一種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，包括用于收集淡鹽水的第一儲槽、輸送泵、換熱器、水槽、水泵、保安過濾器、第一納濾膜分離設備、第二儲槽、第二納濾膜分離設備、冷凍結(jié)晶裝置、離心機、回流泵、pH值調(diào)節(jié)裝置。本實用新型采用兩次膜處理，把淡鹽水進行兩次濃縮，使淡鹽水中的硫酸鈉濃度達到接近飽和，然后對濃縮液進行冷凍結(jié)晶，芒硝漿液經(jīng)離心機分離后脫除出芒硝，結(jié)晶溫度由現(xiàn)有的-5℃提高到3-5℃，大大的減少了能耗，降低了生產(chǎn)成本，而且該方法脫硝效果很好。
【專利說明】一種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種脫硝系統(tǒng)，特別是涉及一種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在氯堿行業(yè)中，淡鹽水中脫硫酸根(脫硝)方法主要有化學沉淀法和膜分離方法。化學沉淀法是利用鈣、鋇等金屬陽離子和硫酸根離子反應產(chǎn)生硫酸鋇或硫酸鈣沉淀，然后澄清、分離沉淀而將硫酸根離子除去。目前比較成熟的沉淀法脫硫酸根離子的方法主要有以下幾種=BaCl2法、CaCl2法、BaCOdi，這其中以BaCl2法除硫酸根的效果最好，BaCl2反應率高，但是BaCl2本身有較強的毒性，人工操作難度大，存儲條件要求高，而且該過程中會引進新的雜質(zhì)，設備管路容易結(jié)垢、有固形物排出、鹽水澄清較困難、二次精鹽水中殘存的金屬離子容易超標、對離子膜造成傷害，影響離子膜壽命；其最大的缺點是成本高，以10萬t / a離子膜燒堿裝置為例，每年處理硫酸根的成本達五百多萬元。CaCl2法中生成的CaSO4.2H20沉淀，由于CaSO4.2H20溶度積較大(25度時為2.45xl0_5)，尤其在鹽水中的溶解度要增大三四倍，故去除硫酸根不如BaCl2法徹底.氯化鈣法去除硫酸根投資省，又因氯化鈣價格相對便宜，有一定的競爭力，其缺點是硫酸鈣的溶度積較大，去除硫酸根的效果較氯化鋇法差。
[0003]膜分離法，是用具有選擇性分離功能的材料制成膜。利用膜的選擇性分離實現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級，根據(jù)材料的不同，可分為無機膜和有機膜，無機膜主要還只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜。有機膜是由高分子材料做成的。錯流膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來加以區(qū)別。由于膜分離過程是一種純物理過程，具有無相變，節(jié)能、體積小、可拆分等特點，使膜廣泛應用在化工生產(chǎn)工藝過程及環(huán)保行業(yè)中。對不同組分的鹽水，根據(jù)不同鹽分組成的價態(tài)、濃度，選擇合適的工藝膜，從而達到最好的膜通量和截留率，進而提高生產(chǎn)收率、減少投資規(guī)模和運行成本。膜分離技術在產(chǎn)品精制，濃縮中的應用，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)周期，大大降低了生產(chǎn)成本。但是膜法一般都是和其他的分離方法結(jié)合使用。
[0004]目前所用的膜分離方法都是一級膜法加冷凍脫硝工藝，該方法是將淡鹽水中的Na2SO4濃縮，濃縮液經(jīng)過與冷凍機制冷的冷媒換熱，冷卻到-5 V，使Na2SO4過飽和結(jié)晶析出，經(jīng)過固液分離將Na2SO4以芒硝(Na2SO4.IOH2O)形式分離出來，結(jié)晶后的母液與膜法分離的透過液回到化鹽工序使用。此工藝利用膜法分離和冷凍結(jié)晶，將Na2SO4進行分離，不用添加額外的助劑，符合環(huán)保要求，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，但該工藝設備投資費用高，除了分離膜的投資，還需購買大型冷凍機組，冷凍結(jié)晶運行操作溫度在_5°C，操作能耗和運行費用聞。
實用新型內(nèi)容[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的是為了提供一種分離效果好、耗能少的淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]—種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，其特征在于:
[0008]I)包括用于收集淡鹽水的第一儲槽、輸送泵、換熱器、水槽、水泵、保安過濾器、第一納濾膜分離設備、第二儲槽、第二納濾膜分離設備、冷凍結(jié)晶裝置、離心機、回流泵、PH值調(diào)節(jié)裝置；
[0009]2)所述第一儲槽的輸出口通過輸送泵與換熱器的輸入口連接；所述換熱器的輸出口與水槽的輸入口連接，所述水槽的輸出口通過水泵與保安過濾器的輸入口連接；所述保安過濾器的輸出口與第一納濾膜分離設備的輸入口連接；所述第一納濾膜分離設備的一級濃縮液輸出口與第二儲槽的輸入口連接、其產(chǎn)生的一級透過液輸送至化鹽；第二儲槽的輸出口與第二納濾膜分離設備的輸入口連接；所述第二納濾膜分離設備的二級濃縮液輸出口與冷凍結(jié)晶裝置的輸入口連接、其產(chǎn)生的二級透過液輸送至化鹽；所述冷凍結(jié)晶裝置的硝漿輸出口與離心機的輸入口連接，離心機的母液輸出口通過回流泵與冷凍結(jié)晶裝置的輸入口連接；pH值調(diào)節(jié)裝置的投料口與水槽的入口管道相連接。
[0010]實際應用中，在離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝中，淡鹽水經(jīng)真空脫氯后，SO42-含量為7g/L左右，溫度高達60-80°C，pH值介于9-11之間，含有少量的游離氯，為使淡鹽水滿足進膜法脫硝系統(tǒng)的要求，淡鹽水要經(jīng)過預處理。通過鈦板換熱器將溫度降到42°C以下，通過pH值調(diào)節(jié)裝置來投加還原劑以消除游離氯以及投加鹽酸來調(diào)整PH值，為使膜元件不受雜質(zhì)的損壞，在進膜前先經(jīng)保安過濾器過濾。經(jīng)過調(diào)溫、調(diào)質(zhì)、過濾等預處理后的淡鹽水送入第一納濾膜分離設備進行濃縮分離，硫酸鈉被截留在濃縮液中。在一級膜法處理后，分離產(chǎn)生的一級透過液回用至化鹽，一級濃縮液再經(jīng)過第二納濾膜分離設備進行濃縮分離，二級透過液回用至化鹽，二級濃縮液進行冷凍脫硝。經(jīng)二級膜法濃縮后，二級濃縮液中的硫酸鈉的含量接近飽和、達到90-120 g/L，然后再把經(jīng)兩級膜處理后的二級濃縮液送冷卻結(jié)晶裝置進行冷卻結(jié)晶，分離結(jié)晶體、脫除芒硝。
[0011]實現(xiàn)本實用新型的目的還可以通過采取如下技術方案達到:
[0012]實現(xiàn)本實用新型的一種實施方式是:所述第一納濾膜分離設備中的納濾膜為聚酰胺納濾膜。
[0013]實現(xiàn)本實用新型的一種實施方式是:所述第二納濾膜分離設備中的納濾膜為聚酰胺納濾膜。
[0014]實現(xiàn)本實用新型的一種實施方式是:所述水泵與保安過濾器之間通過活性炭過濾器連接；所述活性炭過濾器的輸入口與水泵連接，其輸出口與保安過濾器的輸入口連接。
[0015]實現(xiàn)本實用新型的一種實施方式是:所述脫硝系統(tǒng)還包括一個化鹽桶，所述化鹽桶的輸入口分別與第一納濾膜分離設備和第二納濾膜分離設備的透過液輸出口連接，其輸出口與換熱器的輸入口連接。
[0016]實現(xiàn)本實用新型的一種實施方式是:所述換熱器為鈦板換熱器。
[0017]本實用新型的有益效果在于:
[0018]1、本實用新型與一級膜法相比，其采用兩級膜法處理淡鹽水。進一步濃縮了淡鹽水中的硫酸鈉的含量，使?jié)饪s后的淡鹽水中硫酸鈉的含量達到90-120 g/L接近飽和，后期的冷卻處理，其冷卻溫度可以由現(xiàn)有技術中的_5°C提高到3-5°C左右，提高了近十度左右；所需冷卻處理的濃縮液的流量大幅減少；選用合適的二級膜元件，提高其使用壽命。綜合來看:處理效果好，大大的降低了能耗，減少了工藝成本。
[0019]2、本實用新型的水泵與保安過濾器之間通過活性炭過濾器連接；利用活性炭的吸附和反應作用來脫除余氯，避免余氯超標的水進入膜系統(tǒng)對膜造成損壞。
[0020]3、本實用新型的第一納濾膜分離設備和第二納濾膜分離設備的透過液在化鹽桶混合后，通過換熱器與高溫淡鹽水換熱，以回收淡鹽水的熱能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實用新型的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本實用新型的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，1、第一儲槽；2、輸送泵；3、鈦板換熱器；4、水槽；5、水泵；6、保安過濾器；7、第一納濾膜分離設備；8、第二儲槽；9、第二納濾膜分離設備；10、冷凍結(jié)晶裝置；11、離心機；12、回流泵；13、pH值調(diào)節(jié)裝置；14、活性炭過濾器；15、化鹽桶。
【具體實施方式】
[0025]本實用新型中所提及的設備均為現(xiàn)有技術中的設備，均可在市場購得。下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進一步描述:
[0026]具體實施例:
[0027]參照圖1，本實施例所述的一種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，包括用于收集淡鹽水的第一儲槽1、輸送泵2、鈦板換熱器3、水槽4、水泵5、保安過濾器6、第一納濾膜分離設備7、第二儲槽8、第二納濾膜分離設備9、冷凍結(jié)晶裝置10、離心機11、回流泵12、pH值調(diào)節(jié)裝置13;
[0028]所述第一儲槽I的輸出口通過輸送泵2與鈦板換熱器3的輸入口連接；所述鈦板換熱器3的輸出口與水槽4的輸入口連接，所述水槽4的輸出口通過水泵5與保安過濾器6的輸入口連接；所述保安過濾器6的輸出口與第一納濾膜分離設備7的輸入口連接；所述第一納濾膜分離設備7的一級濃縮液輸出口與第二儲槽8的輸入口連接、其產(chǎn)生的一級透過液輸送至化鹽；第二儲槽8的輸出口與第二納濾膜分離設備9的輸入口連接；所述第二納濾膜分離設備9的二級濃縮液輸出口與冷凍結(jié)晶裝置10的輸入口連接、其產(chǎn)生的二級透過液輸送至化鹽；所述冷凍結(jié)晶裝置10的硝漿輸出口與離心機11的輸入口連接，離心機11的母液輸出口通過回流泵12與冷凍結(jié)晶裝置10的輸入口連接；pH值調(diào)節(jié)裝置13的投料口與水槽4的入口管道相連接。
[0029]所述第一納濾膜分離設備7中的納濾膜為聚酰胺納濾膜。所述第二納濾膜分離設備9中的納濾膜為聚酰胺納濾膜。聚酰胺納濾膜具有選擇性分離功能，淡鹽水中Na+和負一價的CL_在該膜中的透過率大于99%，而淡鹽水中負二價的S042_則受到阻隔而被截留，其截留率大于80%，這樣就將Na2SO4從淡鹽水中分離濃縮出來。
[0030]本實用新型的工作原理:
[0031]淡鹽水的來源:飽和鹽水進入電解槽電解分離后，其中的氯離子以氯氣的形式電解分離，鈉離子以氫氧化鈉形式經(jīng)過離子膜分離，電解后排出的鹽水溶液含NaCL約200g/L回到化鹽工序添加原鹽調(diào)節(jié)到飽和濃度后再循環(huán)進入電解槽處理，但溶液中的SO42-無法分解及預處理中不能去除，會累積在淡鹽水中。
[0032]如圖1所示，從電解槽出來淡鹽水，NaCL含量約200g/L、S042_含量為7g/L、溫度為60-80°C、pH值介于9-11之間、含有少量的游離氯，在經(jīng)過調(diào)溫到42°C以下、pH調(diào)節(jié)到3-8之間、過濾等預處理后進入第一納濾膜分離設備進行分離濃縮，一級濃縮液中淡鹽水的硫酸根離子得到第一次濃縮，然后一級濃縮液再經(jīng)過第二納濾膜分離設備分離濃縮，進一步濃縮淡鹽水中的硫酸根離子，二級濃縮后的淡鹽水中的Na2SO4濃度達到90-120 g/L接近飽和，然后進入冷凍結(jié)晶裝置進行冷凍結(jié)晶。在冷凍結(jié)晶裝置將二級濃縮液冷卻到5°C，溶液中的Na2SO4過飽和析出而沉降，沉降后的衆(zhòng)液送入尚心機進行固液分尚，分尚出固體芒硝與離心母液，離心母液通過回流泵返回冷凍結(jié)晶裝置再次結(jié)晶。芒硝可以包裝出售。
[0033]實施例2:
[0034]參照圖2，本實施例的特點是:所述水泵5與保安過濾器6之間通過活性炭過濾器14連接；所述活性炭過濾器14的輸入口與水泵5連接，其輸出口與保安過濾器6的輸入口連接。利用活性炭的吸附和反應作用來脫除余氯，避免余氯超標的水進入膜系統(tǒng)對膜造成損壞。其他與實施例1相同。
[0035]實施例3:
[0036]參照圖3，本實施例的特點是:所述脫硝系統(tǒng)還包括一個化鹽桶15，所述化鹽桶15的輸入口分別與第一納濾膜分離設備7和第二納濾膜分離設備9的透過液輸出口連接，其輸出口與換熱器的輸入口連接。第一納濾膜分離設備7和第二納濾膜分離設備9的透過液在化鹽桶混合后，通過換熱器與高溫淡鹽水換熱，以回收淡鹽水的熱能。其他與實施例2相同。
[0037]對于本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，其特征在于: 1)包括用于收集淡鹽水的第一儲槽、輸送泵、換熱器、水槽、水泵、保安過濾器、第一納濾膜分離設備、第二儲槽、第二納濾膜分離設備、冷凍結(jié)晶裝置、離心機、回流泵、PH值調(diào)節(jié)裝置； 2)所述第一儲槽的輸出口通過輸送泵與換熱器的輸入口連接；所述換熱器的輸出口與水槽的輸入口連接，所述水槽的輸出口通過水泵與保安過濾器的輸入口連接；所述保安過濾器的輸出口與第一納濾膜分離設備的輸入口連接；所述第一納濾膜分離設備的一級濃縮液輸出口與第二儲槽的輸入口連接、其產(chǎn)生的一級透過液輸送至化鹽；第二儲槽的輸出口與第二納濾膜分離設備的輸入口連接；所述第二納濾膜分離設備的二級濃縮液輸出口與冷凍結(jié)晶裝置的輸入口連接、其產(chǎn)生的二級透過液輸送至化鹽；所述冷凍結(jié)晶裝置的硝漿輸出口與離心機的輸入口連接，離心機的母液輸出口通過回流泵與冷凍結(jié)晶裝置的輸入口連接；PH值調(diào)節(jié)裝置的投料口與水槽的入口管道相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述第一納濾膜分離設備中的納濾膜為聚酰胺納濾膜。
3.根據(jù)權利要求1所述的淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述第二納濾膜分離設備中的納濾膜為聚酰胺納濾膜。
4.根據(jù)權利要求1所述的淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述水泵與保安過濾器之間通過活性炭過濾器連接；所述活性炭過濾器的輸入口與水泵連接，其輸出口與保安過濾器的輸入口連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的淡鹽水膜法脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱器為鈦板換熱器。
【文檔編號】C02F9/08GK203683295SQ201320893122
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】莫新來, 陳勝利, 莫明光, 譚子斌, 覃濤 申請人:廣州新普利節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>