高硝盐水冷冻脱硝连续生产方法
【专利摘要】本发明提供一种高硝盐水冷冻脱硝的连续生产方法，通过一级、二级预冷器预冷降温，然后通过一至四级冷冻结晶器，硝浆通过离心固液分离工艺后得到芒硝固体，上清液经过旋流等工艺得到低硝淡盐水产品，可以解决设备、管道的堵塞而引起的频繁刷罐、清洗问题，使设备运行周期长，自动化控制程度高，工艺稳定便于操作，可广泛用于氯碱、制盐、废水等行业。
【专利说明】高硝盐水冷冻脱硝连续生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高硝盐水的冷冻脱硝结晶分离技术，尤其涉及用于氯碱、制盐、废水等行业高硝盐水的脱硝处理。
【背景技术】
[0002]在氯碱等领域的膜法脱硝技术中，会产生含高硫酸钠浓度的高硝盐水。现有技术主要有以下处理方式:
(a)直接外排。由于溶液中含有大量的氯化钠和硫酸钠，直接外排不仅造成了当地环境的污染，同时也带来了资源的极大浪费。
[0003](b)常规冷冻法。工艺流程就是高硝盐水通过预冷器换热，预冷后的料液进入冷冻换热器(氨蒸发器)，冷却到一定的温度后析出芒硝，转入芒硝沉降器进行沉降，再通过固液分离得到芒硝固体和低硝淡盐水。由于预冷后的高硝盐水在进入冷冻换热器时，随着温度的降低，芒硝析出极易堵塞冷冻换热器和管道。特别是硫酸钠浓度大于30g/L时，随着芒硝的大量析出，设备和管道堵塞更加严重，导致刷罐频繁，生产周期缩短，同时热量损失严重。
[0004](c)兑卤冷冻法。该工艺采用高硝盐水通过预冷器预冷，将预冷后的料液与经过脱硝处理后的部分低温低硝淡盐水混合，混合后的溶液在芒硝沉降器进行固液分离，得到芒硝固体和低硝淡盐水。分离的低硝淡盐水通过冷冻换热器进一步降温，一部分作为兑卤液返回系统，另外一部分作为低硝淡盐水副产品排出。由于去冷冻换热器的是经过脱硝后的低硝盐水，所以在冷冻换热器中的堵塞现象有所改善。但是由于为使沉降系统出来的低硝淡盐水硫酸根满足氯碱制碱要求，温度控制在_5°C以下，导致出冷冻换热器的低硝盐水温度更低，而且需要兑卤循环量大，导致冷冻换热器的制冷量消耗增加。另外，采用芒硝沉降器进行沉降需要的设备数量多，导致占地面积大，或者只能采用间歇法进行生产，会导致能量损失严重。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种高硝盐水冷冻脱硝的连续生产方法，可以解决设备、管道的堵塞而引起的频繁刷罐、清洗问题，使设备运行周期长，自动化控制程度高，工艺稳定便于操作，可广泛用于氯碱、制盐、废水等行业。
[0006]发明的技术方案:
高硝盐水冷冻脱硝连续生产方法，包括以下工艺步骤:
(a)将温度为40?45°C的原料高硝盐水，通过一级、二级预冷器预冷降温后的温度为18?25°C，冷媒采用一级冷冻结晶器换热器出来温度为8?12°C的低硝淡盐水；
(b)将预冷器出来的料液进入一级冷冻结晶器，降温后的温度为12?17°C，冷媒采用-4?_6°C低硝淡盐水与一级换热器出来的8?12°C部分淡盐水混配成2?8°C后进行换执.(C)从一级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入二级冷冻结晶器，降温后的温度为8?12°C，冷媒采用-8?-9°C冷冻氯化钙盐水与二级换热器出来的2?7°C部分氯化钙盐水混配成-2?2 °C后进行换热；
(d)从二级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入三级冷冻结晶器，降温后的温度为-2?3°C，冷媒采用从四级冷冻结晶器换热器出来的-9?-11°C氯化钙盐水；
(e)从三级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入四级冷冻结晶器，降温后的温度为-4?_7°C，冷媒采用从四级冷冻结晶器换热器出来的-10?-13°C氯化钙盐水；
(f)从四级冷冻结晶器硝腿出来的硝浆泵入旋流器，底流液进入离心机进行脱水后得到固体芒硝，顶流液和离心机甩后液一起作为晶种返回结晶器；
(g)从四级冷冻结晶器上部出来的上清液泵入旋流器，底流液和(f)中的底流液一起进入离心机脱水，顶流液分别作为(b)、(a)中的冷媒换热后作为低硝淡盐水产品排出。
[0007]所述高硝盐水，组分为:硫酸钠浓度为30?120g/L，氯化钠浓度为180?290g/L。优选硫酸钠浓度为60?100g/L，氯化钠浓度为190?270g/L。
[0008]同已有技术的冷冻脱硝方法相比，本发明具有如下有益效果:采用的是四级冷冻结晶器，减少了每级之间的有效温差，避免了因为温差过大带来的芒硝瞬间大量析出引起设备和管道堵塞的问题；另外，在一级、二级冷冻结晶器的冷媒采用了混配工艺，使冷冻换热器的列管内外温差减少，进一步避免了料液因为管壁温差过大带来的堵管现象；同时，采用的冷冻结晶器是强制外循环导流筒式连续结晶器，可以实现连续生产，设备运行周期延长，操作稳定便于控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0010]实施例1:
将硫酸钠浓度81g/L，氯化钠浓度235g/L，温度44°C的原料高硝盐水通过一级、二级预冷器预冷降温至温度为21°C，冷媒采用一级冷冻结晶器换热器出来温度为10°C的低硝淡盐水。预冷器出来的料液进入一级冷冻结晶器，降温后的温度为16°C，冷媒采用_6°C低硝淡盐水与一级换热器出来的10°C部分淡盐水混配成5°C后进入换热器换热。从一级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入二级冷冻结晶器，降温至10°C，冷媒采用从三级冷冻结晶器换热器出来-8.5°C的冷冻氯化钙盐水与二级换热器出来的5°C部分氯化钙盐水混配成(TC后进入换热器换热；从二级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入三级冷冻结晶器，降温至(TC，冷媒采用从四级换热器出来的-10.6°C氯化钙盐水。从三级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入四级冷冻结晶器，降温至-5.5°C，冷媒采用从四级冷冻结晶器换热器出来的-11.5°C氯化钙盐水。从四级冷冻结晶器硝腿出来的硝浆泵入旋流器，底流液进入离心机进行脱水后得到固体芒硝，顶流液和离心机甩后液一起作为晶种返回结晶器。从四级冷冻结晶器上部出来的上清液泵入旋流器，底流液进入离心机脱水，顶流液分别作为一级冷冻结晶器和预冷器的冷媒换热后以低硝淡盐水产品排出，其中，硫酸钠浓度7.2g/L，氯化钠浓度 270.2g/L，温度 38 °C。
[0011]实施例2: 将硫酸钠浓度50g/L，氯化钠浓度270g/L，温度43°C的原料高硝盐水通过一级、二级预冷器预冷降温至温度为20°C，冷媒采用一级冷冻结晶器换热器出来温度为9°C的低硝淡盐水。预冷器出来的料液进入一级冷冻结晶器，降温后的温度为14°C，冷媒采用_6°C低硝淡盐水与一级换热器出来的9°C部分淡盐水混配成4°C后进入换热器换热。从一级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入二级冷冻结晶器，降温至8°C，冷媒采用从三级冷冻结晶器换热器出来-8.8°C的冷冻氯化钙盐水与二级换热器出来的4°C部分氯化钙盐水混配成(TC后进入换热器换热；从二级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入三级冷冻结晶器，降温至_2°C，冷媒采用从四级换热器出来的-1rC氯化钙盐水。从三级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入四级冷冻结晶器，降温至-6°C，冷媒采用从四级冷冻结晶器换热器出来的-12°C氯化钙盐水。从四级冷冻结晶器硝腿出来的硝浆泵入旋流器，底流液进入离心机进行脱水后得到固体芒硝，顶流液和离心机甩后液一起作为晶种返回结晶器。从四级冷冻结晶器上部出来的上清液泵入旋流器，底流液进入离心机脱水，顶流液分别作为一级冷冻结晶器和预冷器的冷媒换热后以低硝淡盐水产品排出，其中硫酸钠浓度7.0g/L，氯化钠浓度290.4g/L，温度 37。。。
【权利要求】
1.高硝盐水冷冻脱硝连续生产方法，其特征在于采用以下工艺步骤: (a)将温度为40?45°C的原料高硝盐水，通过一级、二级预冷器预冷降温至18?25°C，冷媒采用一级冷冻结晶器换热器出来温度为8?12°C的低硝淡盐水； (b)将预冷器出来的料液进入一级冷冻结晶器，降温至12?17°C，冷媒采用-4?-6°C低硝淡盐水与一级换热器出来的10°C部分淡盐水混配成2?8°C后进行换热； (c)从一级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入二级冷冻结晶器，降温后的温度为8?12°C，冷媒采用-8?-9°C冷冻氯化钙盐水与二级换热器出来的5°C部分氯化钙盐水混配成-2?2 °C后进行换热； (d)从二级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入三级冷冻结晶器，降温后的温度为-2?3°C，冷媒采用从四级冷冻结晶器换热器出来的-9?-11°C氯化钙盐水； (e)从三级冷冻结晶器出来的硝浆和母液一起转入四级冷冻结晶器，降温后的温度为-4?_7°C，冷媒采用从四级冷冻结晶器换热器出来的-10?-13°C氯化钙盐水； (f)从四级冷冻结晶器硝腿出来的硝浆泵入旋流器，底流液进入离心机进行脱水后得到固体芒硝，顶流液和离心机甩后液一起作为晶种返回结晶器； (g)从四级冷冻结晶器上部出来的上清液泵入旋流器，底流液和(f)中的底流液一起进入离心机脱水，顶流液分别作为(b)、(a)中的冷媒换热后作为低硝淡盐水产品排出。
2.根据权利要求1所述的高硝盐水冷冻脱硝连续生产方法，其特征在于:所述(a)中原料高硝盐水的组分为:硫酸钠浓度为30?120g/L，氯化钠浓度为180?290g/L。
3.根据权利要求1所述的高硝盐水冷冻脱硝连续生产方法，其特征在于:所述(a)中原料高硝盐水的组分为:硫酸钠浓度为60?100g/L，氯化钠浓度为190?270g/L。
【文档编号】C01D5/00GK104310433SQ201410532180
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】朱利民, 林卫, 张剑军, 李冰 申请人:中国轻工业长沙工程有限公司