【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业盐水高效回收，具体涉及氯碱行业膜法脱硝产生的富硝淡盐水高效回收氯化钠的装置和方法。
技术介绍
1、在氯碱工业的离子膜烧碱生产过程中，电解槽产生的淡盐水需要回收利用，但由于其含有较高浓度的硫酸根离子，严重影响离子膜烧碱的电解过程，必须控制盐水中硫酸根离子的浓度，因此，需要对淡盐水做技术处理，降低淡盐水中硫酸根离子的浓度。
2、传统生产过程中，首先将淡盐水中的部分氯化钠分离出后得到富硝淡盐水，然后采用化学法或冷冻法去除富硝淡盐水中的硫酸根离子，化学法存在成本高，效率低等问题；冷冻法需要用到预冷器、结晶器、冷却器、旋液分离器、离心机等诸多设备，存在生产工艺流程长，设备种类及数量多，物料温度变化区间大，降温升温过程能耗高且常出现换热设备结晶堵塞需要频繁清洗问题，不利于实现连续稳定生产，影响整个氯碱盐水系统的平稳运行。
3、随着技术进步，采用纳滤膜法和冷冻法相结合的工艺被广泛应用于氯碱电解淡盐水脱硝回收氯化钠，该技术包括预处理、纳滤膜分离和冷冻脱硝3个单元。但该技术的一些不足之处也逐渐地显现出来，如冷冻温度过低，导致蒸发器易堵塞；富硝盐水盐浓度高，易在膜表面结垢，且随着渗透压不断升高，难以利用膜法进一步提高氯化钠回收率；尤其是需要大型冷冻机组致使能耗居高不下，如何有效降低该工艺冷冻能耗以及提高纳滤膜对硫酸钠和氯化钠的分离效率是主要的改进方向。
4、公开号为cn 108658345 a的中国专利技术专利文件，公开了一种高盐废水精制盐的方法及系统，其采用两级纳滤，即通过一级纳滤浓水升高压力
5、公开号为cn 102502986 a的中国专利技术专利文件，公开了一种离子膜电解食盐水废液综合利用方法，也采用两级纳滤，通过升高进水压力实现硫酸钠和氯化钠的再分离，其与常规一级高压纳滤膜分离系统相比，系统压力更稳定，膜寿命长和分离效果好，但由于其中氯化钠含量仍在190-230g/l，盐浓度和渗透压均未明显降低，随着二级膜分离系统浓缩倍数和渗透压的增加，硫酸钠含量超过100g/l后在膜表面极易出现盐结晶析出堵塞膜孔问题，不利于进一步提高浓硝盐水中硫酸钠的浓度，对后续硫酸钠的回收存在处理量较大的问题，且需要更低的冷冻温度才能达到硫酸钠和氯化钠的有效分离效果。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置和方法，与现有技术相比，能够提高氯化钠回收率，同时降低后续冷冻法或热法脱硝单元处理水量，减少设备投资，降低能耗，实现氯碱盐水系统连续平稳运行。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，包括一次稀释水罐、一次给水泵、一次保安过滤器、一次高压泵、一段脱硝单元、二段脱硝单元、三段脱硝单元、二段管道混合器、三段管道混合器、二次稀释水罐、二次给水泵、二次保安过滤器、二次高压泵；
3、所述一次稀释水罐通过管线依次连接一次给水泵、一次保安过滤器和一次高压泵，一次高压泵通过管道连接至一段脱硝单元的进水口；所述二次稀释水罐通过管线依次连接二次给水泵、二次保安过滤器和二次高压泵，二次高压泵出口管线分为两路，一路为二段稀释水进水管线，通过二段管道混合器接入二段脱硝单元进水口，一路为三段稀释水进水管线，通过三段管道混合器接入三段脱硝单元进水口，一段脱硝单元、二段脱硝单元、三段脱硝单元均设有产水管线和浓水管线；一段浓水管线连接至二段稀释水进水管线，二段浓水管线连接至三段稀释水进水管线；一次稀释水罐设有富硝盐水进水管线和淡水进水管线，还设有三段产水回流口连接至三段产水管线；二次稀释水罐设有二次稀释水进水管线。
4、优选地，所述一段脱硝单元、二段脱硝单元和三段脱硝单元均设有纳滤膜原件，所述纳滤膜原件对2000ppm硫酸镁稳定脱盐率≥98%。
5、优选地，所述一段浓水管线与二段稀释水进水管线连接点之前的二段稀释水进水管线上设有二段调节阀；在二段浓水管线与三段稀释水进水管线连接点之前的三段稀释水进水管线上设有三段调节阀。
6、优选地，所述的二段管道混合器和三段管道混合器型式为sv或sx，液-液混合效率均达到95%以上。
7、本专利技术还提供了一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，包括如下步骤：
8、（1）将富硝淡盐水与一次稀释水混合后，过滤除去其中的杂质颗粒，然后后送入一段脱硝单元进行分离，得到一段贫硝产水和一段富硝浓水；
9、（2）将一段富硝浓水与二段稀释水进行混合，接入二段脱硝单元，进行硫酸钠与氯化钠第二次有效分离，得到二段贫硝产水和二段富硝浓水；
10、（3）将二段富硝浓水与三段稀释水混合均匀后接入三段脱硝单元，进行硫酸钠与氯化钠第三次有效分离，得到三段贫硝产水和三段富硝浓水。
11、进一步地，所述的步骤（1）中，一次稀释水与富硝淡盐水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，一段脱硝单元运行压力控制在2.0~3.8mpa，一段贫硝产水回收率控制在40~75%，膜通量为6.0~50.0lmh（l·m-2·h-1)。
12、进一步地，所述的步骤（2）中，二段稀释水与一段富硝浓水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，二段脱硝单元运行压力控制在2.0~3.8mpa，回收率控制在45~85%，膜通量为10.0~56.0lmh（l·m-2·h-1)；
13、进一步地，所述的步骤（3）中，三段稀释水与二段富硝浓水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，三段脱硝单元运行压力控制在2.0~3.8mpa，三段贫硝产水回收率控制在50~90%，膜通量为9.0~52.0lmh（l·m-2·h-1)。
14、进一步地，将步骤（1）中得到的一段贫硝产水和步骤（2）中得到的二段贫硝产水用于氯碱化盐系统化盐水。
15、进一步地，在步骤（3）中得到的三段贫硝产水回流至一次稀释水罐中；
16、进一步地，三段富硝浓水用于生产芒硝，芒硝生产废水回流用作一次稀释水，实现废水零排放。
17、本专利技术的技术方案，氯碱富硝淡盐水经多段稀释进行二次膜法脱硝回收氯化钠后得到的三段富硝浓水可继续进行冷冻脱硝，由于得到的三段富硝浓水硫酸钠浓度比一次膜法脱硝的更高，且氯化钠含量更低，与一次膜法脱硝后进行冷冻脱硝相比，不仅冷冻处理量小，相应减少冷冻设备投资，而且可以提高冷冻温度即结晶析出芒硝，节省能耗。
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1.一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，包括一次稀释水罐（201）、一次给水泵（202）、一次保安过滤器（203）、一次高压泵（204）、一段脱硝单元（209）、二段脱硝单元（210）、三段脱硝单元（211）、二段管道混合器（212）、三段管道混合器（213）、二次稀释水罐（205）、二次给水泵（206）、二次保安过滤器（207）、二次高压泵（208）;
2.根据权利要求1所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，所述一段脱硝单元（209）、二段脱硝单元（210）和三段脱硝单元（211）均设有纳滤膜原件；所述纳滤膜原件对2000ppm硫酸镁稳定脱盐率≥98%。
3.根据权利要求1所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，所述一段浓水管线（109）与二段稀释水进水管线（111）连接点之前的二段稀释水进水管线上设有二段调节阀；在二段浓水管线（110）与三段稀释水进水管线连接点之前的三段稀释水进水管线（112）上设有三段调节阀。
4.根据权利要求1所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，所述二段管道混合器（212
5.一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠装置，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，一次稀释水与富硝淡盐水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，一段脱硝单元运行压力控制在2.0~3.8Mpa，一段贫硝产水回收率控制在40~75%，膜通量为6.0~50.0LMH（L·m-2·h-1)。
7.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，二段稀释水与一段富硝浓水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，二段脱硝单元运行压力控制在2.0~3.8Mpa，二段贫硝产水回收率控制在45~85%，膜通量为10.0~56.0LMH（L·m-2·h-1)。
8.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，三段稀释水与二段富硝浓水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，三段脱硝单元运行压力控制在2.0~3.8Mpa，三段贫硝产水回收率控制在50~90%，膜通量为9.0~52.0LMH（L·m-2·h-1)。
9.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述一次稀释水为淡水、三段贫硝产水、芒硝生产废水中的一种，二段稀释水和三段稀释水为淡水。
10.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述一段贫硝产水和二段贫硝产水混合后用于氯碱化盐系统化盐水。
11.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述三段贫硝产水回流至一次稀释水罐（201）中用作一次稀释水。
12.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述三段富硝浓水用于生产芒硝或元明粉，芒硝生产废水回流至一次稀释水罐（201）中用作一次稀释水。
...【技术特征摘要】
1.一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，包括一次稀释水罐（201）、一次给水泵（202）、一次保安过滤器（203）、一次高压泵（204）、一段脱硝单元（209）、二段脱硝单元（210）、三段脱硝单元（211）、二段管道混合器（212）、三段管道混合器（213）、二次稀释水罐（205）、二次给水泵（206）、二次保安过滤器（207）、二次高压泵（208）;
2.根据权利要求1所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，所述一段脱硝单元（209）、二段脱硝单元（210）和三段脱硝单元（211）均设有纳滤膜原件；所述纳滤膜原件对2000ppm硫酸镁稳定脱盐率≥98%。
3.根据权利要求1所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，所述一段浓水管线（109）与二段稀释水进水管线（111）连接点之前的二段稀释水进水管线上设有二段调节阀；在二段浓水管线（110）与三段稀释水进水管线连接点之前的三段稀释水进水管线（112）上设有三段调节阀。
4.根据权利要求1所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的装置，其特征在于，所述二段管道混合器（212）和三段管道混合器（213）型式为sv或sx，液-液混合效率均达到95%以上。
5.一种回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠装置，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的回收氯碱富硝盐水中氯化钠的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，一次稀释水与富硝淡盐水体积比为0.5:1~5:1，混合后进水温度为20~39℃，一段脱硝单元运行压...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建路，王富萍，何金梁，朱荣振，刘霞，王佰恩，袁振，李伟，张丽娜，陈鹏，
申请(专利权)人：山东海化集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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