一種去除高濃度鹽水中toc的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于離子膜制堿工業(yè)中的TOC控制領(lǐng)域，具體涉及一種去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]TOC是有機(jī)碳的總稱，離子膜制堿工藝對(duì)鹽水中的有機(jī)碳TOC的控制指標(biāo)要求小于lOppm。鹽水進(jìn)料中有機(jī)污染物含量過(guò)高，會(huì)對(duì)離子膜、電解槽的性能產(chǎn)生不利的影響，主要影響有:T0C降低膜的有效面積，槽電壓上升;TOC使離子膜膨脹和間斷脫液，同時(shí)降低了阻止陰離子的能力，降低膜的電流效率，膜的長(zhǎng)時(shí)間脫液，還會(huì)造成電流效率的永久性下降；TOC造成電解槽內(nèi)的氯氫壓力波動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使膜形成針孔，產(chǎn)品品質(zhì)下降;TOC會(huì)破壞離子膜結(jié)構(gòu)，造成離子膜不可完全恢復(fù)的損傷，縮短膜的使用壽命;TOC通過(guò)不透過(guò)性的覆蓋陽(yáng)極涂層，降低陽(yáng)極的活性區(qū)域，使槽電壓升高，電流分布變差;也能透過(guò)性的覆蓋陽(yáng)極涂層，限制氯離子接近陽(yáng)極，增加氧氣的產(chǎn)生，造成陽(yáng)極涂層過(guò)早失效，縮短陽(yáng)極的使用壽命;TOC在電解槽內(nèi)的反應(yīng)物(氯碳化合物)會(huì)覆蓋在電極表面，引起分解電壓升高，電耗增加;TOC會(huì)降低氯氣純度和電流效率。上述影響中有些影響是永久性的，無(wú)法挽救，對(duì)企業(yè)造成很大損失。
[0003]為了離子膜制堿工藝低能耗經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須嚴(yán)格控制鹽水進(jìn)料中的TOC。但目前在國(guó)內(nèi)和業(yè)界還沒(méi)有較好的去除高濃度鹽水中TOC的辦法和工藝，只是強(qiáng)調(diào)源頭原鹽的控制及減少污染環(huán)節(jié)的帶入。我公司離子膜全鹵制堿項(xiàng)目于2010年10月投產(chǎn)，2013年因地下鹵水礦品發(fā)生變化，鹽水進(jìn)料TOC在170ppm左右，嚴(yán)重的TOC超標(biāo)，導(dǎo)致槽電壓上漲迅猛，電流效率加速下降，產(chǎn)品品質(zhì)下降，拆卸檢查發(fā)現(xiàn)膜起泡、陽(yáng)極涂層損壞，迫使對(duì)原裝置的電解槽、離子膜進(jìn)行了全部的更換。可見(jiàn)，TOC超標(biāo)對(duì)離子膜工藝造成的惡劣影響，迫切需要解決鹽水中TOC超標(biāo)的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)和方法，使用該系統(tǒng)和方法可以達(dá)到有效降低鹽水中TOC的目的。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)，包括鹽水進(jìn)料管、堿液進(jìn)料管、純凈水管、廢液排出管、濾液流出管和豎直放置的吸附樹(shù)脂塔，所述吸附樹(shù)脂塔的頂部開(kāi)設(shè)有鹽水進(jìn)口、堿液進(jìn)口和純凈水進(jìn)口，所述吸附樹(shù)脂塔的底部開(kāi)設(shè)有廢液出口和濾液出口，所述鹽水進(jìn)口與所述鹽水進(jìn)料管連通，所述堿液進(jìn)口與所述堿液進(jìn)料管連通，所述純凈水進(jìn)口與所述純凈水管連通，所述廢液出口與廢液排出管連通，所述濾液出口與所述濾液流出管連通；
[0006]所述鹽水進(jìn)料管上設(shè)置有支管口，所述支管口與鹽酸管道連通，所述鹽酸管道內(nèi)的鹽酸溶液能夠通過(guò)所述支管口與所述鹽水進(jìn)料管內(nèi)的鹽水混合，所述鹽酸管道上設(shè)置有鹽酸控制閥，所述支管口及所述鹽水進(jìn)口之間的鹽水進(jìn)料管道上設(shè)置有PH自動(dòng)檢測(cè)裝置和流量控制裝置，所述廢液排出管上設(shè)置有排液閥，所述濾液流出管上設(shè)置有流量控制裝置，所述堿液進(jìn)料管上設(shè)置有堿液進(jìn)料閥，所述純凈水管上設(shè)置有純凈水閥；
[0007]所述吸附樹(shù)脂塔的頂部還設(shè)置有用于維持吸附樹(shù)脂塔內(nèi)氣壓與外界大氣壓相平衡的排空裝置。
[0008]另外，容易想到的是，所述鹽水進(jìn)料管遠(yuǎn)離所述吸附樹(shù)脂塔的一端連通鹽水儲(chǔ)罐，靠近鹽水儲(chǔ)罐的鹽水進(jìn)料管上設(shè)置有輸料栗;所述鹽酸管道遠(yuǎn)離所述支管口的一端連通鹽酸儲(chǔ)罐;所述堿液進(jìn)料管遠(yuǎn)離所述吸附樹(shù)脂塔的一端連通堿液儲(chǔ)罐;所述濾液流出管遠(yuǎn)離所述吸附樹(shù)脂塔的一端連通有鹽水中轉(zhuǎn)罐或作為潔凈原料直接輸送至離子膜制堿車(chē)間;所述廢液排出管排出的液體直接流入污水池進(jìn)行污水處理。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述的去除TOC的系統(tǒng)還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步，所述pH自動(dòng)檢測(cè)裝置為在線pH檢測(cè)儀或pH傳感器。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述流量控制裝置包括流量控制閥和流量指示器。
[0012]進(jìn)一步，所述排空裝置為與所述吸附樹(shù)脂塔內(nèi)部連通的排空彎管。
[0013]進(jìn)一步，所述堿液進(jìn)料閥、純凈水閥、排液閥和鹽酸控制閥均為電磁閥。使用電磁閥便于信息集中和自動(dòng)化控制。
[0014]進(jìn)一步，還包括至少一個(gè)與所述吸附樹(shù)脂塔及其連接結(jié)構(gòu)完全相同的備用樹(shù)脂塔，所述備用樹(shù)脂塔與所述吸附樹(shù)脂塔并聯(lián)。
[0015]本發(fā)明還提供一種去除高濃度鹽水中TOC的方法，包括如下步驟:
[0016]a.樹(shù)脂活化:僅打開(kāi)堿液進(jìn)料閥和排液閥，通過(guò)吸附樹(shù)脂塔頂部的堿液進(jìn)料管加入堿溶液，堿溶液經(jīng)吸附樹(shù)脂塔的塔內(nèi)分布器均勻透過(guò)樹(shù)脂層后關(guān)閉排液閥，堿溶液完全浸沒(méi)樹(shù)脂后關(guān)閉堿液進(jìn)料閥，充分浸泡樹(shù)脂至其被完全激活，打開(kāi)樹(shù)脂塔底部的排液閥，塔內(nèi)溶液經(jīng)廢液排出管全部排出，打開(kāi)純凈水閥門(mén)，通過(guò)吸附樹(shù)脂塔頂部的純凈水管道加入純凈水，純凈水經(jīng)樹(shù)脂塔塔內(nèi)分布器均勻透過(guò)樹(shù)脂層對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行洗滌，洗至廢液排出管中的液體呈中性或弱堿性后關(guān)閉所有閥門(mén)，得到樹(shù)脂活化了的吸附樹(shù)脂塔。
[0017]b.吸附去除T0C:鹽水經(jīng)吸附樹(shù)脂塔頂部的鹽水進(jìn)料管送入樹(shù)脂活化了的吸附樹(shù)脂塔內(nèi)，同時(shí)通過(guò)管道加酸將鹽水的pH值調(diào)整至1-3之間，鹽水經(jīng)吸附樹(shù)脂塔塔內(nèi)分布器均勻透過(guò)樹(shù)脂層，鹽水中的TOC被樹(shù)脂吸附，去除TOC后的鹽水經(jīng)樹(shù)脂塔塔內(nèi)隔板匯聚于吸附樹(shù)脂塔底部，經(jīng)底部濾液流出管流出。通過(guò)調(diào)節(jié)吸附樹(shù)脂塔頂部鹽水進(jìn)料管和底部濾液流出管上的流量控制閥，控制流量大小以保證鹽水在吸附樹(shù)脂塔內(nèi)停留適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，從而讓鹽水中的TOC被樹(shù)脂充分吸附。流量控制閥調(diào)節(jié)的流量是否適當(dāng)，以檢測(cè)濾液流出管流出的鹽水中TOC含量是否達(dá)到要求為準(zhǔn)，通常要求為T(mén)OC含量小于lOppm。
[0018]c.樹(shù)脂再生:當(dāng)吸附樹(shù)脂塔內(nèi)的樹(shù)脂吸附TOC的能力明顯下降后(已持續(xù)運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，通過(guò)調(diào)整流量控制閥已經(jīng)無(wú)法保證在符合生產(chǎn)要求的時(shí)間內(nèi)使濾液流出管流出的鹽水的TOC含量降低至1ppm以下)，關(guān)閉吸附樹(shù)脂塔頂部鹽水進(jìn)料管上的流量控制閥，停止鹽水供入，同時(shí)啟用與吸附樹(shù)塔并聯(lián)且樹(shù)脂已活化的備用樹(shù)脂塔按步驟b對(duì)鹽水中的TOC進(jìn)行吸附，已停止鹽水供入的原吸附樹(shù)脂塔內(nèi)的剩余鹽水通過(guò)靜壓全部流出后，重復(fù)步驟a對(duì)原吸附樹(shù)脂塔內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行活化。
[0019]具體的，步驟a中使用的堿溶液為氫氧化鈉溶液，其質(zhì)量濃度為不低于3%。
[0020]具體的，步驟a中的樹(shù)脂為大孔吸附樹(shù)脂，步驟a中堿液浸泡樹(shù)脂至其完全激活所用時(shí)間為2-3小時(shí)。
[0021 ]具體的，步驟a中所述的管道加酸使用的酸為鹽酸溶液，鹽酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%以上。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:目前，國(guó)際、國(guó)內(nèi)尚無(wú)對(duì)高濃度鹽水中TOC進(jìn)行去除的設(shè)備和方法，本發(fā)明提供的去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和連續(xù)化生產(chǎn);使用樹(shù)脂對(duì)TOC進(jìn)行吸附，去除效率高，同時(shí)樹(shù)脂易解吸再生、性能穩(wěn)定、可反復(fù)使用;本發(fā)明提供的去除高濃度鹽水中TOC的方法簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和連續(xù)化生產(chǎn)，有助于節(jié)省生產(chǎn)成本;綜上所述，本發(fā)明提供的去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)及方法適用于工業(yè)生產(chǎn)，有極大的市場(chǎng)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明提供的一種去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)示意圖；
[0024]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0025]1.吸附樹(shù)脂塔;2.鹽水進(jìn)料管;3.堿液進(jìn)料管;4.鹽酸管道;5.純凈水管;6.濾液流出管;7.廢液排出管;8.pH自動(dòng)檢測(cè)裝置;9.流量控制閥；10.流量指示器；11.堿液進(jìn)料閥；12.純凈水閥；13.排液閥；14.排空彎管；15.鹽酸控制閥。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供一種去除高濃度鹽水中TOC的系統(tǒng)，包括鹽水進(jìn)料管2、堿液進(jìn)料管3、純凈水管5、廢液排出管7、濾液流出管6和豎直放置的吸附吸附樹(shù)脂塔I，所述吸附樹(shù)脂塔I的頂部開(kāi)設(shè)有鹽水進(jìn)口、堿液進(jìn)口和純凈水進(jìn)口，所述吸附樹(shù)脂塔I的底部開(kāi)設(shè)有廢液出口和濾液出口，所述鹽水進(jìn)口與所述鹽水進(jìn)料管2連通，所述堿液進(jìn)口與所述堿液進(jìn)料管3連通，所述純凈水進(jìn)口與所述純凈水管5連通，所述廢液出口與廢液排出管7連通，所述濾液出口與所述濾液流出管6連通；
[0028]所述鹽水進(jìn)料管2上設(shè)置有支管口，所述支管口與鹽酸管道4連通，所述鹽酸管道4內(nèi)的鹽酸溶液能夠通過(guò)所述支管口與所述鹽水進(jìn)料管2內(nèi)的鹽水混合，所述鹽酸管道4上設(shè)置有鹽酸控制閥15，所述支管口及所述鹽水進(jìn)口之間的鹽水進(jìn)料管2道上設(shè)置有pH自動(dòng)檢測(cè)裝置8和流量控制裝置，所述廢液排出管7上設(shè)置有排液閥13，所述濾液流出管6上設(shè)置有流量控制裝置，所述堿液進(jìn)料管3上設(shè)置有堿液進(jìn)料閥11，所述純凈水管5上設(shè)置有純凈水閥12;
[0029]所述吸附樹(shù)脂塔I的頂部還設(shè)置有用于維持吸附樹(shù)脂塔I內(nèi)氣壓與外界大氣壓相平衡的排空裝置。
[0030]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的系統(tǒng)還可以有如下進(jìn)一步改進(jìn)。
[0031 ]進(jìn)一步，所述pH自動(dòng)檢測(cè)裝置8為在線pH檢測(cè)儀或pH傳感器。
[0032]進(jìn)一步，所述流量控制裝置包括流量控制閥9和流量指示器10。
[0033]進(jìn)一步，所述排空裝置為與所述吸附樹(shù)脂塔I內(nèi)部連通的排空彎管14。
[0034]進(jìn)一步，所述堿液進(jìn)料閥11、純凈水閥12、排液閥13和鹽酸控制閥15均為電磁閥。
[0035]進(jìn)一步，還包括至少一個(gè)與所述吸附樹(shù)脂塔I及其連接結(jié)構(gòu)完全相同的備用樹(shù)脂塔，所述備用樹(shù)脂塔與所述吸附樹(shù)脂塔I并聯(lián)。
[0036]實(shí)施例1
[0037]使上述系統(tǒng)對(duì)TOC含量200ppm的高濃度氯化鈉鹽水進(jìn)行TOC的去除，所述高濃度氯化鈉鹽水的溫度接近室溫且固態(tài)懸浮物(ss)含量在1ppm以下，去除TOC的其具體步驟如下:
[0038]a.樹(shù)脂活化:僅打開(kāi)堿液進(jìn)料閥和排液閥，通過(guò)吸附樹(shù)脂塔頂部的堿液進(jìn)料管加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液經(jīng)吸附樹(shù)脂塔的塔內(nèi)分布器均勻透過(guò)樹(shù)脂層后關(guān)閉排液閥，氫氧化鈉溶液完全浸沒(méi)樹(shù)脂后關(guān)閉堿液進(jìn)料閥，浸泡樹(shù)脂3小時(shí)至其