申请日2016.05.27
公开(公告)日2016.10.12
IPC分类号C02F9/10; C01D5/16; C01D3/14
摘要
本发明公开了一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，该工艺的步骤为：首先原水进入四效逆流强制循环蒸发器，将硫酸钠蒸发浓缩结晶，把硫酸钠先行分离，分离产生的母液进行冷冻处理，母液中的大部分硫酸钠被成功分离;冷冻后的母液经预热后进入三效蒸发器，将氯化钠进行蒸发浓缩结晶，得到的结晶盐可作工业原料;氯化钠蒸发器产生的母液进入单效蒸发器，得到杂盐晶体。该工艺能够将脱硫废水中的硫酸钠成功分离，并且将氯化钠进行蒸发浓缩结晶，得到氯化钠结晶盐作为工业原料，氯化钠蒸发器产生的母液进入单效蒸发器，得到杂盐晶体，有效的将硫酸钠和氯化钠分离出来。
摘要附图
权利要求书
1.一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原水通过进料泵进入冷凝水预热器中，预热升温;
(2)预热升温后进入一效降膜蒸发器的分离器中，一效循环泵将一效分离器内的物料送入一效加热器顶部形成膜状向下流动，循环流动过程中与管外热交换，蒸发水分提升浓度;
(3)所述一效降膜蒸发器中出来的物料通过所述一效循环泵进入到四效强制循环蒸发器中，在所述四效强制循环蒸发器的分离器中，由四效强制循环泵输送物料经过换热器换热交换，蒸发水分提升浓度;
(4)所述四效强制循环蒸发器中出来的物料经过四效转料泵打入三效分离器内，由三效强制循环泵输送物料经换热器交换热量，蒸发水分提升浓度;
(5)物料由三效中转泵打入二效分离器内，由二效强制循环泵输送物料经过换热器交换热量，蒸发水分提升浓度;
(6)经过浓缩后的浓缩液进入旋液器，再进入离心机中，离心分离后获得硫酸钠晶体，硫酸钠晶体进行干燥包装，分离后的母液进入(7)中;
(7)将(6)中的母液输送至冷冻结晶装置冷冻，冷冻后的母液经过预热后进入三效蒸发器，将氯化钠进行蒸发浓缩结晶;
(8)经过浓缩结晶后的浓缩液进入离心机中，氯化钠离心分离，将氯化钠结晶盐进行洗盐提纯和干燥，得到氯化钠工业盐，母液进入(9)中;
(9)将(8)中的母液进入单效强制循环蒸发器中进行蒸发浓缩，浓缩液再进行冷却结晶分离，获得杂盐。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，其特征在于，(7)中将冷冻后的母液预热进行三效蒸发的步骤包括：
步骤一、冷冻后的母液进入冷凝水预热器中预热，预热后进入一效强制循环蒸发器中，蒸发水分提升浓度;
步骤二、步骤一中获得的物料经过一效中转泵输送至三效强制循环蒸发结晶装置的分离器中，由三效强制循环泵输送物料经换热器交换热量，蒸发水分提升浓度;
步骤三、步骤二中获得的物料经过三效转料泵打入二效强制循环蒸发结晶装置的分离器中，由二效强制循环泵输送物料经过换热器交换热量，蒸发水分提升浓度。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，其特征在于，(7)中将(6)中的母液输送至冷冻结晶装置冷冻的步骤还包括：
第一步、(6)中的母液通过进料泵进入搅拌罐中，由强制循环泵输送物料经过冷凝器换热交换，进行物理急冻;
第二步、冷冻结晶设两级处理，末效温度为-5℃，硫酸钠以十水硫酸钠和七水硫酸钠的混合盐结晶存在，结晶盐再与原液进行稀释升温，结晶盐呈熔融状态，再经过水泵转至(5)中的二效分离器中进行再浓缩，提高纯度。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，其特征在于，在(2)、(3)、(4)、(5)中的蒸发工艺中，pH为5-6。
说明书
一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺
技术领域
本发明涉及脱硫废水回收技术领域，具体涉及一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺。
背景技术
蒸发结晶设备是化工行业、金属冶炼行业、食品行业、制药行业、饲料发酵业、钢厂电厂铵法脱硫、油气田等行业的废水治理和综合利用大型蒸发(浓缩)结晶设备，将简单的环保治理、达标排放上升为环保治理加综合利用。将废水中的氯化铵、氯化钾、硫酸铵、硫酸钾等回收制成复混肥料;将废水中的氯化铝、氯化锌、氯化亚铁、硫酸锰、硫酸镍等贵重金属回收再利用、蒸发出的冷凝水达到国家允许的排放标准、将蒸发器应用到传统高耗能化工产品如硫化碱、硫氢化钠、氯化钡、氢氧化钡、氯化钙等生产中、极大降低蒸汽能耗、为企业节省成本、提高竞争力。
脱硫废水含有杂盐体系，主要含有氯化钠、硫酸钠、硝酸钠，在杂盐体系中，硫酸根的浓度是硝酸根和氯离子浓度的40倍，是氯离子浓度的15倍，因此，要将氯化钠、硫酸钠和硝酸钠分开的难度较大，比较理想的方式就是得到硫酸钠纯品，其他的为杂盐。
在脱硫废水蒸发、结晶、盐分离工艺中，蒸发器的设计以及工艺条件的设计，制约着硫酸钠蒸发结晶的品质，例如，当硝酸根+氯离子的浓度大于50g/L时，硫酸钠的品质会受到影响，故当硝酸根+氯离子的浓度大于50g/L时，就需要排出硫酸钠蒸发器，此时滤液为饱和硫酸钠溶液+不饱和氯化钠硝酸钠溶液，此时蒸发量约为72吨。
饱和硫酸钠溶液+不饱和氯化钠、硝酸钠溶液中主要含有硫酸钠，从溶解度曲线来看，硫酸在温度较低时，其溶解度较小，故需要冷却结晶得到。当冷却到0℃时，硫酸钠的浓度约为10g/L，氯化钠+硝酸钠的浓度约为80g/L，此时大部分硫酸钠从滤液中结晶成十水硫酸钠，此十水硫酸钠过滤出来，得到约8吨滤液。得到的十水硫酸钠热融后，回到硫酸钠蒸发系统继续蒸发，此时需要额外蒸发约1吨水，硫酸钠蒸发系统需要蒸发73吨水。
在杂盐蒸发时，钙镁浓度高，管内流速慢，容易堵管，影响浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺的效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，本发明的工艺能够将脱硫废水中的硫酸钠成功分离，并且将氯化钠进行蒸发浓缩结晶，得到氯化钠结晶盐作为工业原料，氯化钠蒸发器产生的母液进入单效蒸发器，得到杂盐晶体，有效的将硫酸钠和氯化钠分离出来。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺，包括以下步骤：
(1)原水通过进料泵进入冷凝水预热器中，预热升温;
(2)预热升温后进入一效降膜蒸发器的分离器中，一效循环泵将一效分离器内的物料送入一效加热器顶部形成膜状向下流动，循环流动过程中与管外热交换，蒸发水分提升浓度;
(3)所述一效降膜蒸发器中出来的物料通过所述一效循环泵进入到四效强制循环蒸发器中，在所述四效强制循环蒸发器的分离器中，由四效强制循环泵输送物料经过换热器换热交换，蒸发水分提升浓度;
(4)所述四效强制循环蒸发器中出来的物料经过四效转料泵打入三效分离器内，由三效强制循环泵输送物料经换热器交换热量，蒸发水分提升浓度;
(5)物料由三效中转泵打入二效分离器内，由二效强制循环泵输送物料经过换热器交换热量，蒸发水分提升浓度;
(6)经过浓缩后的浓缩液进入旋液器，再进入离心机中，离心分离后获得硫酸钠晶体，硫酸钠晶体进行干燥包装，分离后的母液进入(7)中;
(7)将(6)中的母液输送至冷冻结晶装置冷冻，冷冻后的母液经过预热后进入三效蒸发器，将氯化钠进行蒸发浓缩结晶;
(8)经过浓缩结晶后的浓缩液进入离心机中，氯化钠离心分离，将氯化钠结晶盐进行洗盐提纯和干燥，得到氯化钠工业盐，母液进入(9)中;
(9)将(8)中的母液进入单效强制循环蒸发器中进行蒸发浓缩，浓缩液再进行冷却结晶分离，获得杂盐。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，(7)中将冷冻后的母液预热进行三效蒸发的步骤包括：
步骤一、冷冻后的母液进入冷凝水预热器中预热，预热后进入一效强制循环蒸发器中，蒸发水分提升浓度;
步骤二、步骤一中获得的物料经过一效中转泵输送至三效强制循环蒸发结晶装置的分离器中，由三效强制循环泵输送物料经换热器交换热量，蒸发水分提升浓度;
步骤三、步骤二中获得的物料经过三效转料泵打入二效强制循环蒸发结晶装置的分离器中，由二效强制循环泵输送物料经过换热器交换热量，蒸发水分提升浓度。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，(7)中将(6)中的母液输送至冷冻结晶装置冷冻的步骤还包括：
第一步、(6)中的母液通过进料泵进入搅拌罐中，由强制循环泵输送物料经过冷凝器换热交换，进行物理急冻;
第二步、冷冻结晶设两级处理，末效温度为-5℃，硫酸钠以十水硫酸钠和七水硫酸钠的混合盐结晶存在，结晶盐再与原液进行稀释升温，结晶盐呈熔融状态，再经过水泵转至(5)中的二效分离器中进行再浓缩，提高纯度。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，在(2)、(3)、(4)、(5)中的蒸发工艺中，pH为5-6。
本发明的有益效果是:
1、本发明的工艺首先原水进入四效逆流强制循环蒸发器，将硫酸钠蒸发浓缩结晶，把硫酸钠先行分离，分离产生的母液进行冷冻处理，母液中的大部分硫酸钠被成功分离;冷冻后的母液经预热后进入三效蒸发器，将氯化钠进行蒸发浓缩结晶，得到的结晶盐可作工业原料;氯化钠蒸发器产生的母液进入单效蒸发器，得到杂盐晶体。该工艺能够将脱硫废水中的硫酸钠成功分离，并且将氯化钠进行蒸发浓缩结晶，得到氯化钠结晶盐作为工业原料，氯化钠蒸发器产生的母液进入单效蒸发器，得到杂盐晶体，有效的将硫酸钠和氯化钠分离出来。
2、在蒸发浓缩结晶分离硫酸钠时，因为其初始浓度较低，采用了降膜+强制循环式蒸发器，高效的分离硫酸钠;并且蒸发时，pH控制在5-6之间，有效的抑制了钙镁溶出;在杂盐蒸发阶段，因为钙镁浓度高，本发明采用强制循环蒸发器，管内的流速快，不容易堵管，提高了整个工艺流程的效率和产率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。