[发明专利]一种淡盐水膜法脱硝方法

说明书

技术领域

本发明属于氯碱行业，具体涉及一种淡盐水膜法脱硝方法。

背景技术

在氯碱行业中，淡盐水中脱硫酸根(脱硝)方法主要有化学沉淀法和膜分离方法。化学沉淀法是利用钙、钡等金属阳离子和硫酸根离子产生硫酸钡或硫酸钙沉淀，然后澄清、分离沉淀而将硫酸根离子除去。目前比较成熟沉淀法脱硫酸根离子的方法主要有以下几种：BaCl₂法、CaCl₂法、BaCO₃法，这其中以BaCl₂法除硫酸根的效果最好，BaCl₂反应率高，但是BaCl₂本身有较强的毒性，存储条件要求高，而且该过程中会引进新的杂质，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，对离子膜造成伤害；其最大的缺点是成本高，以10万t/a离子膜烧碱装置为例，每年处理硫酸根的成本达五百多万元。CaCl₂法中生成的CaSO₄·2H₂O沉淀，由于CaSO₄·2H₂O溶度积较大(25度时为2.45 x 10-5)，尤其在盐水中的溶解度要增大三四倍，故去除硫酸根不如BaCl₂法彻底.氯化钙法去除硫酸根投资省，又因氯化钙价格相对便宜，有一定的竞争力，其缺点是硫酸钙的溶度积较大，去除硫酸根的效果较氯化钡法差。

膜分离法，是用具有选择性分离功能的材料制成膜。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜。有机膜是由高分子材料做成的。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。由于膜分离过程是一种纯物理过程，具有无相变化，节能、体积小、可拆分等特点，使膜广泛应用在化工生产工艺过程及环保行业中。对不同组成的盐水，根据不同盐分组成的价态，选择不同的膜，选择合适的膜工艺膜，从而达到最好的膜通量和截留率，进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。膜分离技术在产品精制，浓缩中的应用，优化了生产工艺，缩短了生产周期，大大降低了生产成本。但是膜法一般都是和其他的分离方法结合使用。如，目前所用的膜分离方法都是一级膜法加冷冻脱硝工艺，该方法是将淡水盐中的Na₂SO₄浓缩，浓缩液经过与冷冻机制冷的冷媒换热，冷却到-5℃，使Na₂SO₄过饱和结晶析出，经过离心分离将Na₂SO₄以芒硝(Na₂SO₄·10H₂O)形式分离出来，结晶后的母液与膜法分离的透过液回到化盐工序使用。此工艺利用膜法分离和冷冻结晶，将Na₂SO₄进行分离，不用添加额外的助剂，符合环保要求，有利于企业的可持续发展，但该工艺设备投资费用高，除了MRO工艺(改性反渗透工艺)分离膜的投资，还需购买大型冷冻机组，冷冻结晶运行操作温度在-5℃，操作能耗和运行费用高。

发明内容

本发明提供一种分离效果好、耗能少的淡盐水膜法脱硝方法。

本发明的淡盐水膜法脱硝方法，其是在目前的一级膜处理后，把淡盐水再经过二级膜处理，进一步浓缩淡盐水中的硫酸钠的含量，使硫酸钠再经过两次膜处理后的淡盐水中的含量达100-120g/L，然后再把经两次膜处理后的淡盐水冷却结晶，分离结晶，得到透过液和芒硝。

经过本发明中的两次膜分离后的淡盐水，其冷却温度可以提高到3-5℃左右。

本发明中所用的一级膜和二级膜都为具有选择性分离功能的材料制成的膜，其成分为复合聚酰胺纳滤膜(MRO工艺分离膜)。

晶体沉降后，用泵或高位槽送到离心机进行分离，分离后的透过液，回到淡盐水中间水箱与新的淡盐水混合进膜系统处理。

本发明的淡盐水膜法脱硝方法，其用两次膜处理淡盐水，进一步浓缩了淡盐水中的硫酸钠的含量，使浓缩后的淡盐水中硫酸钠的含量达到100-120g/L接近饱和，后期的冷却处理，其冷却温度可以由现有技术中的-5℃提高到3-5℃左右，提高了近十度左右，大大的降低了能耗，减少了工艺成本。