申请日 20200818
公开（公告）日 20201208
IPC分类号 C02F1/52; B01D9/02
摘要
本发明公开了一种Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，包括多级冷却结晶单元、冷冻机和纯水储罐，冷却结晶单元包括冷却结晶釜、称重模块、温度检测模块和搅拌模块，冷却结晶釜与循环进水管、循环回水管、废水饱和溶液和去稠厚器；本发明还提供了基于该系统处理工艺。本发明中采用循环水和冷冻水两种冷却介质切换冷却方式，提高了母液在釜中的冷却结晶效果，加快了物料冷却效率，同时降低了系统能耗；采用自动和手动阀门切换方式，可提高系统稳定程度；两种冷却介质切换前后，都应用到了第一管路和第二管路，管路的利用率高，项目材料成本降低。
权利要求书
1.一种Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，包括多级冷却结晶单元，所述冷却结晶单元包括冷却结晶釜(10)、称重模块(17)、温度检测模块(18)和搅拌模块(19)，所述冷却结晶釜(10)的入料口(11)与废水饱和溶液管路(50)通过第三管路(15)连通，所述冷却结晶釜(10)的出料口(12)与去稠厚器(40)的入料管(41)通过第四管路(16)连通；所述冷却结晶釜(10)的夹层入口与所述循环进水管路(70)通过第一管路(13)连通，所述冷却结晶釜(10)的夹层出口与所述循环回水管路(80)通过第二管路(14)连通；
所述第一管路(13)通过第一支路(131)与冷冻水管路(90)连通，所述冷冻水管路(90)与冷冻机(20)的第一出水口(21)连通；所述第二管路(14)通过第二支路(141)与纯水储罐(30)的第三入水口(31)连通；所述冷冻机(20)的第一入水口(22)与所述纯水储罐(30)的第三出水口(32)通过管道连通；所述第四管路(16)通过第三支路(161)与废水清料溶液管路(60)连通；
所述第三管路(15)上设有第一阀门(01)，所述出料口(12)设有第二阀门(02)，所述第四管路(16)上设有第三阀门(03)，所述第三支路(161)上设有第四阀门(04)，所述第一管路(13)上设有第五阀门(05)，所述第二管路(14)上设有第六阀门(06)，所述第一支路(131)上设有第七阀门(07)，第二支路(141)上设有第八阀门(08)。
2.根据权利要求1所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，还包括一中央控制单元与所述称重模块(17)、温度检测模块(18)、搅拌模块(19)、第一阀门(01)、第二阀门(02)、第三阀门(03)、第四阀门(04)、第五阀门(05)、第六阀门(06)、第七阀门(07)和第八阀门(08)电信号连接。
3.根据权利要求1所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，所述去稠厚器(40)的入料管(41)相对于水平面倾斜设置，靠近所述第四管路(16)的一端高于靠近所述去稠厚器(40)的一端。
4.根据权利要求2所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，所述纯水储罐(30)的纯水进水管路(33)上设有第九阀门(09)，所述纯水储罐(30)还设有液位计(34)，所述第九阀门(09)和所述液位计(34)与中央控制单元通过电信号连接。
5.根据权利要求1所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，所述冷冻机(20)的第二入水口(23)与所述循环进水管路(70)通过管道连通，所述冷冻机(20)的第二出水口(24)与所述循环回水管路(80)通过管道连通。
6.根据权利要求1所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，系统中的阀门包括串联的一手动阀门和一电动阀门，所述电动阀门与所述中央处理单元电信号连接。
7.根据权利要求1所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，其特征在于，所述阀门设有一旁通阀门。
8.一种Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理工艺，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的系统，具体包括以下步骤：
S1：开启所述第一阀门(01)的同时，开启所述第五阀门(05)和第六阀门(06)，母料进入所述冷却结晶釜(10)中，循环水进入冷却结晶釜(10)的夹层对所述母料进行冷却；
S2：根据所述称重模块(17)的测量值控制所述第一阀门(01)关闭，持续冷却直至所述温度检测模块(18)的测量值≤55℃，开启所述冷冻机(20)，关闭所述第五阀门(05)和所述第六阀门(06)，开启所述第七阀门(07)和第八阀门(08)，冷冻水进入所述夹层对所述母料进行冷却；
S3：冷却持续一段时间后，得到已冷却物料，开启所述第二阀门(02)和所述第三阀门(03)，所述已冷却物料通过所述第四管路(04)和所述入料管(41)进入所述去稠厚器(40)，得到氯化铵盐；
S4：关闭所述第二阀门(02)和所述第三阀门(03)，重复进行步骤S1-S3，直至所述母料处理完毕；
在步骤S1-S3过程中，所述搅拌模块(19)持续运行，根据所述称重模块(17)和温度检测模块(18)的测量值控制所述搅拌模块(19)的搅拌频率；
当所述第二阀门(02)和第三阀门(03)关闭时，釜内重量和温度与搅拌频率的关系如下：
重量＜7000kg，搅拌频率与重量的关系如下：
重量≤200kg，搅拌频率为20-30Hz；
重量>200kg，搅拌频率为40-50Hz；
重量≥7000kg，搅拌频率与温度的关系如下：
温度＞100℃，搅拌频率为40-50Hz；
45℃≤温度≤100℃，搅拌频率与温度的关系为P＝0.3636T+8.638，其中P为搅拌频率，T为温度；
温度＜45℃，搅拌频率为40-50Hz；
当所述第二阀门(02)和第三阀门(03)开启时，重量与搅拌频率的关系如下：
重量＞6000kg，搅拌频率为40-50Hz；
重量≤6000kg，搅拌频率为20-30Hz。
9.根据权利要求8所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理工艺，其特征在于，还包括冷却结晶釜清洗工序，步骤S4完成，冷却结晶釜排空物料后，即所述称重模块测量数据为设定值时，保持所述第二阀门(02)开启，关闭所述第三阀门(03)，延迟5s后开启所述第四阀门(04)，再延迟60s关闭所述第四阀门(04)，开启所述第三阀门(03)，通过称重模块检测排空清洗液后，关闭所述第二阀门(02)和第三阀门(03)。
10.根据权利要求8所述的Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理工艺，其特征在于，还包括当所述液位计(34)的测量液位低于80％时，所述中央处理单元控制所述第九阀门(09)自动开启。
说明书
一种Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统及其工艺
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种Co3O4前驱体废水连续冷却结 晶处理系统及其工艺。
背景技术
在工业零排放的要求下，资源化利用是当前环保行业发展的重点。在四氧化 三钴(Co3O4)前驱体废水处理中，若对其进行资源化利用，可产出氯化铵盐产 品，处理过程中主要应用冷却结晶工艺制得氯化铵盐产品，因此冷却过程对系统 出盐量至关重要。
目前行业中主要利用釜使用循环水冷却，该方式效率较低，经常出现溶液冷 却效果不好，结晶产物较少的情况，导致系统能耗极高。
因此，提供一种能连续冷却处理的工艺，提高四氧化三钴前驱体废水处理效 率、加快冷却效率、降低生产成本，是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题提出的。
本发明的第一方面提供了一种Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理系统，包 括多级冷却结晶单元，所述冷却结晶单元包括冷却结晶釜、称重模块、温度检测 模块和搅拌模块，所述冷却结晶釜的入料口与废水饱和溶液管路通过第三管路连 通，所述冷却结晶釜的出料口与去稠厚器的入料管通过第四管路连通；所述冷却 结晶釜的夹层入口与所述循环进水管路通过第一管路连通，所述冷却结晶釜的夹 层出口与所述循环回水管路通过第二管路连通；
所述第一管路通过第一支路与冷冻水管路连通，所述冷冻水管路与冷冻机的 第一出水口连通；所述第二管路通过第二支路与纯水储罐的第三入水口连通；所 述冷冻机的第一入水口与所述纯水储罐的第三出水口通过管道连通；所述第四管 路通过第三支路与废水清料溶液管路连通；
所述第三管路上设有第一阀门，所述出料口设有第二阀门，所述第四管路上 设有第三阀门，所述第三支路上设有第四阀门，所述第一管路上设有第五阀门， 所述第二管路上设有第六阀门，所述第一支路上设有第七阀门，第二支路上设有 第八阀门。
优选地，还包括一中央控制单元与所述称重模块、温度检测模块、搅拌模块、 第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门和 第八阀门电信号连接。
优选地，所述去稠厚器的入料管相对于水平面倾斜设置，靠近所述第四管路 的一端高于靠近所述去稠厚器的一端。
优选地，所述纯水储罐的纯水进水管路上设有第九阀门，所述纯水储罐还设 有液位计，所述第九阀门和所述液位计与中央控制单元通过电信号连接。
优选地，所述冷冻机的第二入水口与所述循环进水管路通过管道连通，所述 冷冻机的第二出水口与所述循环回水管路通过管道连通。
优选地，系统中的阀门包括串联的一手动阀门和一电动阀门，所述电动阀门 与所述中央处理单元电信号连接。
优选地，所述阀门设有一旁通阀门。
第二方面，本发明提供了一种Co3O4前驱体废水连续冷却结晶处理工艺，采 用上述系统，具体包括以下步骤：
S1：开启所述第一阀门的同时，开启所述第五阀门和第六阀门，母料进入所 述冷却结晶釜中，循环水进入冷却结晶釜的夹层对所述母料进行冷却；
S2：根据所述称重模块的测量值控制所述第一阀门关闭，持续冷却直至所述 温度检测模块的测量值≤55℃，开启所述冷冻机，关闭所述第五阀门和所述第六 阀门，开启所述第七阀门和第八阀门，冷冻水进入所述夹层对所述母料进行冷却；
S3：冷却持续一段时间后，得到已冷却物料，开启所述第二阀门和所述第三 阀门，所述已冷却物料通过所述第四管路和所述入料管进入所述去稠厚器，得到 氯化铵盐；
S4：关闭所述第二阀门(02)和所述第三阀门(03)，重复进行步骤S1-S3， 直至所述母料处理完毕；
在步骤S1-S3过程中，所述搅拌模块持续运行，根据所述称重模块和温度检 测模块的测量值控制所述搅拌模块的搅拌频率；
当所述第二阀门和第三阀门关闭时，釜内重量和温度与搅拌频率的关系如 下：
重量＜7000kg，搅拌频率与重量的关系如下：
重量≤200kg，搅拌频率为20-30Hz；
重量>200kg，搅拌频率为40-50Hz；
重量≥7000kg，搅拌频率与温度的关系如下：
温度＞100℃，搅拌频率为40-50Hz；
45℃≤温度≤100℃，搅拌频率与温度的关系为P＝0.3636T+8.638，其中P为 搅拌频率，T为温度；
温度＜45℃，搅拌频率为40-50Hz；
当所述第二阀门和第三阀门开启时，重量与搅拌频率的关系如下：
重量＞6000kg，搅拌频率为40-50Hz；
重量≤6000kg，搅拌频率为20-30Hz。
优选地，还包括冷却结晶釜清洗工序，当冷却结晶釜排空物料后，即所述称 重模块测量数据为设定值时，保持所述第二阀门开启，关闭所述第三阀门，延迟 5s后开启所述第四阀门，再延迟60s关闭所述第四阀门，开启所述第三阀门， 通过称重模块检测排空清洗液后，关闭所述第二阀门和第三阀门。
优选地，还包括当所述液位计的测量液位低于80％时，所述中央处理单元控 制所述第九阀门自动开启。
优选地，所述冷却结晶釜为搪瓷釜。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果，
(1)本发明中采用循环水和冷冻水两种冷却介质切换冷却方式，提高了母 液在釜中的冷却结晶效果，加快了物料冷却效率，同时降低了系统能耗；
(2)采用自动和手动阀门切换方式，可提高系统稳定程度；
(3)两种冷却介质切换前后，都应用到了第一管路和第二管路，管路的利 用率高，项目材料成本降低。
发明人 （程鹏立;胡美为;李含驰;王瀚博;周福伟;王卓;）