CN106045113B - 一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法，该方法包括如下步骤：（1）按废水中CaCl2和硫酸摩尔浓度1:1的量，向废水中加入浓硫酸，生成CaSO4沉淀和盐酸，CaSO4沉淀在重力作用下沉积在反应器底部，并排入沉淀储池，上部水溶液则进入耐酸储水池；（2）储存在沉淀储池中的CaSO4沉淀通过离心分离进一步脱水，离心后的饼渣储存备用，离心后的水溶液进入耐酸储水池；（3）以CaSO4饼渣为原料，通过焙烧法再制取浓硫酸，同时获得生石灰CaO，浓硫酸回用至步骤（1），实现浓硫酸的闭路循环；（4）耐酸储水池中的酸溶液通过蒸馏或膜吸收法去除盐酸，得到主要含NaCl的浓盐水，NaCl浓盐水将作为原料回用到制碱工艺过程中。
Description
技术领域
本发明涉及一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法，属于资源综合利用技术领域。
背景技术
化工行业生产纯碱的工艺中，需要消耗大量的淡水资源并产生大量的高浓度含盐废水，在水资源匮乏的西部地区，产生的大量高浓度含盐废水如果得不到妥善处理和处置，不仅造成严重的环境污染问题，更是造成水资源的严重浪费，严重制约了相关企业的发展。为此，在这些地区，高浓度含盐废水的再生和资源化将是首要选择。
目前含盐废水的处理技术主要有离子交换、反渗透、电渗析、蒸馏等方法，通过这些方法可以实现含盐废水的浓缩和减量。而在实际的工艺过程中，往往不是简单的脱盐过程，而是需要选择性脱出某一个或某一类盐，并回收利用其中某一个或某一类盐。这就需要根据实际工艺过程需要，从循环经济和绿色化学的角度出发，创新提出高盐废水的处理处置方案。
发明内容
针对纯碱生产工艺过程排放的高浓度含盐废水(CaCl2、NaCl为主要盐类)，其中CaCl2约120g/L，NaCl约50g/L，NaCl为制纯碱过程的原料，CaCl2为需要去除的盐类。由此从物料循环和资源再利用的角度出发，本发明提供了一种一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法。
一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法，包括如下步骤：
(1)加酸沉淀：向废水中直接添加浓硫酸，生成CaSO4沉淀和盐酸，经过固液分离，CaSO4沉淀排入沉淀储池，水溶液则进入耐酸储水池。本步骤涉及的反应如下：
CaCl2+H2SO4→CaSO4↓+2HCl
(2)沉淀脱水：沉淀储池中的CaSO4经过脱水、干燥后作为后续浓硫酸循环生产的原料，脱水水溶液排入耐酸储水池；
(3)浓硫酸循环：以离心干燥后硫酸钙(CaSO4)为原料，采用焙烧法制取浓硫酸，浓硫酸回用至步骤(1)，同时产生石灰CaO。具体方法有两种，一是CaSO4在高温下煅烧，温度高于1200℃，直接分解为CaO、SO2和O2，SO2和O2进入催化塔被氧化为SO3，SO3在吸收塔中被硫酸水溶液吸收得到浓硫酸，涉及反应如下：
2CaSO4→2CaO+2SO2↑+O2↑
2SO2+O2→2SO3
SO3+H2O→H2SO4
二是在碳粉参与下，CaSO4在高温下焙烧，分解为CaO和SO2，SO2在催化塔中被氧化为SO3，并在吸收塔中被硫酸水溶液吸收，最后得到浓硫酸，涉及反应如下：
2CaSO4+C→2CaO+2SO2↑+CO2↑
2SO2+O2→2SO3
SO3+H2O→H2SO4
(4)盐酸分离：耐酸储水池中的水溶液主要含NaCl和盐酸，将盐酸分离后，NaCl水溶液将作为原料回用至制纯碱生产工艺过程中。盐酸分离的方法优选两种，一是通过蒸馏法去除水溶液中的盐酸，浓缩后的NaCl浓盐水回用至制纯碱工艺中；二是通过膜吸收法去除水溶液中的盐酸，得到的NaCl盐水回用至制纯碱工艺中。
本发明通过物料的内循环设计，使整个高盐废水的分离再生过程不需外加任何物料，同时只产生生石灰CaO及有价值的盐酸，整个工艺过程绿色、环保，基本实现零排放。
附图说明
图1是本发明所述方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1
一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：
步骤一、加酸沉淀：按废水中CaCl2和硫酸摩尔浓度1:1的量，向废水中加入浓硫酸(>90％)，生成CaSO4沉淀和HCl，经过固液分离，CaSO4沉淀排入沉淀储池，水溶液则进入耐酸储水池；
步骤二、沉淀脱水：沉淀储池中的CaSO4通过脱水、干燥后储存待用，脱水水溶液排入耐酸储水池；
步骤三、浓硫酸循环：以干燥CaSO4为原料，采用焙烧法制取浓硫酸，浓硫酸回用至步骤一，同时产生石灰CaO，具体方法为CaSO4在高温下焙烧分解为CaO和SO2，SO2在催化塔中被氧化为SO3，并在吸收塔中被硫酸水溶液吸收，最后得到浓硫酸；
步骤四、蒸馏：耐酸储水池中的含盐酸溶液，在蒸馏作用下去除盐酸，得到浓缩后的NaCl浓盐水和蒸馏得到的盐酸溶液，或者在膜吸收的条件下用CaO乳液吸收HCl得到CaCl2溶液和NaCl浓盐水；NaCl浓盐水将作为原料，回用至制纯碱工艺中；在不考虑操作过程物料损失条件下，所述方法不需要外加任何物料，其中，所用的浓硫酸在整个工艺过程中闭路循环。沉淀反应后的含盐酸溶液通过蒸馏或者膜吸收去除HCl，得到含NaCl的浓盐水，该浓盐水将作为原料回用至制碱工艺过程，蒸馏所得到的高纯盐酸溶液或者膜吸收得到的氯化钙为副产物。
Claims (2)
1.一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：
步骤一、加酸沉淀：按废水中CaCl2和硫酸摩尔浓度1:1的量，向废水中加入浓硫酸，所述浓硫酸的浓度>90％，生成CaSO4沉淀和HCl，经过固液分离，CaSO4沉淀排入沉淀储池，水溶液则进入耐酸储水池；
步骤二、沉淀脱水：沉淀储池中的CaSO4通过脱水、干燥后储存待用，脱水水溶液排入耐酸储水池；
步骤三、浓硫酸循环：以CaSO4为原料，采用焙烧法制取浓硫酸，浓硫酸回用至步骤一，同时产生石灰CaO，具体方法为CaSO4在高温下焙烧分解为CaO和SO2，SO2在催化塔中被氧化为SO3，并在吸收塔中被硫酸水溶液吸收，最后得到浓硫酸；
步骤四、蒸馏：耐酸储水池中的含盐酸溶液，在蒸馏作用下去除盐酸，得到浓缩后的NaCl浓盐水和蒸馏得到的盐酸溶液，或者在膜吸收的条件下用CaO乳液吸收HCl得到CaCl2溶液和NaCl浓盐水；NaCl浓盐水将作为原料，回用至制纯碱工艺中；
在不考虑操作过程物料损失条件下，所述方法不需要外加任何物料，其中，所用的浓硫酸在整个工艺过程中闭路循环。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：加酸沉淀和沉淀脱水反应后的含盐酸溶液通过蒸馏或者膜吸收去除HCl，得到含NaCl的浓盐水，该浓盐水将作为原料回用至制碱工艺过程，蒸馏所得到的高纯盐酸溶液或者膜吸收得到的氯化钙为副产物。
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