离子膜法制碱盐水系统的清洁生产

2014-11-22李娜

中国氯碱 2014年2期

李娜

（新疆华泰重化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830019）

离子膜制碱工艺的盐水系统主要包括3部分：一次盐水精制、二次盐水精制和淡盐水脱氯。为保证盐水饱和度和盐水精制效果，淡盐水和废水回收去化盐；淡盐水代替蒸汽与一次精制盐水换热，从而节约蒸汽；温度较低的脱硝盐水代替循环水对淡盐水进行换热，从而节约循环水。

1 一次盐水精制过程

一次盐水精制流程示意图见图1。

1.1 配水

来自膜法除硝单元的脱硝淡盐水通过流量计控制在V-401中与从离子膜送来的脱氯淡盐水混合，同时，加入一定量的河水（根据产量调节流量），以及再生系统回收盐水，混合好后的淡盐水即可进入化盐工序。经过工艺变更，将机封水、蒸汽换热后冷凝水、碱性冷凝水等废水回收，进入化盐工序，减少蒸汽消耗。

1.2 化盐

本工艺的淡盐水泵采用变频器控制，与化盐水流量计进行连锁调节，通过淡盐水泵打出的淡盐水与化盐桶内的原盐逆向接触，饱和后流入粗盐水折流槽，在折流槽内加入5%次氯酸钠溶液，及30%烧碱溶液，控制盐水中的游离氯含量为0.200×10-6～2.000×10-6，粗盐水pH 值保证在9.00～11.00范围内。加入助剂的粗盐水进入粗盐水槽，在粗盐水槽内，镁离子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁。菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物；经过搅拌器搅拌反应均匀后，再由加压泵送出。

1.3 除镁

粗盐水经加压泵送出，在汽水混合器中与空气混合后进入加压溶气罐再进入预处理器，粗盐水泵采用变频器控制，变频的大小与加压溶气罐的液位进行连锁调节。在预处理器进口加三氯化铁作为絮凝剂，当粗盐水进入浮上桶后，突然减压，使空气形成小的气泡并吸附在悬浮物的表面上，使悬浮物的假比重大大小于盐水的比重而上浮，形成浮泥而排出，少量重度大的颗粒下沉在浮上桶底部定期排出，清液自清液出口流出至过滤工序。

1.4 除钙

经过浮上桶处理后的粗盐水除去了大部分的镁离子和大部分的有机物，但含有大量的钙离子。经过预处理的盐水自流进入反应槽，同时，将碳酸钠加入后反应槽盐水入口，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀，经过搅拌器的搅拌均匀充分反应后，流入缓冲槽，再自流进入HVM 凯膜过滤器滤掉碳酸钙。

1.5 过滤

经HVM 凯膜过滤器过滤后的精盐水，分析合格后，流入精盐水贮槽，滤清液加入5%亚硫酸钠溶液除去盐水中的游离氯后，流入一次盐水贮槽V-409，当滤饼达到一定厚度时，系统进入反冲洗状态。当底部滤渣达至一定高度时，系统自行排渣，将过滤器截留的滤渣排入盐泥槽。膜运行一定时间后，为了保持较高的过滤能力和较低的过滤压力，须用15%盐酸进行化学再生。

盐泥槽中的盐泥浆用盐泥泵打入板框压滤机脱水，滤饼用拖车运出界区，滤液流入滤液槽，再用滤液泵打入化盐水贮槽。

2 二次盐水精制过程

二次盐水精制流程示意图见图2。

2.1 换热

一次精制盐水进入盐水储槽后，由离心泵打出，进盐水换热板换，由此提升一次精制盐水温度，使其符合树脂塔运行要求。该板换所用热介质为蒸汽和脱氯淡盐水，开车时，使用蒸汽，运行稳定后，切换至淡盐水换热，减少蒸汽消耗。

2.2 二次精制

螯合树脂吸附装置的工作过程包括，工作过程与再生还原过程。

（1）工作过程通过使用螯合树脂去除过滤盐水中的少量二价金属离子（Ca2+、Mg2+、Sr2+等）以获得符合电解需要的超精制盐水。

（2）当工作过程处理了规定量的过滤盐水后，螯合树脂将会失去对二价金属阳离子的吸附作用。再生过程是通过使用盐酸和烧碱溶液使失去吸附作用的树脂再生还原，恢复对二价金属阳离子的吸附作用。

2.3 淡盐水出电解槽

由电解槽出来的淡盐水温度较高，约为八十五摄氏度，送至脱氯塔。

3 淡盐水脱氯过程

淡盐水脱氯流程示意图见图3。

3.1 加酸

含氯淡盐水由淡盐水泵从电解部分送往脱氯塔。为进行有效的脱氯，在正常操作条件下，在进入脱氯塔之前，要加入高纯盐酸将pH 值调节到0.20～2.00，部分淡盐水送往脱氯塔进行脱氯反应如下：

3.2 加碱和亚硫酸钠

脱氯塔在由真空泵产生的大约-65 KPa 的真空下运行，通过降低氯气的平衡分压，使溶解在盐水中的大部分游离氯超过溶解度而从盐水中逸出，通过排空管进入氯气总管。在脱氯塔出口，淡盐水中的游离氯含量低于30 mg/L。脱氯盐水在液位控制下，由淡盐水泵送出，在淡盐水泵进口加入液碱调节pH 值至9.00～11.00，并严格控制pH 值，若pH 值过高，则在线分析仪无法准确检测游离氯。中和后，加入亚硫酸钠以除去残余游离氯，发生反应如下：