专利名称：淡盐水膜法脱硝工艺及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及氯碱领域，特别是涉及一种淡盐水膜法脱硝工艺及其装置。
背景技术：
淡盐水膜法脱硝工艺主要是去除盐水中的硫酸根，因为硫酸根的富集容易影响膜的使用寿命。在制碱工艺中，硫酸根的带入主要原因有二，一是生产原料含硫酸根；二是盐水电解后使用化学脱氯时，需添加还原剂亚硫酸钠，从而 产生硫酸根。现有淡盐水膜法脱硝工艺中，存在以下缺陷单级加亚硫酸钠和调节PH时，亚硫酸钠不能稳定控制，只能过量添加，造成加药浪费和增加氯化物的产生，对膜造成至命损坏，过量的加硫酸钠会增加入膜的硫酸根，增加系统运行负荷及运行成本。同时单级调节淡盐水的PH值可信度不高。在降温过程中，现有淡盐水膜法脱硝工艺采用二级降温，容易使余热回收不彻底，导致部分热量浪费，消耗大量循环。在膜法脱硝过程中，现有淡盐水膜法脱硝工艺采用二级脱硝，这样会导致能耗上升，故障点及维护费用高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种淡盐水膜法脱硝工艺及其装置，能够充分回收余热，减少能耗，同时确保膜的安全运行。为解决上述技术问题，本发明提供一种淡盐水膜法脱硝工艺，包括在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠；对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温；将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。其中，上述在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠的步骤包括在脱氯淡盐水进入储水槽前，先粗调脱氯淡盐水的PH值，然后粗加亚硫酸钠；及在脱氯淡盐水流出储水槽后，先精调脱氯淡盐水的PH值，然后精加亚硫酸钠。其中，上述对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温的步骤包括一级钛板换采用冷源精盐水进行换热降温；二级钛板换采用冷源贫硝液进行换热降温；及三级钛板换采用冷源循环水进行换热降温。其中，上述将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液的步骤之后包括贫硝液用于化盐工序，富硝液用于降温结晶工序。其中，上述富硝液用于降温结晶工序的步骤包括富硝液首先进入结晶器，然后其上浮清液流入母液冷却器，通过母液冷却器进行降温；母液冷却器降温后的上浮清液与流入结晶器的富硝液进行混合降温后，结晶器对其进行结晶，获得晶浆液，其中，结晶产物为十水硫酸钠。其中，上述母液冷却器降温后的上浮清液与流入结晶器的富硝液进行混合降温后，，结晶器对其进行结晶，获得晶浆液的步骤之后包括对晶浆液进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。为解决上述技术问题，本发明还提供一种淡盐水膜法脱硝装置，包括加药模块，用于在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠；降温模块，用于对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温；脱硝模块，用于将降温后的脱氯淡盐水通过一级膜法脱硝系统进行脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。其中，加药模块具体用于在脱氯淡盐水进入储水槽前，先粗调脱氯淡盐水的PH值，然后粗加亚硫酸钠；及在脱氯淡盐水流出储水槽后，先精调脱氯淡盐水的PH值，然后精加亚硫酸钠。其中，降温模块对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温，具体为一级钛板换采用冷源精盐水进行换热降温；二级钛 板换采用冷源贫硝液进行换热降温；三级钛板换采用冷却循环水进行换热降温。其中，脱硝装置包括降温结晶模块，用于在脱硝模块对脱氯淡盐水进行脱硝后，将获得的富硝液进行降温结晶。其中，降温结晶模块包括母液冷却器，用于对经过结晶器流入的富硝液的上浮清液进行降温；结晶器，用于在母液冷却器降温后的上浮清液再次流入结晶器后与结晶器内的富硝液进行混合后，对其进行结晶，获得晶浆液，其中，结晶产物为十水硫酸钠。其中，脱硝装置包括固液分离模块，用于对结晶器产生的晶浆液进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。本发明的有益效果是本发明的淡盐水膜法脱硝工艺具体为首先在在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠，通过二级加亚硫酸钠避免现有技术中由于加亚硫酸钠不够或过量而对膜造成的损害。然后对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温，确保余热的充分回收。最后将降温后的脱氯淡盐水通过一级膜法脱硝系统进行脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。通过上述方式，本发明能够充分回收余热，减少能耗，同时确保膜的安全运行。
图I是本发明淡盐水膜法脱硝工艺一实施例的流程示意图；图2是本发明淡盐水膜法脱硝工艺另一实施例的流程示意图；图3是本发明淡盐水膜法脱硝装置一实施例的结构示意图；图4是本发明淡盐水膜法脱硝装置另一实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。图I是本发明淡盐水膜法脱硝工艺一实施例的流程示意图，如图所示，包括以下步骤步骤101，在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠；加入亚硫酸钠的作用为去除脱氯淡盐水中存在的氯，从而避免氯对膜的损伤。在淡盐水膜法脱硝工艺中，加亚硫酸钠称之为加药。稳定控制加药量的前提是确保脱氯淡盐水的水流量和PH值波动相对比较平稳。本实施例具体加药方式如下A. 一级加亚硫酸钠在脱氯淡盐水进入储水槽前，首先粗调其PH，调节试剂如稀盐酸等，由于亚硫酸钠在碱性条件下反应效果较好，因此将PH值控制在8-9之间(弱碱性)，经混合器混合后再粗加入亚硫酸钠，加入亚硫酸钠的量比脱氯淡盐水含游离氯的平均值稍大一些。然后通过管道进入储水槽。B. 二级加亚硫酸钠在储水槽出水管上，精调脱氯淡盐水的PH值，具体为将PH值的控制方式与PH仪表信号联锁。然后再精加亚硫酸钠，以避免加盐酸时带入部分余氯对膜造成的损坏，具体精加的控制方式与ORP仪表信号联锁，起到双重保护作用。本实施例通过二级加药方式和合理的加药位置，确保膜的安全、稳定。 在二级加入亚硫酸钠后，脱氯淡盐水流至增压泵。步骤102,对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温；对增压泵流出的脱氯淡盐水，温度比较高，需要进行降温处理，在本实施例中，进行三级降温，以确保余热的充分回收，并减少循环水的用量。具体为首先一级钛板换采用冷源精盐水进行换热降温，然后二级钛板换采用冷源贫硝液进行换热降温，最后三级钛板换采用冷源冷却循环水进行换热降温。确保脱氯淡盐水的温度在35°C左右。其中，为了提高效益的最大化，一级钛板换的冷源精盐水为制碱工序中的盐水。二级钛板换的冷源贫硝液为淡盐水膜法脱硝工艺中产生的贫硝液。经过三级降温后的脱氯淡盐水，通过活性炭过滤器进一步除氯，然后流向缓冲槽，再至高压泵。步骤103，将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。脱氯淡盐水经过步骤101和步骤102的前期预处理后，进行一级膜法脱硝，由于膜孔直径刚好介于一二价离子之间，并具有负电荷，因此对硫酸盐具有极高的脱除能力，而对氯化钠有很好的透过能力，且运行安全、灵活及操作简单。其中，经过一级膜法脱硝的富硝液含硝量达85g/l，同时减少能耗。其中，部分富硝液会流入缓冲槽，以确保缓冲槽的稳定。其中，经过一级膜法脱硝的贫硝液用于化盐工序，富硝液用于降温结晶工序。富硝液的降温结晶主要是将硫酸根结晶，以便分离，具体过程如下在富硝液流入结晶器前，先进行PH值调节，然后将流入结晶器的富硝液通过富硝泵将其上浮清液泵入母液冷却器，对上浮清液进行降温。具体为通过冷水槽、冷水泵和冷水机组对母液冷却器进行循环降温。降温后的上浮清液重新由母液冷却器流入结晶器，与结晶器内的富硝液进行混合后，结晶器对其进行结晶，获得晶浆液，其中，结晶产物为十水硫酸钠。晶浆泵将获得的晶浆液泵入离心机，通过离心机进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。清液通过分离清液槽和清液泵再次流入结晶器，重新结晶分离。其中，母液冷却器需要利用冲洗槽和冲洗泵对其进行冲洗，冲洗后的液体一部分流入母液冷却器；另一部分流入储水槽，以确保储水槽的稳定性。其中，在图I所示的实施例中，还可延长钛板换的堵塞周期，同时优化了结晶器的结构。结晶器的具体优化方式为，所有入料从顶部进，并增加导流筒，延长富硝液与降温后结晶清液混合时间及晶种长大时间。同时从顶部入料方式也可降低母液冷却器的出料压头，延长母液冷却器堵塞周期。还可优化结晶区集斗结构，提闻集料和排料效率。图2是本发明淡盐水膜法脱硝工艺另一实施例的流程示意图，如图所示，包括以下步骤 步骤201，在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠；步骤202,对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温；步骤203，将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝；步骤204，对富硝液进行降温结晶，产生晶浆液；步骤205，利用离心机对晶浆液进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。步骤201-205所述的内容在图I所示的实施例中，均有详细的描述，在此不再赘述。图3是本发明淡盐水膜法脱硝装置一实施例的结构示意图，如图所示，包括加药模块301、降温模块302、脱硝模块303、降温结晶模块304及固液分离模块305。其中，加药模块301用于在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠；降温模块302用于对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温；脱硝模块303用于将降温后的脱氯淡盐水通过一级膜法脱硝系统进行脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝；降温结晶模块304用于在脱硝模块303对脱氯淡盐水进行脱硝后，将获得的富硝液进行降温结晶；固液分离模块305用于对降温结晶模块304产生的晶浆液进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。其中，加药模块301具体用于在脱氯淡盐水进入储水槽前，先粗调脱氯淡盐水的PH值，然后粗加亚硫酸钠；及在脱氯淡盐水流出储水槽后，先精调脱氯淡盐水的PH值，然后精加亚硫酸钠。降温模块302对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温，具体为一级钛板换采用冷源精盐水进行换热降温；二级钛板换采用冷源贫硝液进行换热降温；三级钛板换采用冷源循环水进行换热降温。图4是本发明淡盐水膜法脱硝装置另一实施例的结构示意图，如图所示，包括力口药模块301、降温模块302、脱硝模块303、降温结晶模块304及固液分离模块305。脱硝装置还包括混合器306、储水槽307、增压泵308、活性炭过滤器309，缓冲槽310、高压泵311、分离清液槽312、清液泵313及冲洗模块314。其中，降温模块302包括一级钛板换3021、二级钛板换3022及三级钛板换3023。降温结晶模块304包括结晶器3041、母液冷却器3042、富硝泵3043、冷水机组3044、冷水泵3045、冷水槽3046及晶浆泵3047。冲洗模块314包括冲洗槽3141和冲洗泵3142。其中，固液分离模块305可以是离心机或其他固液分离装置。上述各装置的具体连接方式为，脱氯淡盐水进入储水槽307前，先粗调其PH值，经混合器306混合后，通过加药模块301加入亚硫酸钠，然后通过管道进入储水槽307，在储水槽307的出水管上，先精调脱氯淡盐水的PH值，然后再通过加药模块301加入亚硫酸钠。将加入亚硫酸钠的脱氯淡盐水通过增压泵308泵入降温模块302进行降温，具体为依次通过一级钛板换3021、二级钛板换3022及三级钛板换3023进行降温。降温后的脱氯淡盐水，通过活性炭过滤器309进一步除氯，然后流向缓冲槽310，再至高压泵311。
脱硝装置303对高压泵311泵入的脱氯淡盐水进行脱硝，产生贫硝液和富硝液。贫硝液用于化盐工序，富硝液用于降温结晶工序。其中，部分富硝液会流入缓冲槽310，以确保缓冲槽310的稳定。富硝液通过降温结晶模块304进行结晶，具体为在富硝液流入结晶器3041前，先进行PH值调节，然后将流入结晶器3041的富硝液的上浮清液通过富硝泵3043泵入母液冷却器3042，对其进行降温。具体为通过冷水槽3046、冷水泵3045和冷水机组3044对母液冷却器3042进行循环降温。降温后的上浮清液重新由母液冷却器3042流入结晶器3041，与结晶器3041内的富硝液进行混合后，结晶器3041对其进行结晶，获得晶浆液，其中，结晶产物为十水硫酸钠。晶浆泵3047将获得的晶浆液泵入固液分离模块305，通过固液分离模块305进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。清液通过分离清液槽312和清液泵313再次流入结晶器3041，重新结晶分离。其中，母液冷却器3042需要利用冲洗槽3141和冲洗泵3142对其进行冲洗，冲洗后的液体一部分流入母液冷却器3042 ;另一部分流入储水槽307，以确保储水槽307的稳定性。本发明的淡盐水膜法脱硝工艺具体为首先在在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠，通过二级加亚硫酸钠避免现有技术中由于加亚硫酸钠过少或过量而对膜造成的损害。然后对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温，确保余热的充分回收。最后将降温后的脱氯淡盐水通过一级膜法脱硝系统进行脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。通过上述方式，本发明能够充分回收余热，减少能耗，同时确保膜的安全运行。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种淡盐水膜法脱硝工艺，其特征在于包括 在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠； 对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温； 将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。
2.根据权利要求I所述的脱硝工艺，其特征在于 上述在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠的步骤包括 在脱氯淡盐水进入储水槽前，先粗调所述脱氯淡盐水的PH值，然后粗加亚硫酸钠；及 在脱氯淡盐水流出储水槽后，先精调所述脱氯淡盐水的PH值，然后精加亚硫酸钠。
3.根据权利要求I所述的脱硝工艺，其特征在于 上述对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温的步骤包括 一级钛板换采用冷源精盐水进行换热降温； 二级钛板换采用冷源贫硝液进行换热降温；及 三级钛板换采用冷源循环水进行换热降温。
4.根据权利要求I所述的脱硝工艺，其特征在于 上述将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液的步骤之后包括 所述贫硝液用于化盐工序，富硝液用于降温结晶工序。
5.根据权利要求4所述的脱硝工艺，其特征在于 上述富硝液用于降温结晶工序的步骤包括 富硝液首先进入结晶器，然后其上浮清液流入母液冷却器，通过母液冷却器进行降温； 所述母液冷却器降温后的上浮清液与流入结晶器的富硝液进行混合降温后，结晶器对其进行结晶，获得晶浆液，其中，结晶产物为十水硫酸钠； 上述母液冷却器降温后的上浮清液与流入结晶器的富硝液进行混合降温后，结晶器对其进行结晶，获得晶浆液的步骤之后包括 对所述晶浆液进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，所述十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。
6.一种淡盐水膜法脱硝装置，其特征在于包括 加药模块，用于在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠； 降温模块，用于对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温； 脱硝模块，用于将降温后的脱氯淡盐水通过一级膜法脱硝系统进行脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。
7.根据权利要求6所述的脱硝装置，其特征在于 所述加药模块具体用于在脱氯淡盐水进入储水槽前，先粗调所述脱氯淡盐水的PH值，然后粗加亚硫酸钠；及在脱氯淡盐水流出储水槽后，先精调所述脱氯淡盐水的PH值，然后精加亚硫酸钠。
8.根据权利要求6所述的脱硝装置，其特征在于 所述降温模块对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温，具体为一级钛板换采用冷源精盐水进行换热降温；二级钛板换采用冷源贫硝液进行换热降温；三级钛板换采用冷源循环水进行换热降温。
9.根据权利要求6所述的脱硝装置，其特征在于 所述脱硝装置包括 降温结晶模块，用于在所述脱硝模块对脱氯淡盐水进行脱硝后，将获得的富硝液进行降温结晶； 其中，所述降温结晶模块包括 母液冷却器，用于对经过结晶器流入的富硝液的上浮清液进行降温； 结晶器，用于在所述母液冷却器降温后的上浮清液再次流入结晶器后与所述结晶器内的富硝液进行混合后，对其进行结晶，获得晶浆液，其中，结晶产物为十水硫酸钠。
10.根据权利要求9所述的脱硝装置，其特征在于 所述脱硝装置包括 固液分离模块，用于对所述结晶器产生的晶浆液进行固液分离，产生十水硫酸钠和清液，其中，所述十水硫酸钠可作为成品芒硝进行使用。
全文摘要
本发明公开了一种淡盐水膜法脱硝工艺及其装置，所述淡盐水膜法脱硝工艺包括在脱氯淡盐水进入储水槽前和流出储水槽后，分别加入亚硫酸钠；对加入亚硫酸钠后的脱氯淡盐水通过一级钛板换、二级钛板换及三级钛板换依次进行换热降温；将降温后的脱氯淡盐水进行一级膜法脱硝，获得贫硝液和富硝液，完成脱氯淡盐水的脱硝。通过上述方式，本发明能够充分回收余热，减少能耗，同时确保膜的安全运行。
文档编号C02F1/44GK102774981SQ201210234269
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者余春华, 储立新, 赵欣慰, 陶讯虎 申请人:广州昌硕环保设备有限公司