申請日2016.05.27
公開(公告)日2016.10.12
IPC分類號C02F9/10; C01D5/16; C01D3/14
摘要
本發(fā)明公開了一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，該工藝的步驟為：首先原水進入四效逆流強制循環(huán)蒸發(fā)器，將硫酸鈉蒸發(fā)濃縮結晶，把硫酸鈉先行分離，分離產(chǎn)生的母液進行冷凍處理，母液中的大部分硫酸鈉被成功分離;冷凍后的母液經(jīng)預熱后進入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶，得到的結晶鹽可作工業(yè)原料;氯化鈉蒸發(fā)器產(chǎn)生的母液進入單效蒸發(fā)器，得到雜鹽晶體。該工藝能夠將脫硫廢水中的硫酸鈉成功分離，并且將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶，得到氯化鈉結晶鹽作為工業(yè)原料，氯化鈉蒸發(fā)器產(chǎn)生的母液進入單效蒸發(fā)器，得到雜鹽晶體，有效的將硫酸鈉和氯化鈉分離出來。
摘要附圖
權利要求書
1.一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，其特征在于，包括以下步驟：
(1)原水通過進料泵進入冷凝水預熱器中，預熱升溫;
(2)預熱升溫后進入一效降膜蒸發(fā)器的分離器中，一效循環(huán)泵將一效分離器內(nèi)的物料送入一效加熱器頂部形成膜狀向下流動，循環(huán)流動過程中與管外熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;
(3)所述一效降膜蒸發(fā)器中出來的物料通過所述一效循環(huán)泵進入到四效強制循環(huán)蒸發(fā)器中，在所述四效強制循環(huán)蒸發(fā)器的分離器中，由四效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器換熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;
(4)所述四效強制循環(huán)蒸發(fā)器中出來的物料經(jīng)過四效轉料泵打入三效分離器內(nèi)，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;
(5)物料由三效中轉泵打入二效分離器內(nèi)，由二效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;
(6)經(jīng)過濃縮后的濃縮液進入旋液器，再進入離心機中，離心分離后獲得硫酸鈉晶體，硫酸鈉晶體進行干燥包裝，分離后的母液進入(7)中;
(7)將(6)中的母液輸送至冷凍結晶裝置冷凍，冷凍后的母液經(jīng)過預熱后進入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶;
(8)經(jīng)過濃縮結晶后的濃縮液進入離心機中，氯化鈉離心分離，將氯化鈉結晶鹽進行洗鹽提純和干燥，得到氯化鈉工業(yè)鹽，母液進入(9)中;
(9)將(8)中的母液進入單效強制循環(huán)蒸發(fā)器中進行蒸發(fā)濃縮，濃縮液再進行冷卻結晶分離，獲得雜鹽。
2.根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，其特征在于，(7)中將冷凍后的母液預熱進行三效蒸發(fā)的步驟包括：
步驟一、冷凍后的母液進入冷凝水預熱器中預熱，預熱后進入一效強制循環(huán)蒸發(fā)器中，蒸發(fā)水分提升濃度;
步驟二、步驟一中獲得的物料經(jīng)過一效中轉泵輸送至三效強制循環(huán)蒸發(fā)結晶裝置的分離器中，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;
步驟三、步驟二中獲得的物料經(jīng)過三效轉料泵打入二效強制循環(huán)蒸發(fā)結晶裝置的分離器中，由二效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度。
3.根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，其特征在于，(7)中將(6)中的母液輸送至冷凍結晶裝置冷凍的步驟還包括：
第一步、(6)中的母液通過進料泵進入攪拌罐中，由強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過冷凝器換熱交換，進行物理急凍;
第二步、冷凍結晶設兩級處理，末效溫度為-5℃，硫酸鈉以十水硫酸鈉和七水硫酸鈉的混合鹽結晶存在，結晶鹽再與原液進行稀釋升溫，結晶鹽呈熔融狀態(tài)，再經(jīng)過水泵轉至(5)中的二效分離器中進行再濃縮，提高純度。
4.根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，其特征在于，在(2)、(3)、(4)、(5)中的蒸發(fā)工藝中，pH為5-6。
說明書
一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝
技術領域
本發(fā)明涉及脫硫廢水回收技術領域，具體涉及一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝。
背景技術
蒸發(fā)結晶設備是化工行業(yè)、金屬冶煉行業(yè)、食品行業(yè)、制藥行業(yè)、飼料發(fā)酵業(yè)、鋼廠電廠銨法脫硫、油氣田等行業(yè)的廢水治理和綜合利用大型蒸發(fā)(濃縮)結晶設備，將簡單的環(huán)保治理、達標排放上升為環(huán)保治理加綜合利用。將廢水中的氯化銨、氯化鉀、硫酸銨、硫酸鉀等回收制成復混肥料;將廢水中的氯化鋁、氯化鋅、氯化亞鐵、硫酸錳、硫酸鎳等貴重金屬回收再利用、蒸發(fā)出的冷凝水達到國家允許的排放標準、將蒸發(fā)器應用到傳統(tǒng)高耗能化工產(chǎn)品如硫化堿、硫氫化鈉、氯化鋇、氫氧化鋇、氯化鈣等生產(chǎn)中、極大降低蒸汽能耗、為企業(yè)節(jié)省成本、提高競爭力。
脫硫廢水含有雜鹽體系，主要含有氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉，在雜鹽體系中，硫酸根的濃度是硝酸根和氯離子濃度的40倍，是氯離子濃度的15倍，因此，要將氯化鈉、硫酸鈉和硝酸鈉分開的難度較大，比較理想的方式就是得到硫酸鈉純品，其他的為雜鹽。
在脫硫廢水蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝中，蒸發(fā)器的設計以及工藝條件的設計，制約著硫酸鈉蒸發(fā)結晶的品質，例如，當硝酸根+氯離子的濃度大于50g/L時，硫酸鈉的品質會受到影響，故當硝酸根+氯離子的濃度大于50g/L時，就需要排出硫酸鈉蒸發(fā)器，此時濾液為飽和硫酸鈉溶液+不飽和氯化鈉硝酸鈉溶液，此時蒸發(fā)量約為72噸。
飽和硫酸鈉溶液+不飽和氯化鈉、硝酸鈉溶液中主要含有硫酸鈉，從溶解度曲線來看，硫酸在溫度較低時，其溶解度較小，故需要冷卻結晶得到。當冷卻到0℃時，硫酸鈉的濃度約為10g/L，氯化鈉+硝酸鈉的濃度約為80g/L，此時大部分硫酸鈉從濾液中結晶成十水硫酸鈉，此十水硫酸鈉過濾出來，得到約8噸濾液。得到的十水硫酸鈉熱融后，回到硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)繼續(xù)蒸發(fā)，此時需要額外蒸發(fā)約1噸水，硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)需要蒸發(fā)73噸水。
在雜鹽蒸發(fā)時，鈣鎂濃度高，管內(nèi)流速慢，容易堵管，影響濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝的效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，本發(fā)明的工藝能夠將脫硫廢水中的硫酸鈉成功分離，并且將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶，得到氯化鈉結晶鹽作為工業(yè)原料，氯化鈉蒸發(fā)器產(chǎn)生的母液進入單效蒸發(fā)器，得到雜鹽晶體，有效的將硫酸鈉和氯化鈉分離出來。
為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：
一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、鹽分離工藝，包括以下步驟：
(1)原水通過進料泵進入冷凝水預熱器中，預熱升溫;
(2)預熱升溫后進入一效降膜蒸發(fā)器的分離器中，一效循環(huán)泵將一效分離器內(nèi)的物料送入一效加熱器頂部形成膜狀向下流動，循環(huán)流動過程中與管外熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;
(3)所述一效降膜蒸發(fā)器中出來的物料通過所述一效循環(huán)泵進入到四效強制循環(huán)蒸發(fā)器中，在所述四效強制循環(huán)蒸發(fā)器的分離器中，由四效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器換熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;
(4)所述四效強制循環(huán)蒸發(fā)器中出來的物料經(jīng)過四效轉料泵打入三效分離器內(nèi)，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;
(5)物料由三效中轉泵打入二效分離器內(nèi)，由二效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;
(6)經(jīng)過濃縮后的濃縮液進入旋液器，再進入離心機中，離心分離后獲得硫酸鈉晶體，硫酸鈉晶體進行干燥包裝，分離后的母液進入(7)中;
(7)將(6)中的母液輸送至冷凍結晶裝置冷凍，冷凍后的母液經(jīng)過預熱后進入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶;
(8)經(jīng)過濃縮結晶后的濃縮液進入離心機中，氯化鈉離心分離，將氯化鈉結晶鹽進行洗鹽提純和干燥，得到氯化鈉工業(yè)鹽，母液進入(9)中;
(9)將(8)中的母液進入單效強制循環(huán)蒸發(fā)器中進行蒸發(fā)濃縮，濃縮液再進行冷卻結晶分離，獲得雜鹽。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，進一步包括，(7)中將冷凍后的母液預熱進行三效蒸發(fā)的步驟包括：
步驟一、冷凍后的母液進入冷凝水預熱器中預熱，預熱后進入一效強制循環(huán)蒸發(fā)器中，蒸發(fā)水分提升濃度;
步驟二、步驟一中獲得的物料經(jīng)過一效中轉泵輸送至三效強制循環(huán)蒸發(fā)結晶裝置的分離器中，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;
步驟三、步驟二中獲得的物料經(jīng)過三效轉料泵打入二效強制循環(huán)蒸發(fā)結晶裝置的分離器中，由二效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，進一步包括，(7)中將(6)中的母液輸送至冷凍結晶裝置冷凍的步驟還包括：
第一步、(6)中的母液通過進料泵進入攪拌罐中，由強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過冷凝器換熱交換，進行物理急凍;
第二步、冷凍結晶設兩級處理，末效溫度為-5℃，硫酸鈉以十水硫酸鈉和七水硫酸鈉的混合鹽結晶存在，結晶鹽再與原液進行稀釋升溫，結晶鹽呈熔融狀態(tài)，再經(jīng)過水泵轉至(5)中的二效分離器中進行再濃縮，提高純度。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，進一步包括，在(2)、(3)、(4)、(5)中的蒸發(fā)工藝中，pH為5-6。
本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明的工藝首先原水進入四效逆流強制循環(huán)蒸發(fā)器，將硫酸鈉蒸發(fā)濃縮結晶，把硫酸鈉先行分離，分離產(chǎn)生的母液進行冷凍處理，母液中的大部分硫酸鈉被成功分離;冷凍后的母液經(jīng)預熱后進入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶，得到的結晶鹽可作工業(yè)原料;氯化鈉蒸發(fā)器產(chǎn)生的母液進入單效蒸發(fā)器，得到雜鹽晶體。該工藝能夠將脫硫廢水中的硫酸鈉成功分離，并且將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶，得到氯化鈉結晶鹽作為工業(yè)原料，氯化鈉蒸發(fā)器產(chǎn)生的母液進入單效蒸發(fā)器，得到雜鹽晶體，有效的將硫酸鈉和氯化鈉分離出來。
2、在蒸發(fā)濃縮結晶分離硫酸鈉時，因為其初始濃度較低，采用了降膜+強制循環(huán)式蒸發(fā)器，高效的分離硫酸鈉;并且蒸發(fā)時，pH控制在5-6之間，有效的抑制了鈣鎂溶出;在雜鹽蒸發(fā)階段，因為鈣鎂濃度高，本發(fā)明采用強制循環(huán)蒸發(fā)器，管內(nèi)的流速快，不容易堵管，提高了整個工藝流程的效率和產(chǎn)率。
上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發(fā)明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。
