新型分离装置在钙法脱硝中的应用

刘志诚，张守特，郎建宁，田翠兰

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

在离子膜法烧碱工艺中，盐水精制是生产过程中的主要工序之一，只有盐水质量达到要求，才能保证电解工序的正常运行。 盐水中硫酸根离子含量是重要控制指标， 工艺规定硫酸根质量浓度不得超过5 g/L，含量过高不仅会缩短离子膜使用寿命，而且在阳极会释放电荷，产生氧气，影响氯气纯度并腐蚀阳极。 硫酸钠含量过高还可能结晶， 使盐水管路堵塞，这些都对离子膜烧碱生产造成较大影响。目前行业中常用的去除盐水中硫酸根的方法主要有化学沉淀法、冷冻法、离子交换法和膜分离法等。

膜法除硝工艺与化学法除硝工艺相比有诸多的优势，例如不会对盐水水质造成污染，生产成本相对较低，不会形成废弃物对环境造成污染等，因此，目前大多数烧碱企业均采用膜法脱硝工艺。 天津大沽化工股份有限公司膜法脱硝装置在运行过程中，发现脱硝系统设备腐蚀严重，脱硝能耗升高，设备堵塞严重，导致系统无法连续生产。 为解决这个问题，公司决定采用钙法脱硝工艺辅助膜法脱硝装置运行，以保证盐水系统在膜法脱硝系统停车检修期间也能稳定生产。

1 钙法脱硝反应原理

Ca2+与SO42-反应生成微溶的CaSO4沉淀：

Ca2++SO42-→CaSO4（微溶）

一般情况下过饱和的硫酸钙在水中以CaSO4·2H2O 分子形式析出。

2 钙法脱硝的优势

虽然钙法脱硝有明显缺点， 例如CaSO4的溶度积大 （CaSO4在25 ℃时的溶度积为2.45×10-5，而BaSO4在25 ℃时的溶度积为1.08×10-10），CaSO4在盐水中残留较大， 要达到较高的脱硝效率需要过量投加CaCl2， 为除去过量的Ca2+就必须加入Na2CO3进行后处理，导致纯碱的消耗量增加，也增加了操作的复杂性。……