一种高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统的制作方法

本实用新型属于工业制碱技术领域，具体涉及一种高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统。

背景技术：

现有高硝卤水制碱企业采用的工艺技术有三种：一种是全卤制碱工艺，但卤水脱硝采用全冷冻脱硝技术，非膜法脱硝技术，投资较大，运行费用高；另两种采用的方法分别是：第一种为淡盐水膜法脱硝掺盐工艺，原盐消耗成本高；第二种是淡盐水膜法脱硝加淡盐水浓缩工艺，投资大，运行费较高。

申请号为201110185103.6的中国专利公开了一种全卤制碱的方法，通过对淡盐水除游离氯、除亚硫酸根和硫酸根以及蒸发浓缩、树脂处理得到二次盐水，达到淡盐水回收的目的。总体上，其能耗高，投资大，并有外加剂的消耗。

总体，目前已有200g/L和250g/L盐水的膜法脱硝技术，饱和盐水(NaCl含量≥300g/L)的纳膜脱硝(SO₄^2-)技术行业内还无应用先例。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统。本实用新型所提供的技术方案为对高硝卤水采用膜法脱硝实现全卤制碱的新技术，可以实现饱和盐水高硝卤水进行全卤离子膜制碱，达到了现场精益化程度高，运行费用最经济，不耗原盐，降低成本的效果。

本实用新型所提供的技术方案如下：

一种高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统，包括采卤输送的高硝卤水管路、TOC吸附子系统、常温有机管式膜过滤子系统、纳滤子系统、冷冻脱硝子系统、脱氨中和子系统、二次精制电解子系统和淡盐水返井管路，所述采卤输送的高硝卤水管路连接所述TOC吸附子系统，所述TOC吸附子系统连接所述常温有机管式膜过滤子系统，所述常温有机管式膜过滤子系统分别连接所述纳滤子系统和所述脱氨中和子系统，所述纳滤子系统分别连接所述冷冻脱硝子系统和所述脱氨中和子系统，所述冻脱硝子系统通过回管连接所述纳滤子系统，所述脱氨中和子系统连接所述二次精制电解子系统，所述二次精制电解子系统连接所述淡盐水返井管路。

所述常温有机管式膜过滤子系统通过分流管路分别连接所述纳滤子系统和所述脱氨中和子系统，分流管路两条管路的流量比为0.8～1.2:1.2～0.8，优选为1:1。

所述纳滤子系统包括膜前段和膜后段，所述膜前端连接所述冷冻脱硝子系统，所述膜后段连接所述脱氨中和子系统。

通过上述技术方案，将纳滤后的少量高硝浓缩液(10m³/h)进行冷冻脱硝，将脱硝盐水循环利用，以减少生产用卤量，降低单位产品的卤水使用量，降低采卤及输卤的电能消耗。

所述淡盐水返井管路连接去盐井，之后可用于采卤。

通过上述技术方案，可将电解后的淡盐水(45m³/h)输送至盐井回注，解决淡盐水的出路问题，以保证全卤制碱，并消除TOC(以及Si、氯酸盐)在系统中聚积。

所述高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统还包括洗脱装置、纳滤膜装置和中和处理装置，所述洗脱装置连接所述TOC吸附子系统，所述TOC吸附子系统连接所述纳滤膜装置，所述纳滤膜装置连接所述中和处理装置并通过回管连接所述TOC吸附子系统，中和处理装置可通过管路再连接老井。

通过上述技术方案，以常温有机管式膜过滤系统对高硝卤水进行常温除钙、镁杂质，不仅可保证60m³/h盐水精制需要，而且技术有所提升，优势突出：一是可在常温下进行超滤运行，节约蒸汽能源，二是不需进行反冲操作，过程简捷，运行稳定，效率高。

通过本实用新型所提供的高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统可以对高硝卤水进行精制膜法脱硝，从而得到脱硝精盐水，用于离子膜制碱工艺。

本实用新型基于“饱和盐水纳膜过滤脱硝技术”、“常温有机管式膜超滤去除钙镁技术”及“树脂吸附去除TOC”三大技术的融合，可将离子膜掺卤制碱工艺改造为高硝卤水全卤离子膜制碱工艺，再无需进行淡盐水膜法脱硝与掺盐重饱和的操作，淡盐水可直接回注盐井化盐，生产流程大大缩短；重要的是不需外购固盐，大大降低了原材料成本。通过本实用新型所提供的高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统，可以对高硝卤水进行精制膜法脱硝，直接得到精盐水，用于离子膜制碱工艺。

附图说明

图1是本实用新型所提供的高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统的系统图。

图2是本实用新型所提供的高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统的5万吨/年全卤离子膜制碱物料平衡原理图。

附图1中，各标号所代表的结构列表如下：

1、采卤输送的高硝卤水管路，2、TOC吸附子系统，3、常温有机管式膜过滤子系统，4、纳滤子系统，5、冷冻脱硝子系统，6、脱氨中和子系统，7、二次精制电解子系统，8、淡盐水返井管路，9、洗脱装置，10、纳滤膜装置，11、中和处理装置。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在一个具体实施方式中，如图1所示，高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统包括采卤输送的高硝卤水管路1、TOC吸附子系统2、常温有机管式膜过滤子系统3、纳滤子系统4、冷冻脱硝子系统5、脱氨中和子系统6、二次精制电解子系统7、淡盐水返井管路8、洗脱装置9、纳滤膜装置10和中和处理装置11。

进高硝卤水管路1连接TOC吸附子系统2，TOC吸附子系统2连接常温有机管式膜过滤子系统3，常温有机管式膜过滤子系统3通过分流管路分别连接纳滤子系统4和脱氨中和子系统6，分流管路两条管路的流量比为1：1。

纳滤子系统4包括膜前段和膜后段，膜前端连接冷冻脱硝子系统5，膜后段连接脱氨中和子系统6冻脱硝子系统通过回管连接纳滤子系统4，脱氨中和子系统6连接二次精制电解子系统7，二次精制电解子系统7连接淡盐水返井管路8，淡盐水管路8连接去盐井。

洗脱装置9连接TOC吸附子系统2，TOC吸附子系统2连接纳滤膜装置10，纳滤膜装置10连接中和处理装置11并通过回管连接TOC吸附子系统2。

实施例

以高硝卤水全卤离子膜制碱的工艺系统进行膜制碱，包括以下步骤：

1)对高硝卤水进行TOC吸附，以TOC吸附系统对高硝卤水进行TOC吸附，高硝卤水进水的盐的浓度为270～305g/L；

2)对经过TOC吸附的高硝卤水以常温有机管式膜过滤系统对高硝卤水进行常温除杂质，杂质主要为钙、镁离子；

3)将经过常温除钙、镁杂质的高硝盐水分两路，第一路高硝盐水通过纳滤脱硝，得到低硝盐水，第二路高硝盐水待脱氨中和，将通过纳滤脱硝得到的高硝的膜前液经过冷冻脱硝后得到冷冻脱硝盐水，再将冷冻脱硝盐水进行纳滤脱硝，第一路高硝盐水与冷冻脱硝盐水一同进入纳滤脱硝系统进行纳滤脱硝，第一路高硝盐水与第二路高硝盐水的流量比为1：1；

4)将低硝盐水与待脱氨中和的高硝盐水混合并进行脱氨中和；

5)将经过脱氨中和的精盐水经二次精制，离子膜电解。生成淡盐水返井。

如图2所示，工作原理如下：

1)首先将卤水输入到TOC吸附塔去除系统，使盐水中TOC含量达到指标要求，≤30mg/L；

2)在TOC吸附系统后配置常温有机管式膜过滤(超滤)系统，以滤除中间反应后的Mg(OH)₂、CaCO₃等杂质，其不仅可以保证60m³/h盐水精制需要，而且是可在常温下进行超滤运行，节约蒸汽能源，不需进行反冲操作，过程简捷，运行稳定，效率高；

3)在超滤系统后配置纳膜过滤(纳滤)系统，以滤除SO₄^2-离子：

纳滤工艺装置可将饱和盐水中SO₄^2-含量由12g/L去除到2g/L，而离子膜电解要求≤8g/L即可，为了既要满足工艺要求，又要减轻纳膜装置负荷，对该单元环节配制为部分盐水纳滤工艺，即：

首先，将超膜过滤盐水(NaCl＝300g/L)分为两部分：

一部分：即其中一半(30m³/h)与少量脱硝盐水(10m³/h)混合后，打入纳膜过滤系统(NF)。经纳滤系统进行纳滤，75％透过滤层，SO₄^2-含量降到2g/L，为“低硝盐水”；而25％的浓缩液，SO₄^2-含量高达42g/L，为“高硝盐水”；

另一部分：即另一半(30m³/h)未经纳滤的盐水与纳滤后的低硝盐水(30m³/h)混合，配制为SO₄^2-含量7g/L的一次盐水，经脱氨中和、二次精制后，电解使用；

其次，将上述纳滤后的少量高硝盐水(浓缩液SO₄^2-含量约42g/L)，进行脱硝处理；脱硝盐水(10m³/h，SO₄^2-含量约10g/L)再返回纳滤系统进行精制使用；

脱氨中和后，NaCl≥300g/L，SO₄^2-≤7g/L。

4)将电解后的淡盐水(45m³/h)输送至盐井回注，解决淡盐水的出路问题，以保证全卤制碱，并消除TOC(以及Si、氯酸盐)在系统中聚积；

5)将纳滤后的少量高硝浓缩液(10m³/h)进行冷冻脱硝，将脱硝盐水循环利用，以减少生产用卤量，降低单位产品的卤水使用量，降低采卤及输卤的电能消耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。