CN105399262B - 一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法 - Google Patents

一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法 Download PDF

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一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法。本发明涉及废水处理及资源化利用领域，尤其涉及一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法。本发明的目的是要解决现有煤化工浓盐水制备工业级氯化钠的方法存在的制备的工业盐纯度不高以及煤化工浓盐水工业盐分离时存在膜污染的问题。方法：一、调节池调节pH值；二、纯化工艺；三、多介质过滤；四、离子树脂软化；五、吹脱工艺；六、纳滤分离工艺；七、高级氧化工艺；八、阴离子树脂工艺；九、蒸发结晶工艺。本发明方法应用特种膜工艺有效进行盐的分离，主要浓盐水成分为单价盐，实现煤化工浓盐水制备高纯度工业级氯化钠及资源化利用的目标。

Description

一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法
技术领域
本发明涉及废水处理及资源化利用领域，尤其涉及一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法。
背景技术
近年来中国煤化工行业高速发展，由于煤化工属于高耗水、高污染行业，国家环保部对煤化工废水处理提出了严格的零排放要求。2015年以来国家推出的新环保法和多项水资源政策表明煤化工废水处理将面临更严格要求，在国家环保部严格要求、国家水资源严格管理和行业发展的矛盾下，煤化工浓盐水处理刻不容缓。煤化工浓盐水水质复杂难处理，当前处理成本高且技术不成熟，是制约煤化工行业发展的主要因素。
煤化工浓盐水中盐分主要来自于新鲜水、煤气化过程中洗涤废水和循环水排污水、回用水系统中投加的各种药剂。浓盐水中含大量难降解有机物和离子，COD为500-5000mg/L，含盐量高达10000-100000mg/L，主要含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、SO4 2-、Cl-、NO2 -、NO3 -等离子，其中Na+的浓度达到10000mg/L-60000mg/L，Cl-浓度可达10000mg/L-50000mg/L，SO4 2-浓度为10000mg/L-50000mg/L。
煤化工浓盐水常采用“膜浓缩+蒸发结晶”技术进行处理，膜浓缩工艺常采用反渗透膜，浓缩倍数为4倍左右，经过反渗透膜后，浓盐水的水量能够减少70％，常用蒸发工艺为机械降膜蒸发MVR蒸发、两效蒸发或多效蒸发工艺、经过蒸发工艺后，浓盐水水量减小70％送至结晶工艺，通过MVR蒸发结晶器、干化结晶与二效结晶器等结晶工艺制备结晶杂盐。该结晶杂盐包含有机物和氯盐、硫酸盐、硝酸盐等多种杂盐，该结晶杂盐无可利用下游单位，在处理中费用高昂且易发生淋溶和腐蚀固化物具有巨大环境隐患。
哈尔滨工业大学提出《一种煤化工浓盐水分离蒸发结晶制备工业盐的方法》，专利号：201410355554.3，该发明通过混凝沉淀、吹脱、超滤、纳滤、活性炭、蒸发结晶工艺进行煤化工浓盐水工业盐分离与资源化利用，然而该发明仍存在制备的工业盐纯度不高以及煤化工浓盐水工业盐分离时存在膜污染等不足。因此一种更加优化的煤化工浓盐水制备工业级氯化钠的方法有待研究。
发明内容
本发明的目的是要解决现有煤化工浓盐水制备工业级氯化钠的方法存在的制备的工业盐纯度不高以及煤化工浓盐水工业盐分离时存在膜污染的问题，而提供一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法。
本发明的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法按以下步骤进行：
一、调节池调节pH值：将煤化工浓盐水原水通入调节池，向调节池中加入NaOH使调节池出水pH值为9～10，完成pH值调节，得到pH值为9～10的煤化工浓盐水；
二、纯化工艺：向步骤一得到的pH值为9～10的煤化工浓盐水中加入氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂和助凝剂，去除煤化工浓盐水中的重金属和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅浓度小于15mg/L；所述的氧化钙的投加量为2000mg/L；所述的碳酸钠投加量为2500mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5mg/L；所述的镁剂与煤化工浓盐水中SiO3 2-的质量比为12：1；
三、多介质过滤：将步骤二的出水泵入多介质过滤器中去除煤化工浓盐水中的大颗粒物质、胶体和悬浮物至步骤三出水浊度0.1NTU；
四、离子交换树脂软化：将步骤三的出水泵入离子交换树脂装置中，通过离子交换树脂官能团置换煤化工浓盐水中钙镁离子去除煤化工浓盐水中硬度至出水硬度小于2mg/L；
五、吹脱工艺：将步骤四的出水进入载有填料的吹脱装置中，并向吹脱装置中投加盐酸调节pH值至小于等于4.3，去除煤化工浓盐水的碱度；
六、纳滤分离工艺：将步骤五的出水泵入纳滤系统进行纳滤处理，通过纳滤膜上膜孔与带负电的膜表面截留有机物与多价盐离子；
七、高级氧化工艺：将步骤六的出水泵入高级氧化系统进行高级氧化，对煤化工浓盐水中小分子有机物进行氧化去除至出水COD小于50mg/L；所述的高级氧化系统由装载催化剂的非纳米溶解氧的一级臭氧催化氧化工艺和装载催化剂的纳米微溶氧的二级臭氧催化氧化工艺组成，所述的高级氧化具体过程为：纳滤出水先进入一级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧投加量120mg/L，再通过纳米溶气泵进入二级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧溶气量为30％；
八、阴离子交换树脂工艺：将步骤七的出水泵入阴离子交换树脂床，通过阴离子交换树脂床的阴离子官能团上的氯离子与煤化工浓盐水中的多价阴离子进行吸附交换至出水多价阴离子浓度减少60％～90％；
九、蒸发结晶工艺：将步骤八的出水泵入蒸发器中，使步骤八出水中的含盐量蒸发浓缩至200000mg/L，然后进入结晶器中进行蒸发结晶工艺，得到工业级结晶盐；所述的蒸发结晶工艺过程为：①当步骤八的出水中NO3 －离子的浓度低于1000mg/L，采用I效结晶器进行蒸发结晶，I效结晶器温度为75℃～135℃，得到工业级氯化钠；②当步骤八的出水中NO3 －离子的浓度大于1000mg/L时，采用II效结晶器进行蒸发结晶，其中I效结晶器温度为75℃～135℃，得到工业级氯化钠，II效结晶器温度为30～40℃，得到工业级硝酸钠。
本发明有益效果
本发明基于哈尔滨工业大学提出《一种煤化工浓盐水分离蒸发结晶制备工业盐的方法》制备工业盐的基础上，针对提高工业盐纯度、减轻煤化工浓盐水工业盐分离膜污染、优化工业盐分离各单元运行稳定性提出了一种煤化工浓盐水制备高纯度工业级氯化钠的方法。
本发明方法应用多种膜组合工艺有效进行盐的分离，使经过技术处理过的单价盐为主要浓盐水成分，通过再浓缩减小煤化工浓盐水处理蒸发水量，实现煤化工浓盐水制备高纯度工业级氯化钠及资源化利用的目标。本发明方法具有如下优点：
1.应用离子交换树脂工艺降低浓盐水朗格利尔系数LSI，为纳滤分离工艺提供优良进水水质，控制由盐沉积结垢带来的纳滤膜表面无机污染。
2.应用纳滤分离工艺对煤化工浓盐水中难降解小分子有机物和多价盐离子与单价盐离子的分离，提纯煤化工浓盐水中可资源化回收利用的单价盐，保证蒸发结晶出工业级氯化钠。
2.应用高级氧化工艺进一步去除透过纳滤分离工艺的小分子有机物，控制COD在50mg/L之内，在提高蒸发结晶工艺中制备工业级氯化钠结晶盐纯度的同时保证后续蒸发结晶工艺稳定运行。
3.应用阴离子交换树脂工艺降低浓盐水中透过前段工艺的多价盐离子，提高氯化钠在浓盐水中的浓度比，有效优化蒸发结晶工艺中工业级氯化钠纯度，使工业级氯化钠纯度达到93％以上。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法按以下步骤进行：
一、调节池调节pH值：将煤化工浓盐水原水通入调节池，向调节池中加入NaOH使调节池出水pH值为9～10，完成pH值调节，得到pH值为9～10的煤化工浓盐水；
二、纯化工艺：向步骤一得到的pH值为9～10的煤化工浓盐水中加入氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂和助凝剂，去除煤化工浓盐水中的重金属和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅浓度小于15mg/L；所述的氧化钙的投加量为2000mg/L；所述的碳酸钠投加量为2500mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5mg/L；所述的镁剂与煤化工浓盐水中SiO3 2-的质量比为12：1；
三、多介质过滤：将步骤二的出水泵入多介质过滤器中去除煤化工浓盐水中的大颗粒物质、胶体和悬浮物至步骤三出水浊度0.1NTU；
四、离子交换树脂软化：将步骤三的出水泵入离子交换树脂装置中，通过离子交换树脂官能团置换煤化工浓盐水中钙镁离子去除煤化工浓盐水中硬度至出水硬度小于2mg/L；
五、吹脱工艺：将步骤四的出水进入载有填料的吹脱装置中，并向吹脱装置中投加盐酸调节pH值至小于等于4.3，去除煤化工浓盐水的碱度；
六、纳滤分离工艺：将步骤五的出水泵入纳滤系统进行纳滤处理，通过纳滤膜上膜孔与带负电的膜表面截留有机物与多价盐离子；
七、高级氧化工艺：将步骤六的出水泵入高级氧化系统进行高级氧化，对煤化工浓盐水中小分子有机物进行氧化去除至出水COD小于50mg/L；所述的高级氧化系统由装载催化剂的非纳米溶解氧的一级臭氧催化氧化工艺和装载催化剂的纳米微溶氧的二级臭氧催化氧化工艺组成，所述的高级氧化具体过程为：纳滤出水先进入一级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧投加量120mg/L，再通过纳米溶气泵进入二级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧溶气量为30％；
八、阴离子交换树脂工艺：将步骤七的出水泵入阴离子交换树脂床，通过阴离子交换树脂床的阴离子官能团上的氯离子与煤化工浓盐水中的多价阴离子进行吸附交换至出水多价阴离子浓度减少60％～90％；
九、蒸发结晶工艺：将步骤八的出水泵入蒸发器中，使步骤八出水中的含盐量蒸发浓缩至200000mg/L，然后进入结晶器中进行蒸发结晶工艺，得到工业级结晶盐；所述的蒸发结晶工艺过程为：①当步骤八的出水中NO3 －离子的浓度低于1000mg/L，采用I效结晶器进行蒸发结晶，I效结晶器温度为75℃～135℃，得到工业级氯化钠；②当步骤八的出水中NO3 －离子的浓度大于1000mg/L时，采用II效结晶器进行蒸发结晶，其中I效结晶器温度为75℃～135℃，得到工业级氯化钠，II效结晶器温度为30～40℃，得到工业级硝酸钠。
本实施方式步骤二中投加药剂的目的在于去除煤化工浓盐水中重金属、活性硅以及悬浮物。
本实施方式步骤三中，煤化工浓盐水中大颗粒物质、部分胶体和悬浮物在多介质过滤器的多层滤料截留作用下存于多介质过滤器中，达到去除煤化工浓盐水中大颗粒物质、部分胶体和悬浮物的目的。
本实施方式步骤四中，煤化工浓盐水中钙镁离子与离子交换树脂官能团吸附力强于离子交换树脂中所配的阳离子，形成键能更强的化学键，替换离子交换树脂中原阳离子，高效降低浓盐水的LSI指数。
本实施方式步骤四中所述离子交换树脂具备处理高浓盐水适应性、高pH值适应性以及高交联度的特性。
本实施方式步骤五的目的在于降低煤化工浓盐水碱度，减轻后续工艺结垢现象。通过投加盐酸改变水中碱度形态，使碳酸根、碳酸氢根转化为二氧化碳，通入大量气体使煤化工浓盐水中二氧化碳气体分压大于空气中二氧化碳分压逸出，从而去除浓盐水中的碳酸根与碳酸氢根。
本实施方式步骤五中脱碳装置中具有以25*25*2型瓷拉西环为代表的介质填料，其目的在于提高吹脱装置去除水中碳酸根与碳酸氢根的效率。
本实施方式步骤六的目的在于将煤化工浓盐水中难降解小分子有机物和多价盐离子与单价盐离子的分离，提纯煤化工浓盐水中可资源化回收利用的单价盐。
本实施方式步骤六中纳滤膜通过其1nm的膜孔径与带负电的膜表面，通过筛分效应与电荷效应截留有机物与多价盐离子，同时透过单价盐离子，有机物的截留率大于70％，对多价阳离子的截留率高于60％，对多价阴离子的截留率大于90％，对一价盐的截留率为10％，从而实现纳滤膜对煤化工浓盐水有机物多价盐离子与单价盐离子分离。
本实施方式步骤六中的纳滤膜具有多种膜材料与构型，包括芳香聚酰胺、哌嗪聚酰胺、聚醚砜和复合膜材料等，纳滤膜根据膜材料与构型决定了对煤化工浓盐水的抗污染能力，控制纳滤膜分离工艺的稳定性和可靠性。
本实施方式步骤七的高级氧化装置产生的羟基自由基对煤化工浓盐水有机物化学键进行非选择性攻击，使部分有机物化学键断链变为分子量更小的有机物，部分有机物直接矿化变为二氧化碳和水，从而从煤化工废水中去除。
本实施方式步骤七中的高级氧化装置通过纳米溶氧泵将臭氧气体以纳米微气泡形式溶于煤化工浓盐水中，使煤化工浓盐水气水比可达到30％以上，极大的提高煤化工浓盐水高级氧化装置去除小分子有机物的效率。
本实施方式步骤八目的在于进一步优化提高煤化工浓盐水单价盐离子在浓盐水中的浓度比。通过阴离子交换树脂官能团与多价阴离子的形成键能更高的化学键吸附于阴离子交换树脂，从而将透过前段工艺多价阴离子进一步从煤化工浓盐水去除。
本实施方式步骤八中的阴离子交换树脂具备处理高浓盐水适应性、高pH值适应性以、高交联度、吸附容量大的特性。
本实施方式步骤九的目的在于制备与资源化利用高纯度工业级氯化钠。通过蒸发器将前端工艺处理后产生的高纯度氯化钠浓盐水浓缩，在控制蒸发结晶器温度、浓盐水成分比、排放母液量等的条件下通过结晶技术制备达到工业盐标准的高纯度氯化钠结晶盐。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铁。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。其他步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中所述的镁剂为菱苦土。其他步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三中所述的多介质过滤器滤料为活性炭-石英砂-磁铁矿。其他步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述的活性炭粒径为4mm～8mm，石英砂粒径为2mm～4mm。其他步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中当多介质过滤器进出压差达0.03MPa或运行24小时应进行反洗，反洗压缩空气量：18L/m2s～25L/m2s，反洗水量：4L/m2s～12L/m2s，反冲洗时间：8分钟。其他步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤五中所述的填料为木隔板、拉西环、聚丙烯鲍尔环或聚丙烯多面空心球。其他步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤五中所述的拉西环材质为瓷、硬聚氯乙烯或聚丙烯。其他步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤六中所述的纳滤膜材料为芳香聚酰胺、哌嗪聚酰胺、聚醚砜或复合膜。其他步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤六中所述的纳滤膜构型为碟管式纳滤膜或震动纳滤膜。其他步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤六中所述的纳滤膜膜孔径为1nm，截留分子量为150Da～300Da。其他步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是：步骤六中纳滤系统的运行压力2.5MPa；在纳滤处理工艺进水中添加阻垢剂减轻纳滤膜污染；所述纳滤系统间隔20min进行一次物理冲洗；所述纳滤系统产水压力较稳定运行后的下降15％或产水量较稳定运行后下降15％后进行行化学清洗。其他步骤及参数与具体实施方式一至十三之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是：步骤七中所述的高级氧化系统中的填料为活性炭介质、活性炭表面改性介质、烧结陶粒介质或烧结陶粒表面改性介质。其他步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：步骤八中所述的阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂。其他步骤及参数与具体实施方式一至十五之一相同。
本实施方式中所述的强碱性阴离子交换树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：SO4 2－>NO3 －>Cl－>HCO3 －>OH－。
本实施方式中所所述的弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下：OH－>柠檬酸根3－>SO4 2－>酒石酸根2－>草酸根2－>PO4 3－>NO2 －>Cl－>醋酸根－>HCO3－。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十六之一不同的是：步骤九中所述的蒸发器为机械降膜蒸发器。其他步骤及参数与具体实施方式一至十六之一相同。
采用以下试验来验证本发明的有益效果
试验一、一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法按以下步骤进行：
一、调节池调节pH值：将煤化工浓盐水原水通入调节池，向调节池中加入NaOH使调节池出水pH值为9.5，完成pH值调节，得到pH值为9.5的煤化工浓盐水；
二、纯化工艺：向步骤一得到的pH值为9.5的煤化工浓盐水中加入氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂和助凝剂，去除煤化工浓盐水中的重金属和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅浓度小于15mg/L；所述的氧化钙的投加量为2000mg/L；所述的碳酸钠投加量为2500mg/L；所述的混凝剂投加量为80mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5mg/L；所述的镁剂与煤化工浓盐水中SiO3 2-的质量比为12：1；
三、多介质过滤：将步骤二的出水泵入多介质过滤器中去除煤化工浓盐水中的大颗粒物质、胶体和悬浮物至步骤三出水浊度小于0.1NTU；
四、离子交换树脂软化：将步骤三的出水泵入离子交换树脂装置中，通过离子交换树脂官能团置换煤化工浓盐水中钙镁离子去除煤化工浓盐水中硬度至出水硬度小于2mg/L；
五、吹脱工艺：将步骤四的出水进入载有填料的吹脱装置中，并向吹脱装置中投加盐酸调节pH值至小于等于4.3，去除煤化工浓盐水的碱度；
六、纳滤分离工艺：将步骤五的出水泵入纳滤系统进行纳滤处理，通过纳滤膜上膜孔与带负电的膜表面截留有机物与多价盐离子；
七、高级氧化工艺：将步骤六的出水泵入高级氧化系统进行高级氧化，对煤化工浓盐水中小分子有机物进行氧化去除至出水COD小于50mg/L；所述的高级氧化系统由装载催化剂的非纳米溶解氧的一级臭氧催化氧化工艺和装载催化剂的纳米微溶氧的二级臭氧催化氧化工艺组成，所述的高级氧化具体过程为：纳滤出水先进入一级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧投加量120mg/L，水力停留时间为30min，再通过纳米溶气泵进入二级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧溶气量为30％，水力停留时间为20min；
八、阴离子交换树脂工艺：将步骤七的出水泵入阴离子交换树脂床，通过阴离子交换树脂床的阴离子官能团上的氯离子与煤化工浓盐水中的多价阴离子进行吸附交换至出水多价阴离子浓度减少80％；
九、蒸发结晶工艺：将步骤八的出水泵入蒸发器中，使步骤八出水中的含盐量蒸发浓缩至200000mg/L，然后进入结晶器中进行蒸发结晶工艺，得到工业级结晶盐；所述的蒸发结晶工艺过程为：步骤八的出水中NO3 －离子的浓度低于1000mg/L，采用I效结晶器进行蒸发结晶，I效结晶器温度为100℃，得到工业级氯化钠。
步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铁。
步骤二中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
步骤二中所述的镁剂为菱苦土。
步骤三中所述的多介质过滤器滤料为活性炭-石英砂-磁铁矿，其中活性炭粒径为4mm～8mm，石英砂粒径为2mm～4mm。
步骤三中当多介质过滤器进出压差达0.03MPa或运行24小时应进行反洗，反洗压缩空气量：18L/m2s～25L/m2s，反洗水量：4L/m2s～12L/m2s，反冲洗时间：8分钟。
步骤五中所述的填料为瓷拉西环。
步骤六中所述的纳滤膜材料为芳香聚酰胺。
步骤六中所述的的纳滤膜构型为震动纳滤膜。
步骤六中所述的纳滤膜膜孔径为1nm，截留分子量为150Da～300Da。
步骤六中纳滤系统的运行压力2.5MPa；在纳滤处理工艺进水中添加阻垢剂减轻纳滤膜污染；所述纳滤系统间隔20min进行一次物理冲洗；所述纳滤系统产水压力较稳定运行后的下降15％或产水量较稳定运行后下降15％后进行行化学清洗。
步骤七中所述的高级氧化系统中的填料为活性炭介质。
步骤八中所述的阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂；其中所述的强碱性阴离子交换树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：SO4 2－>NO3 －>Cl－>HCO3 －>OH－。
步骤九中所述的蒸发器为机械降膜蒸发器。
本试验得到的工业级氯化钠纯度为98％。
试验二、一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法按以下步骤进行：
一、调节池调节pH值：将煤化工浓盐水原水通入调节池，向调节池中加入NaOH使调节池出水pH值为9.5，完成pH值调节，得到pH值为9.5的煤化工浓盐水；
二、纯化工艺：向步骤一得到的pH值为9.5的煤化工浓盐水中加入氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂和助凝剂，去除煤化工浓盐水中的重金属和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅浓度小于15mg/L；所述的氧化钙的投加量为2000mg/L；所述的碳酸钠投加量为2500mg/L；所述的混凝剂投加量为80mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5mg/L；所述的镁剂与煤化工浓盐水中SiO3 2-的质量比为12：1；
三、多介质过滤：将步骤二的出水泵入多介质过滤器中去除煤化工浓盐水中的大颗粒物质、胶体和悬浮物至步骤三出水浊度小于0.1NTU；
四、离子交换树脂软化：将步骤三的出水泵入离子交换树脂装置中，通过离子交换树脂官能团置换煤化工浓盐水中钙镁离子去除煤化工浓盐水中硬度至出水硬度小于2mg/L；
五、吹脱工艺：将步骤四的出水进入载有填料的吹脱装置中，并向吹脱装置中投加盐酸调节pH值至小于等于4.3，去除煤化工浓盐水的碱度；
六、纳滤分离工艺：将步骤五的出水泵入纳滤系统进行纳滤处理，通过纳滤膜上膜孔与带负电的膜表面截留有机物与多价盐离子；
七、高级氧化工艺：将步骤六的出水泵入高级氧化系统进行高级氧化，对煤化工浓盐水中小分子有机物进行氧化去除至出水COD小于50mg/L；所述的高级氧化系统由装载催化剂的非纳米溶解氧的一级臭氧催化氧化工艺和装载催化剂的纳米微溶氧的二级臭氧催化氧化工艺组成，所述的高级氧化具体过程为：纳滤出水先进入一级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧投加量120mg/L，水力停留时间为30min，再通过纳米溶气泵进入二级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧溶气量为30％，水力停留时间为20min；
八、阴离子交换树脂工艺：将步骤七的出水泵入阴离子交换树脂床，通过阴离子交换树脂床的阴离子官能团上的氯离子与煤化工浓盐水中的多价阴离子进行吸附交换至出水多价阴离子浓度减少80％；
九、蒸发结晶工艺：将步骤八的出水泵入蒸发器中，使步骤八出水中的含盐量蒸发浓缩至200000mg/L，然后进入结晶器中进行蒸发结晶工艺，得到工业级结晶盐；所述的蒸发结晶工艺过程为：步骤八的出水中NO3 －离子的浓度大于1000mg/L，采用II效结晶器进行蒸发结晶，其中I效结晶器温度为100℃，得到工业级氯化钠，II效结晶器温度为35℃，得到工业级硝酸钠。
步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铁。
步骤二中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
步骤二中所述的镁剂为菱苦土。
步骤三中所述的多介质过滤器滤料为活性炭-石英砂-磁铁矿，其中活性炭粒径为4mm～8mm，石英砂粒径为2mm～4mm。
步骤三中当多介质过滤器进出压差达0.03MPa或运行24小时应进行反洗，反洗压缩空气量：18L/m2s～25L/m2s，反洗水量：4L/m2s～12L/m2s，反冲洗时间：8分钟。
步骤五中所述的填料为瓷拉西环。
步骤六中所述的纳滤膜材料为芳香聚酰胺。
步骤六中所述的的纳滤膜构型为震动纳滤膜。
步骤六中所述的纳滤膜膜孔径为1nm，截留分子量为150Da～300Da。
步骤六中纳滤系统的运行压力2.5MPa；在纳滤处理工艺进水中添加阻垢剂减轻纳滤膜污染；所述纳滤系统间隔20min进行一次物理冲洗；所述纳滤系统产水压力较稳定运行后的下降15％或产水量较稳定运行后下降15％后进行行化学清洗。
步骤七中所述的高级氧化系统中的填料为活性炭介质。
步骤八中所述的阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂；其中所述的强碱性阴离子交换树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为：SO4 2－>NO3 －>Cl－>HCO3 －>OH－。
步骤九中所述的蒸发器为机械降膜蒸发器。
本试验得到的工业级氯化钠纯度为98％。本试验得到的工业级硝酸钠纯度为98％。

Claims (10)

1.一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、调节池调节pH值：将煤化工浓盐水原水通入调节池，向调节池中加入NaOH使调节池出水pH值为9～10，完成pH值调节，得到pH值为9～10的煤化工浓盐水；
二、纯化工艺：向步骤一得到的pH值为9～10的煤化工浓盐水中加入氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂和助凝剂，去除煤化工浓盐水中的重金属和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅浓度小于15mg/L；所述的氧化钙的投加量为2000mg/L；所述的碳酸钠投加量为2500mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5mg/L；所述的镁剂与煤化工浓盐水中SiO3 2-的质量比为12：1；
三、多介质过滤：将步骤二的出水泵入多介质过滤器中去除煤化工浓盐水中的大颗粒物质、胶体和悬浮物至步骤三出水浊度小于0.1NTU；
四、离子交换树脂软化：将步骤三的出水泵入离子交换树脂装置中，通过离子交换树脂官能团置换煤化工浓盐水中钙镁离子去除煤化工浓盐水中硬度至出水硬度小于2mg/L；
五、吹脱工艺：将步骤四的出水进入载有填料的吹脱装置中，并向吹脱装置中投加盐酸调节pH值至小于等于4.3，去除煤化工浓盐水的碱度；
六、纳滤分离工艺：将步骤五的出水泵入纳滤系统进行纳滤处理，通过纳滤膜上膜孔与带负电的膜表面截留有机物与多价盐离子；
七、高级氧化工艺：将步骤六的出水泵入高级氧化系统进行高级氧化，对煤化工浓盐水中小分子有机物进行氧化去除至出水COD小于50mg/L；所述的高级氧化系统由装载催化剂的非纳米溶解氧的一级臭氧催化氧化工艺和装载催化剂的纳米微溶氧的二级臭氧催化氧化工艺组成，所述的高级氧化具体过程为：纳滤出水先进入一级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧投加量120mg/L，再通过纳米溶气泵进入二级臭氧催化氧化工艺处理段，其中臭氧溶气量为30％；
八、阴离子交换树脂工艺：将步骤七的出水泵入阴离子交换树脂床，通过阴离子交换树脂床的阴离子官能团上的氯离子与煤化工浓盐水中的多价阴离子进行吸附交换至出水多价阴离子浓度减少60％～90％；
九、蒸发结晶工艺：将步骤八的出水泵入蒸发器中，使步骤八出水中的含盐量蒸发浓缩至200000mg/L，然后进入结晶器中进行蒸发结晶工艺，得到工业级结晶盐；所述的蒸发结晶工艺过程为：①当步骤八的出水中NO3 －离子的浓度低于1000mg/L，采用I效结晶器进行蒸发结晶，I效结晶器温度为75℃～135℃，得到工业级氯化钠；②当步骤八的出水中NO3 －离子的浓度大于1000mg/L时，采用II效结晶器进行蒸发结晶，其中I效结晶器温度为75℃～135℃，得到工业级氯化钠，II效结晶器温度为30～40℃，得到工业级硝酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铁。
3.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤二中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤二中所述的镁剂为菱苦土。
5.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤三中所述的多介质过滤器滤料为活性炭-石英砂-磁铁矿。
6.根据权利要求5所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于所述的活性炭粒径为4mm～8mm，石英砂粒径为2mm～4mm。
7.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤五中所述的填料为木隔板、拉西环、聚丙烯鲍尔环或聚丙烯多面空心球。
8.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤六中所述的纳滤膜材料为芳香聚酰胺、哌嗪聚酰胺、聚醚砜或复合膜。
9.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤六中所述的纳滤膜构型为碟管式纳滤膜或震动纳滤膜。
10.根据权利要求1所述的一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法，其特征在于步骤七中所述的高级氧化系统中的填料为活性炭介质、活性炭表面改性介质、烧结陶粒介质或烧结陶粒表面改性介质。
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