氨堿法制堿中膜吸收氨回用過(guò)程研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)制堿行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，供求矛盾日益加劇。進(jìn)行技術(shù)革新，降低生產(chǎn)成本，正在成為企業(yè)努力的方向。氨堿法制堿中，為回收氨，氨冷卻塔產(chǎn)生的冷凝氨液需經(jīng)二次蒸氨工序，因此過(guò)程能耗高;循環(huán)回用氨含水率高，會(huì)降低氨化工序中精鹽水的濃度，最終限制了鈉利用率的提高。因此，如何降低蒸氨過(guò)程能耗及回用氨的含水率，從而降低生產(chǎn)成本，正在成為當(dāng)前企業(yè)的重大技術(shù)需求。
　　本文針對(duì)氨冷卻塔所產(chǎn)生的冷凝氨液，采用疏水性較強(qiáng)的PVDF中空纖維膜，以精鹽水為

2、吸收液，研究基于逆向直接接觸膜蒸餾原理的膜吸收氨回用過(guò)程(R-DCMD-MAAR)。將模擬冷凝氨液中的氨轉(zhuǎn)移到精鹽水中而被吸收，同時(shí)抑制與氨傳質(zhì)同向的水傳質(zhì)過(guò)程，從而降低回用氨的含水率，節(jié)省水的汽化相變熱，從而降低過(guò)程能耗并大幅提高氨化工序中精鹽水的濃度。該過(guò)程有效結(jié)合了精鹽水氨化工序，避免了常規(guī)膜吸收之后吸收液需要進(jìn)行膜解吸的復(fù)雜性。
　　為節(jié)省精鹽水的使用量，實(shí)驗(yàn)研究了吸收氨后的吸收液（氨鹽水）在海藻式膜曝氣組件中的膜曝氣過(guò)程

3、，以確定其中的曝氣量及純水補(bǔ)充量，使精鹽水得到循環(huán)回用。在此基礎(chǔ)上，研究了膜吸收組件結(jié)構(gòu)參數(shù)（膜絲內(nèi)徑ri、裝填密度δ）、膜吸收運(yùn)行工藝參數(shù)（原料液溫度T、吸收液與原料液進(jìn)入膜組件時(shí)的溫度差ΔT、原料液濃度CA及原料液流速vA）對(duì)R-DCMD-MAAR性能(氨通量JA、水通量JW、分離因子α、回用氨中含水率RW)的影響，建立了描述過(guò)程氨傳質(zhì)系數(shù)kA的半理論半經(jīng)驗(yàn)公式，確立了過(guò)程優(yōu)化參數(shù)。運(yùn)行工藝的正交實(shí)驗(yàn)研究表明，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，各因素對(duì)

4、JA的影響大小順序?yàn)?CA＞T＞ΔT＞vA;各因素對(duì)JW的影響大小順序?yàn)?T＞ΔT＞CA＞vA;各因素對(duì)α的影響大小順序?yàn)?CA＞ΔT＞T＞vA。kA的半理論半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值接近，相對(duì)偏差在±8.00％以內(nèi)。經(jīng)R-DCMD-MAAR過(guò)程性能優(yōu)化，當(dāng)T為40℃，ΔT為15℃，CA為5.5wt％，vA為0.15m/s時(shí)，JA高達(dá)0.86kg/(m2·h)，而JW為-0.11kg/(m2·h)，水與氨傳質(zhì)反向，回用氨中含水率RW為0。