一种全卤制碱用的卤水脱硝除铵一体化处理系统的制作方法

本发明涉及卤水制碱技术领域，尤其涉及一种全卤制碱用的卤水脱硝除铵一体化处理系统。

背景技术：

氯碱生产能耗高，并有一定的污染性。国家要求烧碱行业新项目必须使用离子膜法制碱工艺，旧的隔膜电解工艺限期淘汰。然而，新的离子膜烧碱生产工艺对电解槽的盐水各项指标要求非常严格，一般使用离子膜法生产烧碱的企业很少使用卤水制碱，基本上使用固体盐溶解成饱和盐水，再进行处理。为了适应新的烧碱行业节能减排要求，国内部分厂家开始研究进行部分或全部使用卤水进行制碱，其中陕西金泰化学有限公司在掺卤制碱方面较为突出，目前已实现全卤制碱。

行业内已经有全卤制碱工艺，但对卤水的质量要求比较高。卤水经过除铵脱硝处理将ss控制在0.3ppm以下，钙镁离子用滴定检测为0，用icp检测约在200ppb，不含游离氯，总铵小于2ppm，硫酸根离子小于3g/l。全卤制碱实现后，在保证成品碱质量不受影响的前提下，原有的一次盐水精制不需要固体盐，全部为外界管道输送来的卤水，不仅降低原盐采购，减少化盐的生产水，同时也大大降低精制剂与蒸汽的消耗，实现了节能降耗，保证能企业可持续发展。

卤水中有多种物质可影响盐水质量，盐水质量直接影响离子膜及阴阳极网性能进而影响成品碱质量。如卤水中nh4⁺含量较高，在电解槽中会生成ncl3，富集在液氯中，累积到一定浓度就会在外界环境的诱发下爆炸，造成大的事故，这也是许多企业不敢加大卤水用量的主要原因。又如卤水中含有大量的na2so4(质量浓度约10g/l)，若不及时处理，积累到一定程度，na2so4会在阴极液中析出，覆盖在阴极液表面，加大氢气小水泡的逸出压力，从而使h2反渗到阳极区，造成氯中含氢升高而引发爆炸，同时会使槽电压升高电耗增加。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种全卤制碱用的卤水脱硝除铵一体化处理系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种全卤制碱用的卤水脱硝除铵一体化处理系统，沿卤水进料依次包括活性炭过滤器、一次折流槽、二次折流槽、除铵塔、10℃冷凝室、三次折流槽、四次折流槽、高压泵、陶瓷纳滤膜、5℃冷凝室及双级推料离心机，卤水从所述活性炭过滤器顶部进入，经过活性炭过滤滤除大部分悬浮物及有机物杂质，活性炭过滤器底壁设有低温加热板，活性炭过滤器侧壁底部还通入有100℃的沸水，用于快速传质传热；

卤水温度至50±5℃时，依次进入一次折流槽和二次折流槽，将次氯酸钠分两批次与卤水反应，将卤水中的铵盐转变成极易挥发的单氯胺和二氯胺；

卤水流入除铵塔，除铵塔中部设有冲击风扇，卤水流落至冲击风扇一侧上方位置，冲击风扇另一侧下方位置鼓入压缩空气，通过压缩空气带动冲击风扇高速旋转，起到造雾、吹扫及气流带动的作用，挥发性气雾经由除铵塔顶流入25℃冷凝室，经冷凝后得到单氯胺和二氯胺液体并收集，达到除nh4⁺目的；

将除铵后的卤水预先通过10℃冷凝室降温，降温后一次经过三次折流槽及四次折流槽，其中三次折流槽加入盐酸调节ph值在4~8之间，四次折流槽加入na2so3去除游离氯；

再经由高压泵送入陶瓷纳滤膜压滤，陶瓷纳滤膜一侧得截留贫硝液，另一侧得出膜富硝液；

出膜富硝液经过5℃冷凝室冷却，使na2so4初步结晶，最后进入双级推料离心机，一方面形成na2so4·10h2o排出系统，另一方面得到分离贫硝液，将分离贫硝液和截留贫硝液合并，即得到成品的回收水；

该回收水经过除铵脱硝一体处理，作为烧碱的生产原料，可按比例与生产水及含盐冷凝液混合，以实现适当的制碱液浓度，从而实现全卤或部分掺卤的制碱过程。

优选地，所述低温加热板的温度范围为70-80℃。

进一步地，所述次氯酸钠分两批次的比重为：一次折流槽添加10-20%，二次折流槽添加80-90%。

进一步地，所述回收水进一步去一次盐水化盐。

进一步地，所得十水硫酸钠送去元明粉工序。

进一步地，所述回收水在制碱过程中，经过icp分析仪取样监控，如制碱液中nh4⁺含量无法降低，则减少回收水用量，补充含盐冷凝液或生产水代替；当制碱液内硫酸根含量升高时，增加脱氯淡盐水去制盐流量，同时一次盐水补充含盐冷凝液或生产水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过活性炭过滤-传热传质快速升温-分批加入次氯酸钠-冲击除铵的过程，快速去除卤水中铵盐成分；除铵的同时可能引入部分游离氯，因此再采用10℃预冷凝-盐酸调ph-亚硫酸钠除游离氯-纳滤-5℃冷凝-双料挤出离心处理的过程，得到脱硝除铵一体处理的回收水，通过与生产水及含盐冷凝液混合，以实现适当的制碱液浓度，从而实现全卤或部分掺卤的制碱过程；

2.本发明中富硝液和贫硝液按序分离或合并，各工序及设备之间有相互加强作用，脱硝效率高、成本较低，得到回收水产品符合制碱要求。

附图说明

图1为本发明提出的一种全卤制碱用的卤水脱硝除铵一体化处理系统的结构示意图（水平放置）。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种全卤制碱用的卤水脱硝除铵一体化处理系统，沿卤水进料依次包括活性炭过滤器、一次折流槽、二次折流槽、除铵塔、10℃冷凝室、三次折流槽、四次折流槽、高压泵、陶瓷纳滤膜、5℃冷凝室及双级推料离心机，具体过程如下：卤水从所述活性炭过滤器顶部进入，经过活性炭过滤滤除大部分悬浮物及有机物杂质，活性炭过滤器底壁设有低温加热板，活性炭过滤器侧壁底部还通入有100℃的沸水，用于快速传质传热；卤水温度至50±5℃时，依次进入一次折流槽和二次折流槽，将次氯酸钠分两批次与卤水反应，将卤水中的铵盐转变成极易挥发的单氯胺和二氯胺；卤水流入除铵塔，除铵塔中部设有冲击风扇，卤水流落至冲击风扇一侧上方位置，冲击风扇另一侧下方位置鼓入压缩空气，通过压缩空气带动冲击风扇高速旋转，起到造雾、吹扫及气流带动的作用，挥发性气雾经由除铵塔顶流入25℃冷凝室，经冷凝后得到单氯胺和二氯胺液体并收集，达到除nh4⁺目的；将除铵后的卤水预先通过10℃冷凝室降温，降温后一次经过三次折流槽及四次折流槽，其中三次折流槽加入盐酸调节ph值在4~8之间，四次折流槽加入na2so3去除游离氯；再经由高压泵送入陶瓷纳滤膜压滤，陶瓷纳滤膜一侧得截留贫硝液，另一侧得出膜富硝液；出膜富硝液经过5℃冷凝室冷却，使na2so4初步结晶，最后进入双级推料离心机，一方面形成na2so4·10h2o排出系统，另一方面得到分离贫硝液，将分离贫硝液和截留贫硝液合并，即得到成品的回收水；该回收水经过除铵脱硝一体处理，作为烧碱的生产原料，可按比例与生产水及含盐冷凝液混合，以实现适当的制碱液浓度，从而实现全卤或部分掺卤的制碱过程；所述回收水在制碱过程中，经过icp分析仪取样监控，如制碱液中nh4⁺含量无法降低，则减少回收水用量，补充含盐冷凝液或生产水代替；当制碱液内硫酸根含量升高时，增加脱氯淡盐水去制盐流量，同时一次盐水补充含盐冷凝液或生产水。

实际操作过程中，卤水中有多种物质可影响盐水质量，盐水质量直接影响离子膜及阴阳极网性能进而影响成品碱质量。因此，研究不同掺卤量对碱质量的影响需在新电解槽及离子膜的前提下。而目前旭化成电解槽已运行近8年，阴阳极网及离子膜均在寿命终了期，若要研究不同掺卤量对电解槽、离子膜及碱质量的影响，必须更换阴阳极网及离子膜。计划自2020年3月起每个月更换一台电解槽阴阳极网及离子膜，同时对已更换的电解槽各项技术指标持续跟踪并收集数据，在保证成品碱为优级品的前提下，考虑电耗、原盐成本，适时调整卤水掺比，并继续跟踪收集数据，最总找到两者最佳平衡点，形成成果报告。

截止2020年3月份，本公司按照以上发明的设备方法，已经取得初步效果，具体如下：

1、成品碱各项指标达到优级品标准。

2、旭化成电解槽直流电耗在2160kwh/吨碱以下。

3、掺卤比达到15%以上。

预计将取得以下经济与社会效果：一线旭化成电解槽目前年产烧碱能力约16万吨，所需工业盐约24.32万吨。工业盐成本约300元/吨，卤水折合工业盐成本约41元/吨，按掺卤15%计算，全年可节约用盐成本944.8万元，具有较好的经济效益。

并且进一步研究本发明的成果转化难易分析及推广应用前景，得出以下结论：本发明成果可直接应用于二线电解槽及二期装置，在除铵工序分别增加去二线三线卤水管道即可实现全部掺卤运行。若全部按照掺卤15%计算，待二期完全建成投产后，全年可节约原盐成本2834.4万元，在行业内具有很大的推广应用价值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。