СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИТ-НИТРАТНЫХ СОЛЕЙ Российский патент 2008 года по МПК C01D9/06 C01B21/50 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано на предприятиях, выпускающих неорганические нитриты, в частности нитрит натрия и нитрат натрия, касается организации их безотходного производства с утилизацией солей, содержащихся в конденсате сокового пара и очищенной воды.

Азотная промышленность, в том числе производство неорганических солей, является одной из крупных потребителей обессоленной воды, их производство сопряжено с применением различных реагентов - органических и неорганических, которые часто становятся компонентами высокоминерализованных сточных вод, для очистки которых с целью оздоровления окружающей среды, расходуются значительные средства.

В экологическом и экономическом отношении наиболее прогрессивной является разработка безотходных технологий получения целевого продукта.

Известные способы получения неорганических солей, в т.ч. нитрит-нитратных, включают в себя стадию упаривания исходных растворов для концентрирования извлекаемых компонентов, используя различные типы выпарных аппаратов: под атмосферным и пониженном давлении, однокорпусные и многокорпусные установки, с естественной и принудительной циркуляцией упариваемого раствора, пленочные выпарные аппараты [1. А.Н.Плановский, В.М.Рамм, С.З.Каган. Процессы и аппараты химической технологии, Издательство "Химия", М., 1966 г., с.467-478]. Процессы упаривания в перечисленных аппаратах происходят с определенным недостатком: с потерей целевого продукта и образованием большого объема сточных вод. Из упариваемого раствора в паровом пространстве выпарного аппарата происходит отделение (сепарация) вторичного (сокового) пара. Наблюдается унос частиц жидкости с целевым продуктом (в виде тумана, отдельных капель или пены), в результате механического захвата частиц жидкости паром. Унос приводит к потере продукта, растворенного в каплях раствора. При использовании вторичного пара в последующих корпусах конденсат сокового пара также загрязняется растворенным веществом и становится непригодным для питания паровых котлов. Отработанный КСП направляют на биохимическую очистку (БХО), требующую больших затрат электроэнергии на перекачку и реагентов (метилового спирта) для проведения процессов нитрификации и денитрификации.

Наиболее близким к заявляемому способу и промышленно применимым является способ получения нитрит-нитратных солей путем абсорбции горячей газовой смеси, получаемой в результате окисления аммиака водным раствором гидроокиси натрия или соды, упаривания нитрит-нитратных щелоков, конденсации, очистки и утилизации выходящего из выпарных аппаратов сокового пара, кристаллизации и сушки готового продукта [2. Справочник азотчика, издание 2-е, М., Химия, 1987 г., с.219-228], [3. Постоянный технологический регламент солевого отделения производства нитрит-натратных солей. №81, г.Горловка, ОАО "Концерн Стирол", 2000 г., с.9-11] - прототип.

В известном способе при переработке нитрит-нитратных щелоков в кристаллический продукт концентрирование исходного раствора, прошедшего предварительную механическую очистку осуществляют в 3-контурной схеме: в 1 и 2 контуре получают нитрит натрия, в третьем - нитрат натрия. Процесс концентрирования раствора осуществляют в трехкорпусном выпарном аппарате с принудительной циркуляцией с использованием тепла насыщенного пара давлением 0,6 МПа. Свежим паром обогревают только первый корпус. Соковый пар предыдущего корпуса используется для обогрева следующего корпуса (кроме последнего). Полученный концентрированный раствор щелоков 55%-60% (мас.) кристаллизируют с получением суспензии с кристаллами нитрита натрия, центрифугируют, отделяя от кристаллов солей, последние сушат с получением готового продукта.

Отработанный соковый пар после стадии упаривания конденсируют и полученный конденсат сокового пара (КСП) с температурой t=85°C с солесодержанием до 0,8-1 г/л NaNO₂+NaNO₃ направляют на биохимическую очистку (БХО), в процессе которой его смешивают с другими производственными стоками и ливневыми водами, подвергают процессам нитрификации и денитрификации, очищают до установленных норм и возвращают на предприятие для подпитки водооборотных циклов.

Недостатком известного способа является:

- потеря целевого продукта с уносом частиц жидкости из выпариваемого раствора вместе с вторичным паром;

- дополнительные затраты, связанные с подачей КСП на БХО и его очисткой, в КСП, поступающем на БХО, находится до 50% всех азотсодержащих загрязнений в общем объеме сточных вод. Очистка стоков от азота требует больших затрат электроэнергии и метанола при проведении процессов нитрификации и денитрификации;

- увеличенное потребление химочищенной или частично деминерализованной воды и затраты на ее подготовку, связанные с восполнением расхода КСП, отведенного на биохимическую очистку;

- ограниченная возможность утилизации КСП из-за высокой концентрации примесей в биохимически обогащенной воде (NO₃ - 70 мг/л, NO₂ - 6, NH₄ - 0,5 мг/л);

- потери нитрит-нитратных солей за счет уменьшения выработки продукта, связанные с восстановлением в зоне денитрафикации БХО азотсодержащих примесей до азота и воды;

- повышенный расход метанола на БХО, подаваемый как источник легкоокисляемой органики для проведения процесса денитрификации;

- нерациональное использование тепла КСП (85°С) при подаче его на биохимическую очистку;

- высокая стоимость готового продукта.

В свете указанных выше недостатков большой интерес представляет безреагентный мембранный метод очистки сточных вод - обратный осмос, используемый для создания экологически чистых систем в химической промышленности.

На Украине сделаны попытки использовать мембранные методы очистки сточных вод с высокой концентрацией азота и компонентов производства. Ближе всего к решению проблем азотной промышленности подошли специалисты Института "Химтехнология" (г.Северодонецк), ими проведены исследования по использованию мембранных методов по очистке сточных вод производства азотных удобрений, содержащих высокие концентрации азотных компонентов [4. Физико-химические методы обесточивания сточных вод, Химическая Промышленность Украины, - 2000 г., №1-2, с.95]. В производстве аммиачной селитры получается конденсат сокового пара, содержащий от 2 до 4 г/л амселитры. При этом используют трехступенчатую схему очистки КСП. Однако при решении проблемы утилизации конденсата сокового пара даже при 3-х ступенчатой схеме очистки не достигли желаемых результатов. В результате очистки получен пермеат с достаточно высоким содержанием NH₄NO₃ - до 0,15 г/л, и концентрат с содержание нитрата аммония NH₄NO₃ концентрате - 15-20%, из-за чего полученный пермеат и концентрат не нашли применения в технологическом процессе получения удобрений. Для утилизации полученного пермеата в схеме подпитки котлов применяют его дополнительную доочистку до соответствующих норм, используя ионообменные установки, эксплуатация которых связана с высокой стоимостью используемых химикатов, а также с их способностью загрязнять окружающую среду.

Эти причины потребовали поиска и создания более совершенного способа получения нитрит-нитратных солей с возвратом уносимых солей в технологическую схему и утилизацией очищенных сточных вод.

Задачей настоящего изобретения является создание экологически чистого способа получения нитрит-нитратных солей без сброса солей в замкнутую систему водообеспечения концерна, утилизация очищенного КСП, увеличение выработки продукта, снижение его себестоимости.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения нитрит-нитратных солей, заключающемся в абсорбции горячей газовой смеси, получаемой в результате окисления аммиака водным раствором гидроокиси натрия или соды, упаривании нитрит-нитратных щелоков, конденсации сокового пара, выходящего из выпарных аппаратов путем охлаждения до 85°С, очистке и утилизации конденсата сокового пара, кристаллизации и сушки готового продукта, согласно изобретению конденсат сокового пара фильтруют через мембраны обратноосмотической установки с размером пор 0,0001-0,001 мкм при давлении до 2,5 МПа, полученный пермеат направляют на питание котлов по производству пара, концентрат при солесодержании более 6-20 г/л подают на стадию упаривания нитрит-нитратных щелоков, а при солесодержании до 6 г/л рециркулируют на вход обратноосмотической установки, перед подачей на обратноосмотическую установку осуществляют дополнительное охлаждение конденсата сокового пара в двухступенчатых холодильниках, работающих как в последовательном, так и параллельном режимах, используя на первой ступени охлаждения, в качестве хладоагента химочищенную или частично деминерализованную воду с температурой 25-35°С, поступающую затем на питание котлов по производству пара, на второй ступени охлажения в качестве хладоагента используют оборотную воду с температурой не более 28°С, поступающую на градирни, при снижении производительности обратноосматических мембран на 10-15% производят их очистку путем циркуляции через мембраны моющих кислых и щелочных растворов до температуры моющего раствора 35-40°С с последующей промывкой мембран пермеатом.

Способ очистки КСП на обратноосматической установке можно рассматривать как часть технологической схемы получения кристаллических продуктов нитрита и нитрата натрия.

Использование обратного осмоса для очистки КСП дает возможность решить такие задачи:

- уменьшение потребления пресной воды: химочищенной или частично деминерализованной воды за счет повторного использования очищенной воды (пермеата) для технологических нужд;

- предотвращение сброса солей в замкнутую систему водообеспечения благодаря их концентрированию на обратноосматической установке, их выделению из полученного концентрата и использования (утилизации) в технологическом процессе получения целевого продукта;

- возможность создания безотходной технологии;

- высокой эффективности очистки КСП;

- снижение стоимости биохимической очистки сточных вод.

Основные преимущества безреагентного мембранного метода очистки растворов от растворимых и нерастворимых примесей - обратного осмоса состоят в невысоких затратах, простоте и компактности установок, их полной автоматизации.

При обратноосматической фильтрации происходит процесс баромембранного разделения, а также концентрирования и фракционирования растворов.

Метод очистки растворов от солей обратным осмосом основан на процессе фильтрации молекул чистой воды из раствора при создании давления, превышающего осмотическое, в направлении от раствора к пресной воде через полупроницаемую перегородку. При спектре фильтрации от 0,0001÷0,001 происходит баромембранный процесс разделения веществ с молекулярными массами 100÷200 дальтон. Через поры проходят молекулы воды и не проходят ионы солей, растворенные в воде.

Рабочее давление в обратноосматической установке поддерживают на уровне 2÷2,5 МПа, поскольку производительность их определяется разностью между рабочим и осмотическим давлением. Нижний предел ограничен снижением интенсивности фильтрации, верхний нарушением прямо пропорциональной зависимости между приложенным давлением и производительностью мембраны.

Использование полученного пермеата для питания котлов по производству пара давлением 1,3 МПа уменьшит потребление частично деминерализованной (ЧДВ) или химочищенной воды, и снизит затраты, связанные с ее подготовкой и восполнением.

Внедрение предлагаемого изобретения в производство позволит уменьшить общее солесодержание в замкнутой системе водоснабжения, за счет снижения азотсодержащих стоков, снизит себестоимость биохимической очистки промышленных сточных вод, увеличит эффективность очистки очистных сооружений.

Дополнительное охлаждение конденсата сокового пара в двух ступенчатых холодильниках, работающих как в последовательном, так и параллельном режимах позволит снизить его температуру с 85°С до 35°С и обеспечить надежную, безопасную работу полимерных мембран обратноосмотической установки, расчитанных на работу в невысоком температурном режиме (не выше 40°С).

Использование на первой ступени охлаждения КСП в качестве хладагента химочищенной или частично деминерализованной воды с температурой 25-35°С, поступающей на питание котлов-утилизаторов по производству пара давлением 1,3 МПа, позволит рационально использовать тепло технологических потоков, утилизировать отводимое тепло КСП, подогреть питательную воду (ЧДВ), снизив расход пара для подогрева химочищенной воды, повысить эффективность очистки воды в деаэраторах от растворенного в ней кислорода.

Использование второй ступени дополнительного охлажения КСП оборотной водой с температурой не более 28°С обеспечит недостающий теплосъем с потока КСП на 1 ступени охлаждения, понизит его температуры до 35°С, создав тем самым условия для безопасной работы обратноосматических мембран. Оборотная вода является наиболее доступным источником для снижения температуры технологических потоков до расчетной величины.

Контроль солесодержания в потоке концентрата после обратноосмотической установки позволит организовать рециркуляцию слабого солевого раствора обратно на стадию разделения на мембранах, снизив нагрузку на выпарные установки, предотвратив неэкономичный режим их работы при доупарке низко концентрированного раствора.

Своевременная очистка мембран путем циркуляции через мембраны моющих кислых и щелочных растворов при снижении производительности обратноосмотических мембран на 10-15% позволит восстановить заданную фильтрующую способность мембран и обеспечит бесперебойную работу обратноосмотической установки.

На чертеже представлена принципиальная схема получения нитрит-нитратных солей и очистки конденсата сокового пара.

Схема включает в себя емкость 1 исходного раствора нитрит-нитратных щелоков, которые подают насосом 2 на рамный фильтр пресс 3, сборник отфильтрованных щелоков 4, насос 5 для их подачи в выпарные аппараты 6, сборник концентрированного раствора 7, насос 8 для подачи раствора на кристаллизатор 9, отстойник-сгуститель 10, центрифугу 11, сушилку 12, охладитель КСП 13, 14, картриджные фильтры 15, 16 предназначенные для очистки КСП от взвешенных частиц размером более 15 микрон и размером более 5 микрон, мембранную обратноосмотическую установку 17. К охладителю 13 подключена линия подачи питательной воды и отвода подогретой питательной воды на деаэраторы котла-утилизатора. К охладителю 14 подсоединена линия подачи оборотной воды и линия отвода подогретой воды на градирни.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходным сырьем для производства нитрит-нитратных щелоков служат аммиак и кальцинированная сода (или водный раствор гидроокиси натрия). Из отделения содорастворения раствор кальцинированной соды (или водный раствор гидроокиси натрия) подают в кислотное отделение для переработки в нитрит-нитратные щелока. Из кислотного отделения нитрит-нитратные щелока со щелочной колоны (40% раствор NaNO₂+NaNO₃) подают в солевое отделение в емкость исходного раствора 1, откуда насосами 2 раствор с t 80-90°C, расходом 10-20 м³/час подают на рамный фильтр-пресс 3.

Отфильтрованные щелока 40% (NaNO₂+NaNO₃) после фильтр-прессов 3 поступают в сборник 4, откуда насосом 5 непрерывно подают на узел выпаривания 1-го контура или 2 - нитки второго контура (в зависимости от исходного сырья для получения продукционных щелоков):

- нитрит-нитратные щелока, в соотношении NaNO₂/NaNO₃ - 7-13/1, подают на узел выпаривания 1 контура для их последующей очистки методом кристаллизации и получения из них кристаллов первичного нитрита натрия;

- нитрит-нитратные щелока, в соотношении NaNO₂/NaNO₃ - не менее 45-50/1, подают на узел выпаривания 2 контура для их последующей очистки методом кристаллизации и получения из них кристаллов первичного нитрита натрия.

Исходные нитрит-нитратные щелока через предварительные подогреватели подают на выпарную установку 6, состоящую из трех выпарных аппаратов, работающих с принудительной циркуляцией по прямоточной схеме. В греющую камеру первого корпуса выпарного аппарата подается пар давлением 0,6 МПа. Для обогрева раствора остальных корпусов используют соковый пар предыдущего корпуса. Раствор доводят до концентрации нитрата натрия в растворе 56-60% (мас.) путем периодического выпаривания при температуре 118-120°С и непрерывной подачи слабого раствора с отводом соответствующего количества упаренного раствора.

Упаренный раствор направляют на кристаллизацию в кристаллизатор 9 с образованием суспензии нитрита натрия. Суспензия с массовой долей кристаллов нитрата натрия до 35% и с температурой 50-60°С с фонаря кристаллизатора 9 через отстойник-сгуститель 10 поступает на центрифугу 11, где происходит отделение твердой фазы от маточного раствора. Отфугованная на центрифуге 11 соль нитрита натрия с массовой долей влаги 3-5% винтовым конвейером подается в трубу-сушилку 12. Сушка соли в трубе-сушилке 12 происходит за счет горячего воздуха, который поглощает влагу, сушит соли до влагосодержания 0,5%. Увлажненный воздух после газопромывателя проходит через сепаратор, отделяется от капель промывного раствора и выбрасывается в атмосферу. Полученный кристаллический продукт с помощью узла пневмотранспорта транспортируется в отделение упаковки.

Отработанные нитрит-нитратные щелока, имеющие низкое соотношение нитрита натрия к нитрату натрия, направляют на установку инверсии, где в колонне при t=80-90°C происходит превращение нитрита натрия в нитрат натрия путем окисления нитрита разбавленной азотной кислотой. Полученный раствор нитрата натрия после инверсии поступает на 3-й контур выпаривания, кристаллизации, центрифугирования и сушки готового продукта нитрита натрия и дальнейшей упаковки.

Соковый пар из выпарной установки 6 3-го контура подвергают конденсации.

Отделенный конденсат сокового пара от нитратного и нитритного контуров, содержащий растворимые нитрит-нитратные соли, усредняют и направляют в секцию очистки.

Усредненный КСП в количестве до 20 м³/час с с/с 0,8-1 г/л и Ж_общ до 0,5 мг-экв/л подается на охлаждение в холодильники 12, 13.

Холодильники 13 и 14 работают как в последовательном, так и параллельном режимах. В холодильнике 13 в качестве хладагента используют химочищенную воду с температурой 25-35°С, давлением 4 кгс/см². В холодильнике 14 используют оборотную воду с температурой не более 28°С.

Химочищенная вода и оборотная вода пройдя, соответственно, по трубному пространству холодильников 13 или 14 подогревается теплом подводимого в межтрубное пространство КСП (рабочая температура: 70-100°С, давление 5,3 кгс/см²), утилизируя его тепло.

Охлажденный конденсат сокового пара после холодильников 13, 14 с температурой не более 40°С, поступает на картриджные фильтры 15 обратноосмотической установки (RO-машины), предназначенные для очистки КСП от взвешенных частиц размером более 15 микрон. В качестве фильтрующего материала используются собранные в кассету патроны из пористого полипропилена с размером пор 15 микрон. Загрязнение пористых элементов приводит к увеличению перепада давления на фильтре и в дальнейшем к замене фильтров.

Далее КСП подают на картриджные фильтры 16, предназначенные для окончательной очистки воды от взвешенных частиц размером более 5 микрон. В качестве фильтрующего материала используются собранные в кассету патроны из пористого полипропилена с размером по 5 микрон.

После предварительной очистки КСП насосами высокого давления подается на обратноосмотическую установку 16, предназначенную для очистки КСП от ионов и молекул растворенных в нем веществ. Процесс очистки КСП от ионов нитрита натрия и нитрата натрия происходит на мембранах (рулонные фильтрующие элементы (РФЭ), вставленные в хаузники).

Конденсат сокового пара подается на внешнюю поверхность РФЭ, движется по турбулизатору-разделителю по спирали к центру элемента и разделяется на два потока: очищенный конденсат (пермеат) и концентрированный раствор солей (концентрат). Концентрат отводится через торец РФЭ.

Пермеат RO-машин с давлением 0,53 МПа и с температурой не более 40°С подается в коллектор химочищенной воды, используемой в качестве питательной воды котлов-утилизаторов агрегата кислоты (на деаэраторы).

На линии концентрата после RO-машины 17 контролируют солесодержание в концентрате. При солесодержании до 6 г/л концентрат рециркулируют для очистки на RO-машины, а при солесодержании более 6 г/л концентрат направляется в выпарной аппарат в количестве до 2 м³/ч для повторного использования в производстве нитрит-нитратных солей.

Тем самым создается рецикл выделенных веществ и очищенного раствора, снижаются производственные потери, увеличивается выход готового продукта, сокращается потребление химочищенной воды (деминерализованной воды) и пара на ее деаэрацию.

RO-машина 17 укомплектована датчиками расхода пермеата и концентрата, давления на входе и выходе, температуры конденсата в потоке, рН на входе, электропроводности пермеата.

Узел обратного осмоса автоматизирован и управляется программируемым логическим контроллером.

Очистка мембран производится по мере загрязнения (при снижении производительности на 10-15%), но не реже одного раза в 30 дней.

Очистку мембран производят путем циркуляции через мембраны моющих кислых и щелочных растворов. В зависимости от характера отложений в качестве моющих растворов могут применяться пищевая лимонная кислота, соляная или ортофосфорная кислота, гидроксил натрия, трилон Б, а другие моющие вещества. Промывка обратноосмотических мембран осуществляется путем циркуляции моющего раствора по контуру: насос - RO-машина - емкость промывного раствора - насос. Циркуляция продолжается пока температура моющего раствора не достигнет 40°С. Затем производится выдержка мембран в моющем растворе 30 мин. Моющий раствор после промывки подается на биохимочистку.

После этого RO-машина промывается чистой водой от моющих растворов. При необходимости операция очистки мембран повторяется. Вода после промывки выдается в промышленную канализацию.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Прототип.

Согласно регламенту ННС [2. Постоянный технологический регламент солевого отделения производства нитрит - нитратных солей №81, г.Горловка, ОАО "Концерн Стирол", 2000 г., с.9-14] норма по отходам производства в виде КСП составляют:

на 1 т нитрита натрия - 0,46 т

на 1 т нитрата натрия - 1,230 т

Фактическая выработка солей составила:

 В 2003 г.в 2004 г.нитрита натрия -6610 г2907 гнитрата натрия -13910 г12006 г

В год образуется КСП в виде отхода:

За 2003 г. 6610×0,460+13910×1,23=20 тыс.т

За 2004 г.: 17 тыс. тонн

Содержание солей NaNO₂+NaNO₃ в составе сокового пара достигает 0,8-1 г/л.

При среднем расходе КСП (по году) на БХО 20 м³/ч с общим содержанием солей 0,8-1 г/л с температурой 75-85°С в замкнутую систему водообеспечения в течение года поступает 140,16-175,20 тонн нитрит-нитратных солей.

Расход метанола в зону денитрификации БХО составил 4 т/сут.

Для получения 1 тонны нитрата натрия по классической схеме потребление оборотной воды составило 0,381 тыс.м³/т, тепловой энергии в виде пара - 1,7 Гкал, электроэнергии 0,442 тыс.кВт/ч.

Характеристики способа производства нитрит-натратных солей приведены в табл.1.

Пример 2. Заявляемая технология.

В 2005 г. на Горловском ОАО "Концерн Стирол" введена в эксплуатацию установка, предназначенная для очистки конденсата сокового пара производства нитрит-нитратных солей на обратноосмотической мембранной установке (RO-машине) с получением пермеата, используемого в качестве питательной воды для котлов-утилизаторов агрегата кислоты.

Мощность установки по исходной смеси конденсата, химочищенной воды составляет 20 м³/час. Коэффициент извлечения пермеата составляет 85-90%.

Продукцией установки является очищенный методом обратного осмоса конденсат сокового пара нитритного и нитратного контуров, который выдается в коллектор воды частично-деминерализованной и используется в качестве питательной воды для котлов-утилизаторов агрегата кислоты.

Очищенный конденсат соответствует требованиям СТП 74-2004 "Вода частично-деминерализованная. Требования к качеству", которые приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1

Наименование свойств (констант) и единицы измеренияЗначение физической величины с допустимыми отклонениямиИсточник информации1. Массовая доля солей, мг/дм³,не более 110СТП 74-2004 К.Ф.Роддатис,2. Общая жесткость, мкг-экв/дм³,не более 10А.Н.Полтарецкий, Справочник по котельным установкам малой3. Концентрация ионов водорода, рН8,5-10,54. Массовая концентрация нитритов и нитратов, мкг/кгне нормируетсяпроизводительности.

Конденсат сокового пара с t=85°C после конденсаторов подают на охлаждение в холодильник 13, где он охлаждается питательной или частично деминерализованной водой расходом Q=20-40 м³/ч, с t=28°C, а затем в холодильнике 14 - оборотной водой с t=28°C.

После охлаждения КСП в количестве 20 м³/ч с общим солесодержанием 0,8-1 г/л, Ж_общ до 0,5 мг-экв/л и температурой 35°С подают в обратноосмотическую установку. После разделения на мембранах обратного осмоса получают 17 м³/ч пермеата следующего качества: Ж_общ до 0,5 мг-экв/л, с/с=100 мг/л, рН 8,5-9,0, t=35°C и 2 м³/ч концентрата с с/с = до 20 г/л, возвращаемого в технологическую схему получения солей на стадию упаривания, t=35°C.

Рециркулируют 1 м³/ч концентрата с с/с = до 6 г/л на вход обратноосмотической установки.

Подавая полученный концентрат с солесодержанием 6÷20 г/л (при коэффициенте концентрирования на RO машинах =6) на выпарные аппараты дополнительно производят 108 т/год нитрит-нитратных солей.

Благодаря внедрению обратноосмотической установки с получением пермеата, снижено потребление частично деминерализованной воды на 102 тыс.м³. Уменьшено потребления пара на деаэрацию ЧДВ на 4800 Гкал/год.

За счет уменьшения количества сбрасываемых солей на БХО было достигнуто снижение расхода метанола в зоны денитрификации усреднителей в количестве 0,3-0,5 т в сутки. Сравнительные данные способа получения нитрата натрия приведены в табл.2.

Т.о., в предлагаемом способе получения нитрит-нитратных солей очистка КСП на обратноосмотической мембранной установке позволила эффективно отделить от него соли, уносимые технологическим паром в процессе упаривания растворов, с получением пермеата и концентрата, вернуть их в цикл получения солей на стадию концентрирования исходных щелоков с потоком концентрата с солесодержанием до 20 г/л, исключив тем самым потери солей, увеличив выработку кристаллических нитрит-нитратных солей, снизило потребление химочищенной или частично деминерализованной воды и пара; уменьшило затраты на технологию их получения и стоимость готовой продукции, исключило сброс солей в замкнутую систему водного хозяйства концерна.

Таблица 2
Сравнительные характеристики процессов производства нитрат-нитратных солей и очистки КСП№ п/пНаименование показателейПример 1 (прототип)Пример 2 (заявляемый способ)1.Фактическая выработка солей, т/год13910140182.Схема утилизации КСППодача на БХО для очистки.Подача на RO-машины: пермеат на подпитку котлов, Концентрат - на упаривание.3.Общее солесодержание в конденсате сокового пара, г/л0,8-10,8-14.Средний расход КСП на утилизацию, по году, м³/ч20205.Расход метанола в зону денитрификации БХО, т/сут43,7-3,56.Количество солей сбрасываемых в замкнутую систему водообеспечения, т/год140,2-175,2-7.Выработка пермеата для системы питательной води котлоагрегатов, м³/ч-178Выработка концентрата RO-машинами, поступающего на выпарку, м³/ч-29.Расход концентрата на рециркуляцию в RO-машины, м³/ч-110Солесодержание концентрата после RO-машин, г/л-6-2011Снижение потребления частично деминерализованной воды, тыс.м³-10212Снижение потребления пара на деаэрацию ЧДВ, Гкал-480013Снижение сброса в пром. Канализацию, тыс.м³/год-12014Возврат NaNO₃ в производство солей, т/год.-10815Снижение расхода метанола, т. в сут-0,3-0,516Срок окупаемости, лет. 1,43

Изобретение относится к получению нитрита натрия и нитрата натрия. Сущность способа получения нитрит-нитратных солей заключается в том, что конденсат сокового пара (КСП), образующийся после стадии упаривания нитрит-нитратных щелоков в выпарных аппаратах, очищают через мембраны обратноосмотической установки с размером пор 0,0001-0,001 мкм при давлении до 2,5 МПа. Полученный пермеат направляют на питание котлов по производству пара давлением 1,3 МПа, в полученном потоке концентрата после обратноосмотической установки контролируют солесодержание: при солесодержании до 6 г/л концентрат рециркулируют на вход обратноосмотической установки, а при солесодержании более 6-20 г/л концентрат возвращают на стадию упаривания нитрит-нитратных щелоков. Перед подачей на обратноосмотическую установку осуществляют дополнительное охлаждение конденсата сокового пара, выходящего из выпарного аппарата в двух ступенчатых холодильниках, работающих как в последовательном, так и параллельном режимах, утилизируя тепло КСП в тепловой схеме котлов по производству пара. Технический результат состоит в снижении затрат на технологию получения нитрит-нитратных солей, увеличении выработки кристаллических нитрит-нитратных солей за счет возвращения в цикл солей, уносимых конденсатом сокового пара, исключения сброса солей в замкнутую систему водного хозяйства концерна. 2 з.п ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ получения нитрит-нитратных солей путем абсорбции горячей газовой смеси, получаемой в результате окисления аммиака, водным раствором гидроокиси натрия или соды, упаривания нитрит-нитратных щелоков, конденсации выходящего из выпарных аппаратов сокового пара путем охлаждения до 85°С, очистки и утилизации конденсата сокового пара, кристаллизации и сушки готового продукта, отличающийся тем, что конденсат сокового пара фильтруют через мембраны обратноосмотической установки с размером пор 0,0001-0,001 мкм при давлении до 2,5 МПа, полученный пермеат направляют на питание котлов по производству пара, концентрат при солесодержании более 6-20 г/л на стадию упаривания нитрит-нитратных щелоков, а при солесодержании до 6 г/л рециркулируют на вход обратноосмотической установки.2. Способ по п 1, отличающийся тем, что перед подачей на обратноосмотическую установку осуществляют дополнительное охлаждение конденсата сокового пара в двухступенчатых холодильниках, работающих как в последовательном, так и параллельном режимах, используя на первой ступени охлаждения в качестве хладоагента химочищенную или частично деминерализованную воду с температурой 25-35°С, поступающую затем на питание котлов по производству пара, на второй ступени охлаждения в качестве хладоагента используют оборотную воду с температурой не более 28°С, поступающую на градирни.3. Способ по п 1, отличающийся тем, что при снижении производительности обратноосматической установки на 10-15% производят очистку мембран путем циркуляции через них моющих кислых и щелочных растворов, пока температура раствора не достигнет 40°С с последующей их промывкой пермеатом.