花生油当代化工研究
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工艺与设备2021•07全卤制碱一次盐水系统工艺简介矫姿带
*屈阁1王家忠2
（1.中国天辰工程有限公司天津300400
2.江苏富强化工有限公司江苏257335）
摘要：江苏富强60万吨/年离子膜烧碱中的一次盐水采用全卤工艺。将盐水过滤、膜法除硝、MVR蒸发和元明粉有机的结合起来。流程合理，操作稳定，投资与运行综合费用低，能耗低，三废排放少。 关键词：全卤制碱；卤水精制；MVR蒸发；膜法脱硝；元明粉 中图分类寻：TQ423.2文献标识码：A
Brief Introduction of Primary Brine System of Alkali Production by Total Brine
Qu Ge1,Wang Jiazhong2
(1.China Tianchen Engineering Co.,Ltd.,Tianjin,300400
2.Jiangsu Fuqiang Chemical Co.,Ltd.,Jiangsu,257335)
Abstracts The primary brine in Jiangsu Fuqiang600,000tons/year ion-exchange membrane caustic soda adopts total brine process.Salt water filtration,membrane denitration,MVR evaporation and sodium sulfate are organically combined.Reasonable process,stable operation,low comprehensive cost of i nvestment and operation,low energy consumption and less discharge of w aste gas,waste water and waste residue.
Key words z alkali production by total brines brine refinings MVR evaporation^membrane denitration^sodium sulfate
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近年来，两碱行业的快速发展带动国内工业盐需求上升，我国工业盐表观消费量持续增长而我国原盐产能小幅下滑，井矿盐的年产量占全国总产盐量的比重不断提升。井盐开采及洗选成本较高，对环境破坏污染严重。开采后的原盐多采用汽运运至烧碱界区化盐装置堆放，再化盐制成盐水，运输量大，
运输成本高。供应易受天气、路况等影响而不够稳定。全卤制碱由于本身所带的杂质多，且氯化钠的含量不同，也制约了卤水制碱的发展。本工艺以一次盐水工艺为基础，建立一套有效的去除卤水中杂质及过量硫酸钠的流程，确保精制后的卤水满足二次盐水及电解单元的接收要求，具有高的经济效益。
1•工艺介绍
一次盐水单元的操作目的是除去卤水中的钙、镁、铁等金属离子，以及鞍、Si02.碘和游离氯等杂质，过程主要包括卤水精制、淡盐水膜法除硝、MVR蒸发、元明粉单元。
⑴卤水精制
江苏富强60万吨/年离子膜烧碱一次盐水按照年产60万吨/年（以100%NaOH计）配套的处理能力设计，一次盐水过滤系统采取两条线单独过盐滤的方式：一条线（linel）为精制过滤后进入离子膜电解；一条线（line2）为精制过滤后和离子膜来的脱氯淡盐水混合均匀后一起进入膜法除硝。两条线可以根据产量需求及卤水中硫酸根量的变化适当调整。由管道送来的卤水换热后送入卤水高位槽前加入适量次氯酸钠，卤水中的镀盐或胺类与次氯酸钠反应转化成易挥发的单氯胺，卤水由高位槽自流至除氨进行空气吹除。经过除氨后的卤水分成两路，一部分去linel，一部分去line2o
①1ine1由部分卤水及MVR蒸发后的浓盐水混合后组成。此部分卤水与MVR蒸发后盐水混合后，加入精制剂反应，然后由泵输入8台盐水过滤器进行过滤，过滤后的精制盐水进入离子膜界区。
②line2由全卤水组成。这部分卤水加入精制剂反应后，由泵输入3台盐水过滤器进行过滤，过滤后的精制盐水进入淡盐水罐，与离子膜出来的脱氯淡盐水混合去膜法除硝。
卤水精制单元采用是无预处理器工艺，工艺简单，无预处理、粗过滤等辅助工艺，精制反应之后进行一步过滤，减少了操作难度，本工艺过滤过程属于终端过滤，过滤排渣中固含量高，浓缩倍数可以达到50倍以上，可以直接进行盐泥压滤，大大提高盐泥压滤的效率。采用无预处理HW新工艺，节省了4台预处理器系统的投资，节省投资。采用无预处理HW新工艺，该工艺另一个优点为低压终端过滤，过滤压力低，对应电耗也大幅的降低。
图1卤水精制简图
⑵淡盐水膜法脱硝
为平衡净化卤水带入含量过高的硫酸钠，需将部分硫酸钠含量高的卤水同脱氯淡盐水进行混合，再输送至脱硝单元，然后顺序进入预处理工序、膜过滤工序；其中，浓缩液
输送至冷冻分离单元进行处理，渗透液则输送至MVR蒸发单7L o
①
预处理工序：为平衡净化卤水带入硫酸钠的含量过高，需将部分硫酸钠含量高的精制盐水（一次盐水line2产出的精制盐水）输送至除硝单元同离子膜产出的全部脱氯淡盐水进行混合，由泵打入膜法除硝单元预处理工序。为了使除硝系统长时间的稳定运行，盐水质量必须维持在规格要求
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内。因为游离氯会损坏膜材料，同样超出pH值和温度的正确范围也会影响系统的正常运行。在预处理
工序，通过计量泵加ANa2SO3去除游离氯，加入酸或者碱调节pH值到期望值，不需要进行降温直接进入活性炭过滤器脱除残余游离氯，在活性炭过滤器后加保安过滤器，可防止大的活性炭颗粒进入膜过滤工序。
②膜过滤工序：膜过滤采用高温膜，膜在一定压力下运行时，其孔径只允许粒径较小的单价离子穿过，而分子量较高、粒径较大的高价阴离子，例如S0产等，则被截留在膜外。通过膜过滤的合格原料盐水被分离成两股流体：渗透液和浓缩液。渗透液属于硫酸根含量比较少的流体，在膜低压侧从每级膜壳中脱离出来，然后脱离出的渗透液汇流在一起，进入渗透液池，再经过泵输送至MVR单元；浓缩液属于硫酸根含量比较高的流体，原料盐水在排列成顺序的膜壳内被逐级过滤分离，未被分离的流体就是浓缩液，浓缩液进入浓缩液罐，由泵输送至后处理工序进行冷冻分离。
③后处理工序：浓缩液中除了含有大量的硫酸根外同时含有大量的氯化钠，若直接排放氯化钠的消耗会升高，本工艺利用冷冻法进行盐硝分离，分离线路分为两条并联进行，且每条线路分两效沉硝器降温串联使用。浓缩液自膜过滤系统流出后首先加入一定量的淡碱，之后流入浓缩液储罐，利用浓缩液泵将浓缩液输送至一段预冷换热器进行预冷，预冷冷媒为循环水；预冷后的浓缩液平均分成两股，分别进入一效沉硝器。从一效沉硝器中部取水，由泵输入列管式换热器进行换热，换完热后的水再进入一效沉硝器，这样保持一效沉硝器温度，此温度下析出的硫酸钠在重力作用下沉降至一效沉硝器锥底形成硝泥，再通过泵输送至旋液分离器，自流至离心机将芒硝甩出，同时滤液再通过泵回流至一效沉
硝器；一效沉硝器的上清液自流至二效沉硝器，从二效沉硝器中部取水，换完热后的水再进入二效沉硝器，此温度下析出的硫酸钠在重力作用下沉降至二效沉硝器锥底形成硝泥，再通过泵输送至旋液分离器，自流至离心机将芒硝甩出，同时滤液再通过泵回流至二效沉硝器，二效沉硝器上清液冷盐水进入冷盐水罐，由泵输入列管换热器进行换热，换完热后的冷盐水进入渗透液池，与渗透液混合后去MVR工序。
膜法除脱单元采用高温膜进行过滤分离，不需要降温处理，节省循环水的用量。
管式静态混合器冷冻单元采取双效结晶的方式来提高效率，节省了冷量的消耗。
图2膜法脱硝工艺简图
⑶MVR蒸发
淡盐水送至一效蒸发器内循环预浓缩，部分分流至二效蒸发器进行蒸发浓缩，二效蒸发器内盐水浓度达到310g/L，部分分流出系统并与渗透液进行换热回收热量。MVR蒸发单元部分高温冷凝液补入蒸汽洗涤塔，以确保蒸汽的洗涤效果，洗涤塔中的多余洗涤水经泵输送至冷凝液缓冲罐，其余冷凝液与渗透液换热回收热量后输送至冷凝液缓冲罐。相对于传统的多效蒸发结晶过程来说，用MVR蒸发对二次蒸气进行压缩升温处理能有效减少蒸发过程中的能量消耗。
⑷元明粉
景区综合管理系统硫酸钠蒸发结晶部分分为两个阶段：第一阶段通过高温热融将芒硝转化成硫酸钠饱和溶液与硫酸钠；第二个阶段通过蒸发结晶处理将硫酸钠饱和溶液蒸发结晶成硫酸钠晶体。原料进入热熔装置中，热熔装置的外加热器中通入蒸汽，通过加热使十水硫酸钠熔化转化成硫酸钠晶浆液，同时后段MVR蒸发结晶产生的分离母液也进入热熔罐进行混合，混合晶浆通过OSLO热熔罐的上部进入MVR蒸发结晶器中进行结晶析盐。析出硫酸钠晶体的晶浆经过晶浆泵打入旋流器，旋流增稠后进入离心机进行晶体分离，晶体为元明粉，进入后续全自动包装，旋流与离心母液大部分返回前端热熔装置，另外一部分母液排出以保证系统氯化钠的浓度不超标。从MVR 蒸发结晶器产生的二次蒸汽进入MVR压缩系统升温升压。二次蒸汽被压缩后，温度升高，送入强制循环加热器加热物料。
相对于传统的多效蒸发结晶过程来说，用MVR对二次蒸气进行压缩升温处理能有效减少蒸发过程中的能量消耗。本工艺设计有效控制较大颗粒的晶体，能有效降低晶体产品的聚结程度，从而降低晶体产品因团聚而产生的溶媒夹带，降低晶体产品的杂质含量。大粒度的晶体产品能降低后续离心分离、干燥等环节的能耗与操作时间，从而降低整体运行能耗。很好的解决了结晶过程中对硫酸钠晶体产品的粒度的有效控制。
图3元明粉工艺简图
放血刀
2.结束语
江苏富强60万吨/年离子膜烧碱项目的全卤制一次盐水技术已经成功运行，一次盐水品质好，经济效益明显，极大的提高了低品质卤水的经济附加值，具有较好的经济效益。
【参考文献】
[1]王正新.关于全卤离子膜烧碱的探讨[J].中国氯碱,2006 (5):2-3.
【作者简介】
屈阁(1978-)，男，汉族，天津人，研究生，高级工程师，中国天辰工程有限公司；研究方向：化工设计与管理，氯碱.
王家忠(1970-)，男，汉族，山东东营人，大专，高级工程师，江苏富强新材料有限公司；研究方向：氯碱化工，
氯碱.
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