年产10万吨离子膜烧碱膜法除硝工艺设计(4)
在离子膜制碱工艺中，由于硫酸根在电解过程中无法透过离子膜，因此硫酸根在盐水系统中不断积累。同时为了消除淡盐水系统中游离氯对设备、工艺管线等的危害，在系统中又加入亚硫酸钠，亚硫酸根被氧化后以硫酸根的形式同样积累于盐水系统中。当电解槽淡盐水中积累的SO42-含量超过7g/L时，就会在电解过程中于阳极释放电子，在消耗了电能的同时同样会产生游离态的氧并产生氧气，这对阳极会产生很大的破坏。工艺规定进入离子膜电槽的饱和精制盐水其SO42- 含量不得超过5g/ l。因此，对一次盐水精制必须除去硫酸根。
现有装置采用氯化钡法除硝，其优点为：除硝工艺简单、设备投资少、除硝彻底、操作管理方便。缺点为：运行费用高、氯化钡有毒、废渣盐泥产生二次污染。
采用先进的膜法除硝工艺技术替代传统的钡法除硝工艺，依据纳滤膜对硫酸钠、氯化钠的渗透压不同，实现氯化钠与硫酸钠的分离。纳滤膜分离是物理过程，几乎不需要消耗除硝药剂，与氯化钡法除硝相比可以节省大量的药剂成本，并可将硫酸钠回收副产元明粉，运行费用主要是膜分离需要的高压泵电力消耗以及膜的更换费用，技术先进，运行成本低。
根据盐水系统的水平衡，现有盐水工艺卤水用量仅能达到25%，为了最大限度的使用卤水；采用淡盐水蒸发可以使来自电解槽的淡盐水含NaCl从200g/l达到饱和的305±5g/l，如此工艺改变可以最大限度的使用液体盐达到85~90%，仅需平衡卤水（氯化钠~280 g/l）饱和使用少量固盐，从而降低固盐对制碱成本的影响，采用淡盐水蒸发可以实现用卤量最大化目标。
综上所述，南化公司离子膜烧碱装置利用卤水替代固盐、采用先进的膜法除硝和淡盐水蒸发技术，可以降低生产成本、提高企业经济效益、增强市场竞争力，该项目建设是必要的。
1.3项目建设的可能性
1.3.1 工艺技术的依托
膜法除硝工艺采用凯膜公司CIM膜法除硝+冷冻制芒硝+MPE制元明粉工艺。凯膜公司自2004年开始研制生产淡盐水除硝用专业化纳米膜，至2006年完成工业化试验，同年凯膜公司与加拿大凯梅蒂克斯公司进行强强联合，合作以后两家公司针对中国氯碱行业淡盐水实际原料ORP和pH操作指标，汲取SRS在实际运行中的教训，对膜法除硝技术进行了整体工艺流程改进和膜产品更新换代，推出第二代CIM膜法除硝新工艺，至今新工艺已经签约54个项目，合计去除硫酸钠26263kg/h，目前已经投产运行38个，膜的使用寿命最长自投运至今已近5年仍在正常使用。凯膜公司依据膜生产配方成功研发出适用于“Dow-Hyflux Filtech CIM”中性纳滤膜清洗和活性恢复技术，在膜质保期外，可以进一步提供除硝生产运行中膜清洗和膜活性恢复的技术服务，可进一步延长膜的实际使用寿命。
冷冻除硝技术是氯碱行业内的成熟技术，凯膜公司在此基础上开发了高温氟利昂冷冻系统。当硫酸钠达到60～70g/L时将浓缩液引入冷冻系统，硫酸钠的温度平衡体系建立在5℃左右，氟利昂的蒸发温度为-2~0℃，属于高温蒸发，较氟利昂的蒸发温度为-15℃的中温蒸发机组，整个系统的能耗降低约45%。
MPE制元明粉技术，利用氯碱企业富余的低温位热水或低压蒸汽为热源，采用专有的MPE高效蒸发器对膜法除硝冷冻单元副产的芒硝热熔蒸发，使硫酸钠再结晶生产无水硫酸钠即元明粉固体，其工艺流程简单，操作管理方便，高效节能。
1.3.2公用工程的依托
本项目建设地点位于南化公司内，配套有较完善的公用工程系统。
（1）生产水及生活水：生产水及生活水由南化公司水厂供给，水源为长江地表水。生产水供水能力为12000m3/h，供水压力最大为 0.3MPa（表）；生活水供水能力为 6120 m3/h，供水压力最大为 0.32MPa（表）。改造项目不需增加生产水和生活用水。
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