SRO膜法除硝开车运行小结

2017-02-17沈阳化工股份有限公司辽宁沈阳110026

中国氯碱 2017年1期

关键词：膜法余氯硫酸根

潘杰，张爽（沈阳化工股份有限公司，辽宁沈阳 110026）

SRO膜法除硝开车运行小结

潘杰，张爽
（沈阳化工股份有限公司，辽宁沈阳 110026）

介绍了膜法除硝工艺在沈阳化工股份有限公司开车运行中出现的问题及解决方法。

SRO膜除硝工艺；控制要点；运行问题，解决方法

沈阳化工股份有限公司2015年对盐水除硝方法进行了工艺改进，利用膜法除硝代替钡法除硝。本工艺与传统的钡法除硝工艺相比，不需要辅助材料氯化钡的投入，处理后的副产品为芒硝，可以作为商品原料销售。现对膜法除硝工艺及运行中出现问题进行小结。

1 工艺简介

膜法脱硝工艺是利用纳滤膜对二价离子的选透性，将电解送来的脱氯淡盐水经过前期预处理后经过纳滤膜分离出系统中的硫酸根，然后采用冷冻工艺，使盐水中的硫酸根达到过饱和析出，以芒硝的形式从系统中去除。工艺整体分为3部分，即预处理、膜系统和冷冻系统，工艺流程示意图见图1、图2。

2 控制要点

（1）预处理。通过物理和化学方法，调节电槽送来的淡盐水，使之达到纳滤膜能够稳定运行的条件。

在预处理工序，重点控制的指标为：温度＜40℃；余氯值＜0.1mg/L（在稳定的pH值下，对应ORP＜+100 mV）；pH值为5 ～8。

图1 淡盐水预处理流程及SRO膜系统图

图2 富硝水结晶分离流程图

膜法除硝系统中进膜淡盐水的余氯值、pH值和温度是关键指标。淡盐水含余氯进入膜系统，时间长后会对膜产生氧化性损害，损害具有不可逆性。温度控制过低会影响产水量，温度过高会对膜产生损坏。pH值会影响膜的透过性，pH值高透过量大，含硝量也高；pH值低透过量低，含硝量也低；同时，pH值与ORP之间相对应，只有在pH值稳定在条件下，ORP值保持连续稳定对操作才有意义。因此，要稳定pH值，避免波动。

（2）膜分离。主要是利用膜对不同价态的离子的截留性不同（满足道南效应）来实现SO2-4从系统中分离出来。

在进膜淡盐水工艺指标满足工艺要求的前提下，膜元件运行对工艺操作也有一定要求，膜元件的控制重点包括：a.反渗透进出水压力差≤0.5 MPa；b.富硝水与脱硝水的最大流量比=7.8∶1；c.进膜压力≤3.5 MPa。

反渗透进出水压力差的大小直接反应出膜运行的好坏。压力差明显增大时，脱盐率明显下降，系统产水量明显降低，此时必须对膜元件进行清洗；浓水（富硝盐水）与产水（脱硝盐水）的流量必须满足工艺要求，浓水流量必须得到保证，否则容易发生浓差极化堵塞膜元件；膜系统的运行压力必须得到保证，压力过高时，会对膜造成机械性损害。

（3）冷冻除硝。利用硫酸根不同温度下在盐水中的饱和度不同，采用降低盐水温度使硫酸根在系统中达到过饱和析出，实现系统除硝的目的。

冷冻系统重点控制结晶槽的液位和温度，控制各股进出水的平衡，确保循环冷冻的连续，避免出现循环泵抽空不上料，造成气缚现象发生。结晶槽温度波动，会造成结晶槽内液体发生对流，使用析出的晶体随液体上浮分离困难，而进入母液冷却器的上层清液由于晶体增多，更易出现板换堵塞现象，降低生产负荷。因此避免温度波动对结晶效果造成影响。

3 开车发现问题及分析

（1）保安过滤器运行1个月堵塞，系统流量降低。保安过滤器一般使用寿命为3～6个月，没有达到使用周期。拆开保安过滤器后发现滤芯变成黑色（滤芯原为白色），因此认为是活性炭过滤器中的活性炭粉碎后，堵塞保安过滤器的滤芯。预处理系统中活性炭过滤器是除游离氯装置，优点是能确保进膜组件的游离氯为零，缺点是当活性炭和游离氯反应后会破损（变成粉末状），且随淡盐水流入保安过滤器，造成滤芯堵塞。在操作中，多依赖ORP表来确定系统是否带氯，为此，要求岗位每2 h做一次余氯含量的定性分析，严格控制系统带氯。

（2）pH值波动大。设计时淡盐水罐放在厂房一楼，酸罐安装在淡盐水罐正上方二楼厂房，加酸调节阀在二楼距离加入点垂直距离约6 m，由于淡盐水中含碱量有波动、流量也存在波动并且加酸是微调控制点在5～7。酸调节阀距离加入点远，测试、反馈给调节阀后，加酸滞后。将调节阀改为距加入点0.5 m处，现象得到改善。由此要保证pH值稳定，必须保证酸调节阀距离加入点位置近；淡盐水处理量要与泵能力匹配，流量过小时，泵抽送盐水不稳定，酸调节阀位变换快，易出现pH值波动。

（3）冷冻系统板换清洗切换频繁。正常情况冷冻系统板换切换应该在1 h左右。如果板换切换过频，会造成备用清洗板换清洗程序（清洗1台板换需要约35 min）未完成就作为使用板换被切换使用，如此下去发生恶性循环，最终板换被堵死，起不到换热效果，结晶槽温度逐渐升高，硫酸根溶解度升高，系统除硝困难。出现这种情况有2种原因，a.膜开车前，结晶槽温度没有降低到5℃以下。如果开车运行温度过高，系统中富硝水溶解硫酸根浓度过高，而作为冷却介质的乙二醇溶液温度一般为-2～-3℃，进入板换后冷热介质温差太大，造成硫酸根在板换内析出量大堵塞板换；b.板换清洗液是利用膜产生的贫硝水。程序设定每清洗1台板换后，清洗液需更换大约1/2，保证清洗下台板换时清洗水中硫酸根浓度不要过高同时清洗液的温度也不能过低，影响清洗效果。如果程序设定清洗液排放、补新时间不足，清洗液更换量不足，就会造成清洗液中硫酸根含量过高、清洗不彻底。

（4）开车前，淡盐水进缓冲槽后盐水带氯。如果进膜淡盐水长时间带氯，对SRO膜将造成永久性损伤。公司进膜淡盐水的ORP测试点设在了保安过滤器后，开车前取样分析余氯的取样点也在此。取样分析合格后，淡盐水被送入进液缓冲槽用高压泵送入SRO膜。由于缓冲槽的放净口距罐底约300 mm，因此，停车时缓冲槽内会存留部分淡盐水，而淡盐水中含有氯酸盐，在缓冲槽内放置一段时间后氯酸盐会分解放出氯气溶解在淡盐水中，即使开车前取样分析余氯合格，但缓冲槽内淡盐水中溶解的氯没有排出，仍会造成带氯淡盐水进膜。因此，在分析余氯合格后，向缓冲槽进液同时继续排出缓冲槽内淡盐水直到缓冲槽内余氯为零，再开SRO膜系统。