鹵水除銨新工藝

第35中國井礦鹽CHINA WELL AND ROCK SALT資源與開(kāi)發(fā)鹵水除銨新工藝向健,楊吉2(1湖北黃石理工學(xué)院土木建筑工程系,湖北黃石435003;2.湖北沙隆達股份有限公司鹽礦,湖北荊州434000摘要:根據深井雙井對流鹵水溫度高的特點(diǎn),充分利用地熱資源,改造傳統鹵水除銨工藝,在采鹵車(chē)間除銨,大量節約了電化車(chē)間的除銨能源消耗,取得了良好的經(jīng)濟效益,對深井采鹵地熱資源的利用具有重要意義關(guān)鍵詞:鹵水;除銨;工藝流程中圖分類(lèi)號:TS35文獻標識碼:A文章編號:1001-0335(2004)04-0023-02A New process of removal of ammonium from brineXiang Jian,Yang Ji2(1. Civil Engineering Department, Huangshi Institute of Science and Engineering of Hubei Huangshi, Hubei435003(2. Salt Mine of Hubei Shalongda Co, Ltd Jingzhou, Hubei 434000Abstract: Geothermal resource is fully made use of and traditional process of ammonium removal is modified according to the characteristics of high temperature in the brine by convection method in deep wells andlual wells, which has simplified the process of ammonium removal and saved energy in the electrochemicalith good economic results achieved. It is of great importance to the utilization of geothermal resourcein brine extraction from deep wellKey Words: Brine; removal of ammonium; process flow引言為2~4的條件下發(fā)生如下反應沙隆達鹽礦位于湖北省荊州市沙市農場(chǎng)轄區NH3+3CIHO Plk4. NCI3+3H,0鹽礦屬陸相深井,具有鹽層多,含雜質(zhì)多,溶蝕速度三氯化氮是一種黃色粘稠物質(zhì)或斜方形晶體快等特點(diǎn)。礦區已鉆采6口鹽井,其中沙鹽5井、沙的含氮化合物,相對水的比重為1653,熔點(diǎn)小于鹽6井采用先進(jìn)的定向水平鉆井技術(shù),于2003年71℃,自然爆炸溫度是95℃。在氯氣中的體積百分月3日鉆井連通,實(shí)現了雙井對流連通采鹵。至數達到5%-6%就有爆炸的可能,60℃時(shí)在震動(dòng)或今兩井連通生產(chǎn)運行正常,到2003年12月3日已超聲波條件下,可分解性爆炸在陽(yáng)光、鎂光的照射完成產(chǎn)鹵折鹽15萬(wàn)大大提高了生產(chǎn)能力,降低下可瞬間爆炸。爆炸反應如下了生產(chǎn)成本,克服了以前單井油墊采鹵不能停產(chǎn)2NCl3→N2↑+3Cl2↑+460(kJ)且油墊生產(chǎn)采鹵成本高,井下易發(fā)生堵、埋管事故三氯化氮是一種極易爆炸的有毒物質(zhì),對氯堿等弊病。目前,鹵水濃度穩定在300左右,鹵水系統的安全生產(chǎn)造成極大威脅,因此,在電解之前,溫度比單井生產(chǎn)時(shí)的30℃大幅提高,一般穩定在必須先除去鹵水中的銨根離子。處理方式是采用化50℃以上,為利用地熱資源除銨提供了有利條件。學(xué)法,反應方程式為2NH13+3 Naclo—→3NaCl+3H2O+N2↑2除銨的必要性該反應的最佳溫度為42~50℃,當溫度低于沙隆達鹽礦產(chǎn)出的鹵水主要供公司電化廠(chǎng)電42℃時(shí),該反應轉化率迅速下降,其轉化率與溫度解制堿。在氯堿生產(chǎn)過(guò)程中,鹽水中的銨根離子在關(guān)系曲線(xiàn)如圖1。電解過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生三氯化氮,在電解槽陽(yáng)極液pH中國煤化工作者簡(jiǎn)介:向健(1970-),男,湖北荊州市人,工程師,在讀碩士,黃石理工學(xué)院土木建CNMHG楊吉(1968-),男,湖北荊州市人,高級工程師,學(xué)士,湖北沙隆達股份有限公叫20047月第4期23向健等:鹵水除銨新工藝表1井深與地層溫度關(guān)系表轉化率%井深(m)溫度(℃)井深(m)溫度(℃)井深(m)溫度(℃)1200130022005003468025714002300826003.79132500260090.5溫度(℃)2700圖1轉化率與溫度關(guān)系曲線(xiàn)圖1000190028003傳統工藝流程110020002830傳統工藝是首先將鹵水用蒸汽預熱,使待處理本設計選用一臺計量泵對次氯酸鈉液進(jìn)行精的鹵水溫度達到45℃以上,然后將鹵水打入折流槽,在折流槽的入口處安裝次氯酸鈉液滴加裝置確定量滴加,有效防止了手工操作帶來(lái)的誤差,既然后根據鹵水的流量和鹵水中銨根離子的含量手避免了因嚴重過(guò)量滴加導致設備被腐蝕,又避免了因滴加不足導致除銨不徹底。調節次氯酸鈉液的滴加量,使之發(fā)生反應以除去5.3工藝流程銨根離子。從井口返出的鹵水進(jìn)入除銨反應罐,次氯酸鈉4傳統工藝流程的弊端液通過(guò)計量泵從儲罐打入除銨反應罐,經(jīng)充分反應41鹵水需要用蒸汽預熱處理,消耗大量的熱能。后自流進(jìn)入折流槽,再充分曝氣以除去反應產(chǎn)生的4.2次氯酸鈉液反應不夠完全,利用率不高,有時(shí)氮氣和過(guò)量的次氯酸鈉(圖2)出現除銨不徹底;同時(shí),未反應的次氯酸鈉易揮發(fā)分解,造成環(huán)境污染。4.3整套處理工序需要兩臺18.5kW的送鹵泵長(cháng)時(shí)間同時(shí)運行4.4占地面積大,處理能力低。5除銨系統設計除銨反應罐∠次氯酸鈉罐氯酸鈉泵次計量泵/折流槽5.1設計依據沙市鹽礦單井采鹵時(shí)生產(chǎn)返出鹵水溫度一般圖2除銨工藝流程示意圖30℃左右,主要是清水與鹵水由同一口井進(jìn)出,清6改造后與傳統工藝比較水與鹵水有熱交換。另外,鹵水在地層中流經(jīng)的距(1)節約了大量熱能消耗,以80m3/h出鹵量計離只有20-30m左右,與地層熱交換不充分,因此,算,年節約蒸汽費用200萬(wàn)元。出鹵的溫度較低。雙井對流生產(chǎn),清水由一口井注2)節省了兩臺鹵水輸送泵的使用與維護入,由另一口井出,在地層中流經(jīng)的距離有150~(3)有效保證了滴加更為精確。200m左右,與地層熱交換時(shí)間長(cháng),井底流體吸收地(4)節約了占地面積,更安全、環(huán)保。熱更為充分,出鹵的溫度較高,加上沙市鹽礦地溫(5)工藝更為成熟,處理能力大大提高梯度偏高(表1)。因此,深井雙井采鹵的鹵水溫度改造后的除銨設備運行正常,除銨完全,效果能穩定在50℃上下,正好達到除銨工藝的溫度要好。該技術(shù)為我公司獨創(chuàng ),國內外工業(yè)生產(chǎn)尚無(wú)此求,為除銨提供了保證。項技術(shù)運用實(shí)例。此項技術(shù)創(chuàng )新為我公司鹽礦帶來(lái)5.2設計要點(diǎn)了巨大的經(jīng)濟效益,對于充分利用清潔、環(huán)保能源本設計采用立式封閉帶攪拌的除銨反應罐,可提高工業(yè)紀共立廾泅音有效減少能量散失,延長(cháng)反應時(shí)間,同時(shí)減少了對中國煤化工日期:2004-04-26)環(huán)境產(chǎn)生的污染CNMHG(編輯/廖清和)24 July 2004 No 4