝與摻鹽重飽和的操作，淡鹽水可直接回注鹽井化鹽，生產流程大大縮短；重要的是不需外購固鹽，大大降低了原材料成本。通過本發明所提供的高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統和方法，可以對高硝滷水進行精製膜法脫硝，直接得到精鹽水，用於離子膜制鹼工藝。
附圖說明
圖1是本發明所提供的高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統的系統圖。
圖2是本發明所提供的高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝方法的5萬噸/年全滷離子膜制鹼物料平衡圖。
附圖1中，各標號所代表的結構列表如下：
1、採滷輸送的高硝滷水管路，2、toc吸附子系統，3、常溫有機管式膜過濾子系統，4、納濾子系統，5、冷凍脫硝子系統，6、脫氨中和子系統，7、二次精製電解子系統，8、淡鹽水返井管路，9、洗脫裝置，10、納濾膜裝置，11、中和處理裝置。
具體實施方式
以下對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實施例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
在一個具體實施方式中，如圖1所示，高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統包括採滷輸送的高硝滷水管路1、toc吸附子系統2、常溫有機管式膜過濾子系統3、納濾子系統4、冷凍脫硝子系統5、脫氨中和子系統6、二次精製電解子系統7、淡鹽水返井管路8、洗脫裝置9、納濾膜裝置10和中和處理裝置11。
進高硝滷水管路1連接toc吸附子系統2，toc吸附子系統2連接常溫有機管式膜過濾子系統3，常溫有機管式膜過濾子系統3通過分流管路分別連接納濾子系統4和脫氨中和子系統6，分流管路兩條管路的流量比為1：1。
納濾子系統4包括膜前段和膜後段，膜前端連接冷凍脫硝子系統5，膜後段連接脫氨中和子系統6凍脫硝子系統通過回管連接納濾子系統4，脫氨中和子系統6連接二次精製電解子系統7，二次精製電解子系統7連接淡鹽水返井管路8，淡鹽水管路8連接去鹽井。
洗脫裝置9連接toc吸附子系統2，toc吸附子系統2連接納濾膜裝置10，納濾膜裝置10連接中和處理裝置11並通過回管連接toc吸附子系統2。
在另一個具體實施方式中，高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝方法，包括以下步驟：
1)對高硝滷水進行toc吸附，以toc吸附系統對高硝滷水進行toc吸附，高硝滷水進水的鹽的濃度為270～305g/l；
2)對經過toc吸附的高硝滷水以常溫有機管式膜過濾系統對高硝滷水進行常溫除雜質，雜質主要為鈣、鎂離子；
3)將經過常溫除鈣、鎂雜質的高硝鹽水分兩路，第一路高硝鹽水通過納濾脫硝，得到低硝鹽水，第二路高硝鹽水待脫氨中和，將通過納濾脫硝得到的高硝的膜前液經過冷凍脫硝後得到冷凍脫硝鹽水，再將冷凍脫硝鹽水進行納濾脫硝，第一路高硝鹽水與冷凍脫硝鹽水一同進入納濾脫硝系統進行納濾脫硝，第一路高硝鹽水與第二路高硝鹽水的流量比為1：1；
4)將低硝鹽水與待脫氨中和的高硝鹽水混合併進行脫氨中和；
5)將經過脫氨中和的精鹽水經二次精製，離子膜電解。生成淡鹽水返井。
上述工藝方法可通過本發明所提供的高硝滷水全滷離子膜制鹼的工藝系統實施。
如圖2所示，工作原理如下：
1)首先將滷水輸入到toc吸附塔去除系統，使鹽水中toc含量達到指標要求，≤30mg/l；
2)在toc吸附系統後配置常溫有機管式膜過濾(超濾)系統，以濾除中間反應後的mg(oh)2、caco3等雜質，其不僅可以保證60m3/h鹽水精製需要，而且是可在常溫下進行超濾運行，節約蒸汽能源，不需進行反衝操作，過程簡捷，運行穩定，效率高；
3)在超濾系統後配置納膜過濾(納濾)系統，以濾除so42-離子：
納濾工藝裝置可將飽和鹽水中so42-含量由12g/l去除到2g/l，而離子膜電解要求≤8g/l即可，為了既要滿足工藝要求，又要減輕納膜裝置負荷，對該單元環節配製為部分鹽水納濾工藝，即：
首先，將超膜過濾鹽水(nacl＝300g/l)分為兩部分：
一部分：即其中一半(30m3/h)與少量脫硝鹽水(10m3/h)混合後，打入納膜過濾系統(nf)。經納濾系統進行納濾，75％透過濾層，so42-含量降到2g/l，為「低硝鹽水」；而25％的濃縮液，so42-含量高達42g/l，為「高硝鹽水」；
另一部分：即另一半(30m3/h)未經納濾的鹽水與納濾後的低硝鹽水(30m3/h)混合，配製為so42-含量7g/l的一次鹽水，經脫氨中和、二次精製後，電解使用；
其次，將上述納濾後的少量高硝鹽水(濃縮液so42-含量約42g/l)，進行脫硝處理；脫硝鹽水(10m3/h，so42-含量約10g/l)再返回納濾系統進行精製使用；
脫氨中和後，nacl≥300g/l，so42-≤7g/l。
4)將電解後的淡鹽水(45m3/h)輸送至鹽井回注，解決淡鹽水的出路問題，以保證全滷製鹼，並消除toc(以及si、氯酸鹽)在系統中聚積；
5)將納濾後的少量高硝濃縮液(10m3/h)進行冷凍脫硝，將脫硝鹽水循環利用，以減少生產用滷量，降低單位產品的滷水使用量，降低採滷及輸滷的電能消耗。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。