SRO膜法除硝開車運(yùn)行小結(jié)

潘 杰，張 爽（沈陽化工股份有限公司，遼寧 沈陽 110026）

SRO膜法除硝開車運(yùn)行小結(jié)

潘 杰，張 爽
（沈陽化工股份有限公司，遼寧 沈陽 110026）

介紹了膜法除硝工藝在沈陽化工股份有限公司開車運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及解決方法。

SRO膜除硝工藝；控制要點(diǎn)；運(yùn)行問題，解決方法

沈陽化工股份有限公司2015年對鹽水除硝方法進(jìn)行了工藝改進(jìn)，利用膜法除硝代替鋇法除硝。本工藝與傳統(tǒng)的鋇法除硝工藝相比，不需要輔助材料氯化鋇的投入，處理后的副產(chǎn)品為芒硝，可以作為商品原料銷售。現(xiàn)對膜法除硝工藝及運(yùn)行中出現(xiàn)問題進(jìn)行小結(jié)。

1 工藝簡介

膜法脫硝工藝是利用納濾膜對二價離子的選透性，將電解送來的脫氯淡鹽水經(jīng)過前期預(yù)處理后經(jīng)過納濾膜分離出系統(tǒng)中的硫酸根，然后采用冷凍工藝，使鹽水中的硫酸根達(dá)到過飽和析出，以芒硝的形式從系統(tǒng)中去除。工藝整體分為3部分，即預(yù)處理、膜系統(tǒng)和冷凍系統(tǒng)，工藝流程示意圖見圖1、圖2。

2 控制要點(diǎn)

（1）預(yù)處理。通過物理和化學(xué)方法，調(diào)節(jié)電槽送來的淡鹽水，使之達(dá)到納濾膜能夠穩(wěn)定運(yùn)行的條件。

在預(yù)處理工序，重點(diǎn)控制的指標(biāo)為：溫度＜40℃；余氯值＜0.1mg/L（在穩(wěn)定的pH值下，對應(yīng)ORP＜+100 mV）；pH值為5 ～8。

圖1 淡鹽水預(yù)處理流程及SRO膜系統(tǒng)圖

圖2 富硝水結(jié)晶分離流程圖

膜法除硝系統(tǒng)中進(jìn)膜淡鹽水的余氯值、pH值和溫度是關(guān)鍵指標(biāo)。淡鹽水含余氯進(jìn)入膜系統(tǒng)，時間長后會對膜產(chǎn)生氧化性損害，損害具有不可逆性。溫度控制過低會影響產(chǎn)水量，溫度過高會對膜產(chǎn)生損壞。pH值會影響膜的透過性，pH值高透過量大，含硝量也高；pH值低透過量低，含硝量也低；同時，pH值與ORP之間相對應(yīng)，只有在pH值穩(wěn)定在條件下，ORP值保持連續(xù)穩(wěn)定對操作才有意義。因此，要穩(wěn)定pH值，避免波動。

（2）膜分離。主要是利用膜對不同價態(tài)的離子的截留性不同（滿足道南效應(yīng)）來實(shí)現(xiàn)SO2-4從系統(tǒng)中分離出來。

在進(jìn)膜淡鹽水工藝指標(biāo)滿足工藝要求的前提下，膜元件運(yùn)行對工藝操作也有一定要求，膜元件的控制重點(diǎn)包括：a.反滲透進(jìn)出水壓力差≤0.5 MPa；b.富硝水與脫硝水的最大流量比=7.8∶1；c.進(jìn)膜壓力≤3.5 MPa。

反滲透進(jìn)出水壓力差的大小直接反應(yīng)出膜運(yùn)行的好壞。壓力差明顯增大時，脫鹽率明顯下降，系統(tǒng)產(chǎn)水量明顯降低，此時必須對膜元件進(jìn)行清洗；濃水（富硝鹽水）與產(chǎn)水（脫硝鹽水）的流量必須滿足工藝要求，濃水流量必須得到保證，否則容易發(fā)生濃差極化堵塞膜元件；膜系統(tǒng)的運(yùn)行壓力必須得到保證，壓力過高時，會對膜造成機(jī)械性損害。

（3）冷凍除硝。利用硫酸根不同溫度下在鹽水中的飽和度不同，采用降低鹽水溫度使硫酸根在系統(tǒng)中達(dá)到過飽和析出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)除硝的目的。

冷凍系統(tǒng)重點(diǎn)控制結(jié)晶槽的液位和溫度，控制各股進(jìn)出水的平衡，確保循環(huán)冷凍的連續(xù)，避免出現(xiàn)循環(huán)泵抽空不上料，造成氣縛現(xiàn)象發(fā)生。結(jié)晶槽溫度波動，會造成結(jié)晶槽內(nèi)液體發(fā)生對流，使用析出的晶體隨液體上浮分離困難，而進(jìn)入母液冷卻器的上層清液由于晶體增多，更易出現(xiàn)板換堵塞現(xiàn)象，降低生產(chǎn)負(fù)荷。因此避免溫度波動對結(jié)晶效果造成影響。

3 開車發(fā)現(xiàn)問題及分析

（1）保安過濾器運(yùn)行1個月堵塞，系統(tǒng)流量降低。保安過濾器一般使用壽命為3～6個月，沒有達(dá)到使用周期。拆開保安過濾器后發(fā)現(xiàn)濾芯變成黑色（濾芯原為白色），因此認(rèn)為是活性炭過濾器中的活性炭粉碎后，堵塞保安過濾器的濾芯。預(yù)處理系統(tǒng)中活性炭過濾器是除游離氯裝置，優(yōu)點(diǎn)是能確保進(jìn)膜組件的游離氯為零，缺點(diǎn)是當(dāng)活性炭和游離氯反應(yīng)后會破損（變成粉末狀），且隨淡鹽水流入保安過濾器，造成濾芯堵塞。在操作中，多依賴ORP表來確定系統(tǒng)是否帶氯，為此，要求崗位每2 h做一次余氯含量的定性分析，嚴(yán)格控制系統(tǒng)帶氯。

（2）pH值波動大。設(shè)計(jì)時淡鹽水罐放在廠房一樓，酸罐安裝在淡鹽水罐正上方二樓廠房，加酸調(diào)節(jié)閥在二樓距離加入點(diǎn)垂直距離約6 m，由于淡鹽水中含堿量有波動、流量也存在波動并且加酸是微調(diào)控制點(diǎn)在5～7。酸調(diào)節(jié)閥距離加入點(diǎn)遠(yuǎn)，測試、反饋給調(diào)節(jié)閥后，加酸滯后。將調(diào)節(jié)閥改為距加入點(diǎn)0.5 m處，現(xiàn)象得到改善。由此要保證pH值穩(wěn)定，必須保證酸調(diào)節(jié)閥距離加入點(diǎn)位置近；淡鹽水處理量要與泵能力匹配，流量過小時，泵抽送鹽水不穩(wěn)定，酸調(diào)節(jié)閥位變換快，易出現(xiàn)pH值波動。

（3）冷凍系統(tǒng)板換清洗切換頻繁。正常情況冷凍系統(tǒng)板換切換應(yīng)該在1 h左右。如果板換切換過頻，會造成備用清洗板換清洗程序（清洗1臺板換需要約35 min）未完成就作為使用板換被切換使用，如此下去發(fā)生惡性循環(huán)，最終板換被堵死，起不到換熱效果，結(jié)晶槽溫度逐漸升高，硫酸根溶解度升高，系統(tǒng)除硝困難。出現(xiàn)這種情況有2種原因，a.膜開車前，結(jié)晶槽溫度沒有降低到5℃以下。如果開車運(yùn)行溫度過高，系統(tǒng)中富硝水溶解硫酸根濃度過高，而作為冷卻介質(zhì)的乙二醇溶液溫度一般為-2～-3℃，進(jìn)入板換后冷熱介質(zhì)溫差太大，造成硫酸根在板換內(nèi)析出量大堵塞板換；b.板換清洗液是利用膜產(chǎn)生的貧硝水。程序設(shè)定每清洗1臺板換后，清洗液需更換大約1/2，保證清洗下臺板換時清洗水中硫酸根濃度不要過高同時清洗液的溫度也不能過低，影響清洗效果。如果程序設(shè)定清洗液排放、補(bǔ)新時間不足，清洗液更換量不足，就會造成清洗液中硫酸根含量過高、清洗不徹底。

（4）開車前，淡鹽水進(jìn)緩沖槽后鹽水帶氯。如果進(jìn)膜淡鹽水長時間帶氯，對SRO膜將造成永久性損傷。公司進(jìn)膜淡鹽水的ORP測試點(diǎn)設(shè)在了保安過濾器后，開車前取樣分析余氯的取樣點(diǎn)也在此。取樣分析合格后，淡鹽水被送入進(jìn)液緩沖槽用高壓泵送入SRO膜。由于緩沖槽的放凈口距罐底約300 mm，因此，停車時緩沖槽內(nèi)會存留部分淡鹽水，而淡鹽水中含有氯酸鹽，在緩沖槽內(nèi)放置一段時間后氯酸鹽會分解放出氯氣溶解在淡鹽水中，即使開車前取樣分析余氯合格，但緩沖槽內(nèi)淡鹽水中溶解的氯沒有排出，仍會造成帶氯淡鹽水進(jìn)膜。因此，在分析余氯合格后，向緩沖槽進(jìn)液同時繼續(xù)排出緩沖槽內(nèi)淡鹽水直到緩沖槽內(nèi)余氯為零，再開SRO膜系統(tǒng)。

4 結(jié)語

SRO膜除硝與鋇法除硝相比，在系統(tǒng)硫酸根控制的穩(wěn)定性上要更好，一般都能控制在5 g/L以下，而鋇法除硝穩(wěn)定性相對較差，經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)硫酸根超標(biāo)現(xiàn)象。但SRO膜在運(yùn)行過程中，對淡鹽水的預(yù)處理系統(tǒng)、冷凍系統(tǒng)的控制要求都很高，必須保證進(jìn)膜淡鹽水指標(biāo)合格，否則膜的使用壽命會大大縮短，增加運(yùn)營成本。

Summary of operation of sulfate removal unit by membrane method

PAN Jie，ZHANG Shuang
（Shenyang Chemical Co.,Ltd.,Shenyang 110026，China）

The main problems and corresponding measures in the operation process of operation of sulfate removal unit by membrane method are introduced briefly.

SRO membrane；control key；running problems；corresponding measures

TM114.26+1

B

1009－1785(2017)01-0007-02

2016-10-20