公布日：2022.07.29
申请日：2022.04.22
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C01D3/22(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种焦化废水结晶分离装置，其至少包括能够分别对分离出的至少两种焦化废水成分进行结晶处理的结晶组件(4)，焦化废水在分离组件(3)中分离出的过滤液和截留液分别选择性地进入所述结晶组件(4)的不同蒸发结晶通道中，从而通过不同的蒸发工序分别完成过滤液和截留液的盐分蒸发结晶处理，其中，所述结晶组件(4)上还设置有能够依次对分离处理后的过滤液和截留液进行预加热的预热单元(5)，所述预热单元(5)包覆在所述结晶组件(4)的液流支路(43)上，使得所述预热单元(5)能够同时期且有序地完成过滤液和截留液的预加热处理。此外，本发明还涉及一种焦化废水结晶分离工艺。
权利要求书
1.一种焦化废水结晶分离装置，其至少包括能够分别对分离出的至少两种焦化废水成分进行结晶处理的结晶组件（4），其特征在于，焦化废水在分离组件（3）中分离出的过滤液和截留液分别选择性地进入所述结晶组件（4）的不同蒸发结晶通道中，从而通过不同的蒸发工序分别完成过滤液和截留液的盐分蒸发结晶处理，其中，所述结晶组件（4）上还设置有能够依次对分离处理后的过滤液和截留液进行预加热的预热单元（5），所述预热单元（5）包覆在所述结晶组件（4）的液流支路（43）上，使得所述预热单元（5）能够同时期且有序地完成过滤液和截留液的预加热处理；其中，分离组件（3）包括外套管（31）和分离滤透结构（32），外套管（31）通过支撑结构（33）在管腔内沿其轴线方向悬置有能够对焦化废水进行分离的分离滤透结构（32）；其中，焦化废水中部分可透过纳滤膜的特定成分按照穿过分离滤透结构（32）流道壁的方式进入到外套管（31）与分离滤透结构（32）之间的管腔通道中，剩余无法从分离滤透结构（32）滤出的焦化废水则沿分离滤透结构（32）形成的液流通道定向流动，从而通过将外套管（31）的输出端与分离滤透结构（32）的输出端连接不同的结晶组件（4）的方式完成焦化废水成分的分离，焦化废水的液流中的可透过纳滤膜的特定成分为氯化钠盐溶液，而保留在流道内的液体为硫酸钠盐溶液；分离滤透结构（32）的流道呈流线型，分离滤透结构（32）的流道内布设有至少一个能够对流道内的液流进行分流和二次混合的混流结构（321），混流结构（321）是设置于分离滤透结构（32）的流道中的分流岛，混流结构（321）能够将分离滤透结构（32）的流道分隔成两个子流道（322），使得液流能够被混流结构（321）的前端分割成两个分别流向不同的子流道（322）的子液流，流入子流道（322）的子液流能够在流出子流道（322）后在混流结构（321）的末端汇合，从而相互汇合的两个子液流能够产生相对冲击力，使得子液流中的成分发生二次混合；分离滤透结构（32）的流道是按照其内部腔室的纵向截面呈波浪式起伏的方式进行设置的，即，流道的内部腔室的横向截面积是按照先逐渐增大后又逐渐减小的方式进行变化的。
2.如权利要求1所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述预热单元（5）至少包括能够盘绕包覆在用于输送过滤液的第一液流支路（431）的管壁外侧的预加热盘管（51）和盘绕用于输送截留液的第二液流支路（432）的管壁外侧的乏加热盘管（52）。
3.如权利要求2所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述预加热盘管（51）和乏加热盘管（52）是按照构成相互连通的上下游管路的方式进行连接的，使得流经所述预加热盘管（51）的高温蒸汽对所述第一液流支路（431）进行加热后沿管路流入所述乏加热盘管（52）中，从而对所述第二液流支路（432）进行加热。
4.如权利要求3所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述第一液流支路（431）按照将在其管道内完成预加热后的过滤液输送至结晶处理结构的方式将其下游管路出口与第一结晶组件（41）连通，使得被预热后的过滤液能够在所述第一结晶组件（41）中蒸发结晶。
5.如权利要求4所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述第二液流支路（432）中的截留液经乏汽预加热处理后能够定向输送至第二结晶组件（42），所述第二结晶组件（42）对完成预加热后的截留液进行蒸发结晶处理。
6.如权利要求5所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述预加热盘管（51）中定向流动的加热蒸汽经放热反应而生成的乏汽能够流入到所述乏加热盘管（52）中；在所述乏加热盘管（52）中定向流动的乏汽释放热量对第二液流支路（432）内的截留液进行加热后产生的气液混合物能够输送至冷凝单元（53）。
7.如权利要求6所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述冷凝单元（53）产出的液体能够回流至蒸发单元（54）中；所述蒸发单元（54）产生的高温蒸汽能够定向流入到所述预加热盘管（51）中，所述蒸发单元（54）至少包括以包覆的方式设置在所述第一结晶组件（41）和第二结晶组件（42）外部的第一加热单元（541），所述第一加热单元（541）能够吸收蒸发结晶处理过程中所述第一结晶组件（41）和第二结晶组件（42）逸散出的热量而对液体进行加热。
8.如权利要求7所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述蒸发单元（54）还包括能够对加热后的液体进行汽化的第二汽化单元（542），所述第二汽化单元（542）与所述预加热盘管（51）连通。
9.如权利要求8所述的焦化废水结晶分离装置，其特征在于，所述第一结晶组件（41）和第二结晶组件（42）的输出端还连接有能够对结晶盐和残余母液进行分离的分离组件和用于存储结晶盐的盐腿（7）。
10.一种根据权利要求1至9之一所述的焦化废水结晶分离装置的焦化废水结晶分离工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：通过预处理过滤的方式完成焦化废水中杂质的过滤；对完成杂质过滤的焦化废水进行水的减量化处理；进行焦化废水中的硫酸钠浓水和氯化钠浓水的分离，通过改变焦化废水在液流通道的不同区域的流速、液压和流量，使得焦化废水能够充分地与构成分离滤透结构的流道壁的纳滤膜接触，促进焦化废水中的氯化钠能够透过纳滤膜而与硫酸钠溶液发生分离；利用提盐蒸发结晶装置分别对分离出的硫酸钠浓水和氯化钠浓水进行蒸发结晶获取结晶盐；将蒸发结晶后的剩余母液放入混盐结晶装置产出混盐，将得到的混盐进行回溶并重新输送至循环式纳滤装置继续进行分盐处理。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明的技术方案提供的是一种焦化废水结晶分离装置，其至少包括能够分别对分离出的至少两种焦化废水成分进行结晶处理的结晶组件，焦化废水在分离组件中分离出的过滤液和截留液分别选择性地进入所述结晶组件的不同蒸发结晶通道中，从而通过不同的蒸发工序分别完成过滤液和截留液的盐分蒸发结晶处理，其中，所述结晶组件上还设置有能够依次对分离处理后的过滤液和截留液进行预加热的预热单元，所述预热单元包覆在所述结晶组件的液流支路上，使得所述预热单元能够同时期且有序地完成过滤液和截留液的预加热处理。其优势在于，预热单元能够对分离组件分离后的过滤液和截留液同时进行预加热，尤其是其针对过滤液进行蒸发结晶处理时采用的二效蒸发结晶处理和截留液进行蒸发结晶处理时采用的三效蒸发结晶处理的不同，预热单元首先利用高温蒸汽对过滤液进行预热，然后使用高温蒸汽在放热反应中生成的乏汽对截留液进行预热，本申请通过有次序的预热操作保证了预热的有效性和适用性。三效蒸发结晶处理能够为截留液提供更多的热能，因此，相对于需要进行二效蒸发结晶处理的过滤液，截留液采用乏汽加热即可达到所需的预热效果，尤其是预热处理的设置能够减少蒸发结晶过程中物料因升温而需要消耗的热量。此外，结晶组件能够在对过滤液和截留液进行蒸发结晶的同时利用其自身逸散出的热量对预热单元中冷凝后的液体进行二次加热，方便蒸发单元能够快速地将加热后的液体转变为高温蒸汽。
根据一种优选的实施方式，所述预热单元至少包括能够盘绕包覆在用于输送过滤液的第一液流支路的管壁外侧的预加热盘管和盘绕用于输送截留液的第二液流支路的管壁外侧的乏加热盘管。
根据一种优选的实施方式，所述预加热盘管和乏加热盘管是按照构成相互连通的上下游管路的方式进行连接的，使得流经所述预加热盘管的高温蒸汽对所述第一液流支路进行加热后沿管路流入所述乏加热盘管中，从而对所述第二液流支路进行加热。
根据一种优选的实施方式，所述第一液流支路按照将在其管道内完成预加热后的过滤液输送至结晶处理结构的方式将其下游管路出口与第一结晶组件连通，使得被预热后的过滤液能够在所述第一结晶组件中蒸发结晶。
根据一种优选的实施方式，所述第二液流支路中的截留液经乏汽预加热处理后能够定向输送至第二结晶组件，所述第二结晶组件对完成预加热后的截留液进行蒸发结晶处理。
根据一种优选的实施方式，所述预加热盘管中定向流动的加热蒸汽经放热反应而生成的乏汽能够流入到所述乏加热盘管中；在所述乏加热盘管中定向流动的乏汽释放热量对第二液流支路内的截留液进行加热后产生的气液混合物能够输送至冷凝单元。根据一种优选的实施方式，所述冷凝单元产出的液体能够回流至蒸发单元中；所述冷凝单元产出的液体能够回流至蒸发单元中；所述蒸发单元产生的高温蒸汽能够定向流入到所述预加热盘管中，所述蒸发单元至少包括以包覆的方式设置在所述第一结晶组件和第二结晶组件外部的第一加热单元，所述第一加热单元能够吸收蒸发结晶处理过程中所述第一结晶组件和第二结晶组件逸散出的热量而对液体进行加热。
根据一种优选的实施方式，所述蒸发单元还包括能够对加热后的液体进行汽化的第二汽化单元，所述第二汽化单元与所述预加热盘管连通。
根据一种优选的实施方式，所述第一结晶组件和第二结晶组件的输出端还连接有能够对结晶盐和残余母液进行分离的分离组件和用于存储结晶盐的盐腿。
本申请还提供一种焦化废水结晶盐分离工艺，至少包括以下步骤：
通过预处理过滤的方式完成焦化废水中杂质的过滤；
对完成杂质过滤的焦化废水进行水的减量化处理；
进行焦化废水中的硫酸钠浓水和氯化钠浓水的分离；
利用提盐蒸发结晶装置分别对分离出的硫酸钠浓水和氯化钠浓水进行蒸发结晶获取结晶盐；
将蒸发结晶后的剩余母液放入混盐结晶装置产出混盐，将得到的混盐进行回溶并重新输送至循环式纳滤装置继续进行分盐处理。
（发明人：权秋红;权思影;元西方;张普寨）