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      一種去除鹽水中的硫酸鈉的設(shè)備和方法與流程

      文檔序號:11203925閱讀:2610來源:國知局
      一種去除鹽水中的硫酸鈉的設(shè)備和方法與流程
      本發(fā)明涉及一種去除鹽水中的硫酸鈉的設(shè)備和方法,特別是涉及氯堿行業(yè)電解后的淡鹽水脫硫酸根的設(shè)備和方法。

      背景技術(shù):
      在氯堿行業(yè)上電解淡鹽水中的硫酸根主要的工藝為鋇法或鈣鹽-化學(xué)沉淀法和膜濃縮加冷凍工藝。化學(xué)沉淀法投加的藥劑主要是鋇鹽和鈣鹽,鋇鹽有自身的毒性,對環(huán)境和人都存在很大的損傷,人工操作強度大,出現(xiàn)泄漏會導(dǎo)致生產(chǎn)的二次污染結(jié)垢,堵塞管道和離子膜,縮短離子膜的使用壽命,所以目前很多廠家都不在使用。投加鈣鹽的工藝要求采用的原材料鹵水的硫酸根濃度在15g/l以上才具有投資價值,由于自身工藝的局限性,目前市面上很少有廠家采用這種鈣法除硝的工藝。膜法濃縮+冷凍工藝是目前比較流行的一個工藝,但由于需要對鹽水進行冷凍,冷凍溫度均在5℃以下,甚至更低,這樣操作能耗和運行費用均比較高,且得到的副產(chǎn)物硫酸鈉是帶10個結(jié)晶水的芒硝-Na2SO4·10H2O。芒硝由于帶十個結(jié)晶水,在溫度超過33℃下會發(fā)生溶解,不方便運輸及儲存,若要使用,必須要脫10個結(jié)晶水制成無水硫酸鈉(元明粉),這就需要再上一套蒸發(fā)裝置脫水,整個系統(tǒng)的能耗和投入設(shè)備費用均比較高。

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種更好、更經(jīng)濟、耗能少的淡鹽水脫硫酸根,同時在常溫下就可以產(chǎn)出無水硫酸鈉-元明粉的設(shè)備和方法。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種去除鹽水中的硫酸鈉的設(shè)備,包括膜濃縮系統(tǒng)和與所述膜濃縮系統(tǒng)相連接的常溫結(jié)晶系統(tǒng),所述膜濃縮系統(tǒng)為閉路循環(huán)的膜濃縮系統(tǒng)或開放式膜濃縮系統(tǒng),所述常溫結(jié)晶系統(tǒng)包括依次連接的緩沖罐、輸送泵、換熱器和常溫結(jié)晶器;所述去除鹽水中的硫酸鈉的設(shè)備被設(shè)置為:通過所述膜濃縮系統(tǒng)將含硫酸鈉的鹽水濃縮并分離出含過飽和硫酸鈉的濃液,由所述膜濃縮系統(tǒng)排出的含過飽和硫酸鈉的濃液進入所述緩沖罐以脫除晶格畸變劑,然后通過換熱器升溫至50~60℃,最后進入所述常溫結(jié)晶器進行常溫結(jié)晶,以分離結(jié)晶晶體。進一步地,由所述膜濃縮系統(tǒng)排出的濃液中過飽和硫酸鈉的過飽和度大于1,優(yōu)選地大于1.1,更優(yōu)選地大于1.2。進一步地,所述閉路循環(huán)膜濃縮系統(tǒng)包括膜單元、循環(huán)泵、電磁三通閥、硫酸根濃度在線測定儀、增壓泵和高壓泵;其中,所述膜單元的一端與進液管連接,另一端分別與清液外排管和濃液管路連接;在所述進液管上依次設(shè)置有所述增壓泵和所述高壓泵;在所述濃液管路上,依次設(shè)置有所述硫酸根濃度在線測定儀、所述電磁三通閥和所述循環(huán)泵,所述膜單元、所述硫酸根濃度在線測定儀、所述電磁三通閥、所述循環(huán)泵構(gòu)成閉路循環(huán)。進一步地,為了防止進液存在少量懸浮物,污堵膜單元中的膜元件,因此所述增壓泵和所述高壓泵之間設(shè)置有保安過濾器,經(jīng)過所述保安過濾器的鹽水通過所述高壓泵輸入膜單元中進行分離過濾和濃縮。進一步地,沿所述進液管中的進液的流動方向,所述高壓泵的后面、所述膜單元的前面連接有進膜壓力表;沿所述濃液管中的濃液的流動方向,所述循環(huán)泵的前面、所述電磁三通閥的后面連接有濃液壓力表;所述進膜壓力表、所述硫酸根濃度在線測定儀和所述電磁三通閥均與PLC控制系統(tǒng)連接,所述PLC控制系統(tǒng)能夠根據(jù)所述硫酸根濃度在線測定儀的測定值調(diào)節(jié)所述高壓泵的操作壓力。進一步地,所述高壓泵的操作壓力根據(jù)硫酸根的濃度來調(diào)節(jié),操作壓力不低于20bar;整個閉路循環(huán)膜濃縮系統(tǒng)的運行中,高壓泵的操作壓力都是變化的,通過變頻器使高壓泵的操作壓力產(chǎn)生變化,因此使得閉路循環(huán)膜濃縮系統(tǒng)比開放式膜濃縮系統(tǒng)(“邊進邊出”式,即進液進入系統(tǒng)的同時,濃液一直在外排)至少節(jié)能20%。進一步地,所述電磁三通閥上連接有濃液外排管,所述濃液外排管與所述緩沖罐連接,所述電磁三通閥根據(jù)所述硫酸根濃度在線測定儀測得的濃液中的硫酸根的濃度確定開啟方向:當(dāng)測得濃液中的硫酸根濃度達到過飽和時,濃液通過所述電磁三通閥由所述濃液外排管排至所述緩沖罐;當(dāng)測得濃液中的硫酸根濃度未達到過飽和時,含過飽和硫酸鈉的濃液通過所述電磁三通閥和所述循環(huán)泵回到所述膜單元繼續(xù)進行濃縮。進一步地,所述膜單元設(shè)置有多個,多個所述膜單元為并聯(lián)連接;每個所述膜單元包括一個或多個膜元件。進一步地,所述膜單元設(shè)置有1個,所述膜單元包括一個或多個膜元件。進一步地,所述膜元件的抗壓比低于70bar,對氯化鈉的截留率低于5%,對硫酸鈉等二價離子的截留率高于95%;所述膜元件為芳香聚酰胺膜,經(jīng)過醇酯的抗污染處理。進一步地,所述濃液的排放為間歇式排放,排放時間不超過10秒。進一步地,所述閉路循環(huán)膜濃縮系統(tǒng)還包括晶格畸變劑添加系統(tǒng),用于所述閉路循環(huán)膜濃縮系統(tǒng)運行時添加晶格畸變劑,防止系統(tǒng)結(jié)晶。沿進液管中進液的流動方向,晶格畸變劑添加系統(tǒng)設(shè)置在增壓泵的前面或后面。本發(fā)明的去除鹽水中的硫酸鈉的設(shè)備特別適合于目前氯堿行業(yè)的鹽水除硝中一段、二段或多段中去冷凍或外排的濃縮液。本發(fā)明還提供了一種利用上述設(shè)備去除鹽水中的硫酸鈉的方法,包括以下步驟:步驟一、使含硫酸鈉的鹽水進入所述膜濃縮系統(tǒng);步驟二、所述含硫酸鈉的鹽水經(jīng)過所述膜濃縮系統(tǒng)的過濾分離和濃縮,排出含過飽和硫酸鈉的濃液;步驟三、所述含過飽和硫酸鈉的濃液進入所述緩沖罐脫除晶格畸變劑,然后由輸送泵輸送至換熱器,通過換熱器升溫至50~60℃,最后進入所述常溫結(jié)晶器進行常溫結(jié)晶,分離出結(jié)晶晶體,即無水硫酸鈉。進一步地,所述步驟一中,含硫酸鈉的鹽水由進液管依次經(jīng)過增壓泵、保安過濾器和高壓泵,然后進入膜單元,由膜單元中的膜元件將含硫酸鈉的鹽水分離過濾和濃縮形成清液和濃液,清液經(jīng)過清液外排管排至系統(tǒng)外,濃液進入濃液管路;進入濃液管路的濃液依次經(jīng)過硫酸根濃...
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