專利名稱：一種淡鹽水膜法脫硝方法
技術領域：
本發明屬于氯堿行業鹽水脫硝的技術領域，具體涉及ー種淡鹽水膜法脫硝方法。
背景技術：
鹽水中硫酸根的富集會給離子膜制堿帶來諸多負面影響，因而在鹽水精制過程中需要脫除硫酸根(脫硝)。鹽水脫硝的方法主要有化學沉淀法、離子交換法和膜法，其中化學沉淀法主要有氯化鋇法、碳酸鋇法以及氯化鈣法。目前，國內使用較為廣泛的是氯化鋇法，該方法利用鈣離子沉淀硫酸根離子，具有脫硝效果好的特點，但是氯化鋇有毒，運行成本高，且鋇離子超標會降低離子膜電解中的電流效率、易與氫氧化鈉反應生成沉淀從而影響離子膜的壽命。膜法是目前較為先進的方法,脫硝原理在于膜的唐南(Donnan)效應,膜對鹽的截留效果取決于離子與膜之間的靜電作用。具體而言，用于淡鹽水脫硝的膜對ニ價硫酸根離子具有很高而且比較穩定的截留率，而對ー價氯離子則有較高的透過率。膜法是ー種物理過程，不影響鹽水水質、不產生二次污染物、操作簡單、運行費用低，已得到了越來越多的推廣和應用。膜法脫硝エ藝主要由預處理、膜分離、后處理三個單元組成，其中預處理和膜分離單元相對較為成熟，而后處理單元目前常規的方法是冷凍結晶法，但該方法存在著能耗高、冷卻設備容易被晶體堵塞等問題，難以到達理想的運行效果。
發明內容
本發明的目的在于提供一種淡鹽水膜法脫硝方法，以改進公知技術中存在的缺陷。為實現上述目的，本發明提供的淡鹽水膜法脫硝方法，主要包括以下步驟I)淡鹽水經預處理，使淡鹽水達到膜分離裝置對進料鹽水的要求；2)預處理的淡鹽水進入膜分離裝置，膜分離裝置的透過液經換熱后去化鹽，膜分離裝置的濃縮液進入結晶槽；3)進入結晶槽的濃縮液在析鹽劑的作用下結晶析出芒硝，結晶母液進入回收裝置；所述析鹽劑是能與水混溶，而與氯化鈉及硫酸鈉不互溶，且沸點低于80°C的有機溶劑；4)回收裝置回收析鹽劑并返回結晶槽循環使用，回收母液經換熱后回到膜分離裝置。所述的方法，其中，步驟I中的淡鹽水是電解槽出來的淡鹽水。所述的方法，其中，步驟I中的淡鹽水是經真空脫氯后進入ニ級換熱、pH值調節、活性炭過濾預處理。所述的方法，其中，步驟2中的膜分離裝置是單段膜分離裝置或多段膜分離裝置。所述的方法，其中，多段膜分離裝置中前一段膜的濃縮液進入后一段膜，最后一段膜的濃縮液進入結晶槽，各段膜的透過液匯集后去化鹽。所述的方法，其中，步驟3中的析鹽劑為甲醇、こ醇或丙酮。
所述的方法，其中，步驟3中進入結晶槽的濃縮液與析鹽劑的質量比為1-10 I。所述的方法，其中，步驟4中回收母液換熱后與預處理后的淡鹽水混合進入單段膜分離裝置；或者與多段膜分離裝置中倒數第二段膜的濃縮液混合，進入最后一段膜分離裝置。所述的方法，其中，步驟4中的回收裝置為蒸餾塔。本發明采用的析鹽劑可回收循環使用，回收過程只需簡單蒸餾，與冷凍結晶相比，エ藝簡單、能耗低、更不存在設備堵塞嚴重的問題。回收母液回到膜分離裝置，淡鹽水中硫酸根濃度會有所上升，在唐南效應的作用下，膜對氯離子的截留率也會進ー步降低，這意味著本發明所述的淡鹽水膜法脫硝エ藝在一定程度上也有利于氯化鈉的回收再利用。
圖I為本發明的淡鹽水膜法脫硝方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發明采用納濾膜對淡鹽水中的硫酸根進行濃縮，再采用析鹽劑使硫酸鈉結晶析出。本發明的后處理過程的特點是析鹽劑能降低鹽水中氯化鈉及硫酸鈉的溶解度，其中硫酸鈉的溶解度降低幅度更大，鹽水首先析出芒硝。本發明能滿足離子膜電解對硫酸根濃度的要求，且后處理單元エ藝簡單、能耗低、不存在設備易堵塞的問題。具體地說，本發明的淡鹽水膜法脫硝エ方法主要包括以下過程I)電解槽出來的淡鹽水經真空脫氯后進入ニ級換熱、pH值調節、活性炭過濾等預處理單元，使淡鹽水達到膜分離裝置對進料鹽水的要求；2)經預處理的淡鹽水進入膜分離裝置，膜分離裝置的透過液經換熱后去化鹽，膜分離裝置的濃縮液進入結晶槽；3)進入結晶槽的濃縮液在析鹽劑的作用下結晶析出芒硝，結晶母液進入回收裝置；4)回收裝置回收析鹽劑并返回結晶槽循環使用，回收母液經換熱后回到膜分離裝置。本發明的淡鹽水膜法脫硝方法中，步驟2中的膜分離裝置可以是單段膜，也可以是多段膜。如果采用多段膜分離裝置，則前一段膜的濃縮液進入后一段膜，最后一段膜的濃縮液進入結晶槽，各段膜的透過液匯集后去化鹽。本發明的淡鹽水膜法脫硝方法中，步驟3中的析鹽劑為與水完全混溶，但與氯化鈉及硫酸鈉不互溶，且沸點低于80°C的ー種有機溶劑，優選甲醇、こ醇、丙酮中的ー種。本發明的淡鹽水膜法脫硝方法中，步驟3中進入結晶槽的濃縮液與析鹽劑的質量比為 1-10 I。本發明的淡鹽水膜法脫硝方法中，步驟4中的回收裝置為蒸餾塔。本發明的淡鹽水膜法脫硝方法中，步驟4中換熱后的回收母液與預處理后的淡鹽水混合，進入單段膜分離裝置；或者與多段膜分離系統中倒數第二段膜的濃縮液混合，進入最后一段膜分離裝置。下面以ニ段膜法脫硝為例，詳細描述本發明所述的淡鹽水膜法脫硝エ藝。
電解槽出來的淡鹽水經真空脫氯后首先進入淡鹽水儲水槽，在預處理進料泵的作用下經過ー級鈦板換熱器和ニ級鈦板換熱器，分別與膜分離裝置的透過液和循環水換熱，降溫至30-50°C，然后添加亞硫酸鈉還原淡鹽水中的游離氯，并用酸或堿調節pH值至3-7，進入淡鹽水中間儲槽。中間儲槽的淡鹽水隨后輸送到活性炭過濾器，利用活性炭化學吸附進ー步脫除淡鹽水中的游離氯。出活性炭過濾器的合格淡鹽水進入保安過濾器，除去淡鹽水中夾帶的微小顆粒后進入膜分離裝置。如果出活性炭過濾器的淡鹽水PH值和ORP值不能達到膜分離裝置進料鹽水的指標要求則送去化鹽エ段。淡鹽水經預處理后，通過一段高壓泵進入一段膜分離裝置，得到硫酸根濃度很低的一段透過液和硫酸根濃度較高的一段濃縮液。一段濃縮液進入濃縮液中間儲槽，后經ニ段高壓泵進入ニ段膜分離裝置，ニ段透過液與一段透過液匯集后經ー級鈦板換熱器與淡鹽水進行熱交換后去化鹽，而ニ段濃縮液進入結晶槽。進入結晶槽的ニ段濃縮液與投加到結晶槽的析鹽劑相混合，隨著析鹽劑的加入，
濃縮液中氯化鈉和硫酸鈉的溶解度下降，且兩者的飽和溶解度之比増大，濃縮液首先析出芒硝。此時，可通過控制析鹽劑的添加量來控制結晶槽中芒硝的純度。結晶槽中析出的晶體送至離心機進行離心分離，得到副產品芒硝和離心母液，離心母液送至濃縮液中間儲槽。結晶槽中的結晶母液進入蒸餾塔回收析鹽劑，從蒸餾塔塔頂出來的溶劑蒸氣經冷凝后回到結晶槽循環使用，而蒸餾塔塔釜出來的回收母液經換熱降溫至25-40°C后送至濃縮液中間儲槽與一段濃縮液混合然后進入ニ段膜分離裝置。
權利要求
1.一種淡鹽水膜法脫硝方法，主要包括以下步驟 1)淡鹽水經預處理，使淡鹽水達到膜分離裝置對進料鹽水的要求； 2)預處理的淡鹽水進入膜分離裝置，膜分離裝置的透過液經換熱后去化鹽，膜分離裝置的濃縮液進入結晶槽； 3)進入結晶槽的濃縮液在析鹽劑的作用下結晶析出芒硝，結晶母液進入回收裝置；所述析鹽劑是能與水混溶，而與氯化鈉及硫酸鈉不互溶，且沸點低于80°C的有機溶劑； 4)回收裝置回收析鹽劑并返回結晶槽循環使用，回收母液經換熱后回到膜分離裝置。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟I中的淡鹽水是電解槽出來的淡鹽水。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟I中的淡鹽水是經真空脫氯后進入二級換熱、pH值調節、活性炭過濾預處理。
4.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟2中的膜分離裝置是單段膜分離裝置或多段膜分離裝置。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，多段膜分離裝置中前一段膜的濃縮液進入后一段膜，最后一段膜的濃縮液進入結晶槽，各段膜的透過液匯集后去化鹽。
6.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟3中的析鹽劑為甲醇、乙醇或丙酮。
7.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟3中進入結晶槽的濃縮液與析鹽劑的質量比為 1-10 I。
8.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟4中回收母液換熱后與預處理后的淡鹽水混合進入單段膜分離裝置；或者與多段膜分離裝置中倒數第二段膜的濃縮液混合，進入最后一段膜分離裝置。
9.根據權利要求I所述的方法，其中，步驟4中的回收裝置為蒸餾塔。
全文摘要
一種淡鹽水膜法脫硝方法，主要包括以下步驟1)淡鹽水經預處理，使淡鹽水達到膜分離裝置對進料鹽水的要求；2)預處理的淡鹽水進入膜分離裝置，膜分離裝置的透過液經換熱后去化鹽，膜分離裝置的濃縮液進入結晶槽；3)進入結晶槽的濃縮液在析鹽劑的作用下結晶析出芒硝，結晶母液進入回收裝置；所述析鹽劑是能與水混溶，而與氯化鈉及硫酸鈉不互溶，且沸點低于80℃的有機溶劑；4)回收裝置回收析鹽劑并返回結晶槽循環使用，回收母液經換熱后回到膜分離裝置。本發明后處理單元與常規的冷凍結晶法相比，工藝簡單、能耗低、不存在設備堵塞嚴重的問題。
文檔編號C02F1/44GK102849885SQ20121029477
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者李心儀, 史志偉 申請人:北京中科瑞升資源環境技術有限公司