CN106672903A - 一种化工废水固废杂盐资源化处理方法 - Google Patents

一种化工废水固废杂盐资源化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，属于资源回收技术领域，该方法以煤化工或石油化工厂回用水、化学水、循环水等系统高浓盐水蒸发结晶制得的固废杂盐与硫酸反应生产氯化氢与硫酸氢钠晶体；所述的方法包括以下步骤：混合反应、存储、吸收氯化氢、浓缩结晶、固液分离、洗涤离心处理、热风干燥、包装，本发明既充分利用了化工资源，又提高了固废杂盐的附加值，而且无废液排出，满足可持续发展要求。

Description

一种化工废水固废杂盐资源化处理方法
技术领域
本发明属于资源回收技术领域，具体涉及一种以煤化工或石油化工回用水、化学水、循环水等系统高浓盐水蒸发结晶产生的固废杂盐资源化处理方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，固体废物的产量也呈现不断增多的趋势，固体废物污染对环境和人体的危害性决不容忽视，它直接影响到人们的生活，严重影响环境和人体健康。
受水资源和环境问题的双重压力，国内煤化工或石油化工项目陆续建造废水零排放处理装置。废水经膜浓缩预处理后浓缩得到的高浓盐水，经过蒸发结晶系统得到固体杂盐。然而固体杂盐以氯化钠和硫酸钠为主，而且由生化废水浓缩后所得的高浓盐水蒸发结晶后产生的固体杂盐被定性为危险废弃物，国家环保部门要求严格管控。
目前，国内现阶段固废杂盐处理方式主要为填埋，此处理方式处置费用高，占用大量土地资源，并可能造成地下水及土壤的污染。这种方式无法达到真正意义上的废水零排放。环境污染和资源短缺矛盾日益凸显，固废安全处理和再利用显得越来越重要，如何实现安全处置和资源化是工业固废处理发展的一个重要方向。
由于排出的杂盐主要成分为NaCl和Na2SO4，可以通过一些可行性的化学工艺来实现渣盐资源化的再利用。如何把固废杂盐资源化利用而转变成具有高附加值相关盐化工产品将是实现企业零排放的最终目标，也是化工废水处理系统达到真正意义上的零排放。同时实现固废杂盐的资源化利用，将固废杂盐变废为宝，是符合国家和地方政府的产业、技术、经济及环境政策，也是推动危险废物资源综合利用的必然要求。
硫酸氢钠是一种重要的无机盐化工原料，可用作助熔剂、印染助剂、土地改良剂、草酸生产中的催化剂及无机盐固体酸催化剂，在药物、酯类化合物等有机合成中有着广泛的应用。
随着科学技术的日益发展，染料、胱氨酸及农药、医药中间体与氯化聚合物等精细化工行业对氯化氢的需求量越来越大。化工企业中许多工艺环节需要用到盐酸，因此，可以用水或低浓度盐酸吸收氯化氢气体来增浓，使生产过程中产生的盐酸循环利用，从而固废杂盐处理工艺的氯化氢产品充分利用。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，该方法以煤化工或石油化工回用水、化学水、循环水等系统高浓盐水蒸发结晶制得的固废杂盐与硫酸反应生产氯化氢与硫酸氢钠晶体。该方法以含有硫酸钠与氯化钠混和物即化工废水固废杂盐为原料，与硫酸反应生产氯化氢气体，同时联产硫酸氢钠晶体，既结合固废杂盐资源的特点，充分利用化工资源，处理危废的同时又将固废杂盐变为附加值较高的化工产品，投资较低且易操作，满足可持续发展的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，所述的方法采用的处理系统包括通过管道依次连接的搪瓷玻璃反应釜、反应液储桶、结晶器、增稠器、吊袋离心机、纯料输送机、热风干燥机、干料输送机和自动包装机；所述的搪瓷玻璃反应釜顶端的排气孔通过管道连接氯化氢吸收塔，氯化氢吸收塔排液口通过管道连接盐酸储罐；所述的热风干燥机的排风口通过管道连接旋风除尘器和引风机；所述的处理方法包括以下步骤：
(1)混合反应：在搪瓷玻璃反应釜中加入硫酸和含有硫酸钠与氯化钠的固废杂盐，控制反应釜的温度、压力及保温时间，在搅拌的条件下进行充分反应，生成硫酸氢钠浆液和氯化氢气体；
(2)存储：将步骤(1)生成的硫酸氢钠浆液通过反应液储桶存储；
(3)吸收氯化氢：将步骤(1)中产生的氯化氢气体采用氯化氢吸收塔进行吸收处理，之后将生产的盐酸排放进入到盐酸储罐中储存；
(4)冷却结晶：将硫酸氢钠浆液泵送至结晶器进行冷却结晶，形成低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液；
(5)固液分离：将低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液采用增稠器进行处理，利用重力沉降法原理，从低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液中分离出固体，用以增加硫酸氢钠的稠度，在增稠器中，由于硫酸氢钠和水之间存在着比重的差别，故比重较大的硫酸氢钠结晶体缓慢沉降，清液徐徐上浮，从而实现一水硫酸氢钠晶体与水的分离，沉至底部的一水硫酸氢钠晶体汇集成稠的一水硫酸氢钠晶浆从底部出料口排出；
(6)洗涤离心处理：将一水硫酸氢钠晶浆采用吊袋离心机进行离心处理，在离心的过程中采用饱和硫酸氢钠溶液进行洗涤得到硫酸氢钠晶体，采用纯料输送机将其运送至热风干燥机；
(7)热风干燥：将硫酸氢钠晶体放入热风干燥机中进行干燥处理，干燥后采用干燥输送机输送至自动包装机；
(8)包装：经过干燥后的硫酸氢钠晶体采用自动包装机进行包装处理。
优选的，步骤(1)中，固废杂盐中硫酸钠与氯化钠的质量百分比浓度分别为20-50％、50-80％，加入的固废杂盐与硫酸物质的量比为1:(1.7-3.5)，其中硫酸的纯度为90-96％；搪瓷玻璃反应釜中加热蒸汽温度为120-150℃，蒸汽压力为0.2-0.5MPa，加料结束后保温时间为30-45min。
优选的，步骤(4)中，冷却浓缩结晶中冷却的温度为20-40℃，工作压力为0.1-0.2MPa。
优选的，步骤(5)中，增稠器的工作压力为0-0.15MPa，工作温度为20-40℃。
优选的，步骤(6)中，采用饱和硫酸氢钠溶液进行洗涤，得到含水率8-12％的硫酸氢钠晶体，吊袋离心机的工作压力0.08-0.12MPa，工作温度为20℃-40℃。
优选的，步骤(7)中，热风干燥器热空气温度为100-110℃，排出空气温度为60-65℃，硫酸氢钠晶体经过热风干燥机干燥后其水分占总质量的0.3-1.0％。
本发明的优点是：
(1)该方法以固废杂盐为原料生产盐酸与硫酸氢钠产品，避免了杂盐中氯化钠与硫酸钠的分质结晶，拓宽了固废杂盐的应用范围，既充分利用了化工资源，又达到化工厂废水处理系统真正意义的零排放；
(2)通过杂盐资源化技术，节省了企业固废杂盐处置费用的支出，同时得到相关工业副产品；
(3)通过杂盐资源化技术，避免了固废杂盐填埋对土地资源的占用，将环境污染程度降低到最低；
(4)硫酸氢钠增稠器上清液是氯离子含量较低而硫酸浓度较高的溶液，经与高浓度硫酸混和后循环使用，无废液排出，满足可持续发展要求。
附图说明
图1为本发明所述的处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1所示，为本发明所述的处理系统的结构示意图，处理系统包括通过管道依次连接的搪瓷玻璃反应釜10、反应液储桶11、结晶器12、增稠器13、吊袋离心机14、纯料输送机15、热风干燥机16、干料输送机17和自动包装机18；所述的搪瓷玻璃反应釜10顶端的排气孔通过管道连接氯化氢吸收塔19，氯化氢吸收塔19排液口通过管道连接盐酸储罐20；所述的热风干燥机16的排风口通过管道连接旋风除尘器21和引风机22。
某化工厂锅炉补给水与循环水经膜浓缩处理排放高浓盐水,排放高浓盐水10m3/h,其中主要污染物TDS为240000mg/L，COD为1980mg/L，总硬度为588mg/L。该高浓盐水经过蒸发结晶处理装置处理后得到固废杂盐约2.18吨/h，其中氯化钠约占63％，硫酸钠约占35％，采用以下几个实施例对其进行处理。以下几个实施例所得硫酸氢钠产品达到(HG/T4516-2013)Ⅰ型一等品要求，硫酸氢钠质量百分含量≥95.00％，同时经氯化氢吸收塔吸收获得盐酸。
实施例1：
在带有搅拌器、热电阻、压力表、液位计等的搪玻璃反应釜先加入2.18吨固废杂盐,开启氯化氢吸收和存储系统，缓慢加入3.11吨90％的硫酸，不断搅拌条件下通过蒸汽进行加热至135℃，在0.2MPa的条件下保温35min；将反应液引入含有0.48吨水的反应液储槽中混合均匀，通过泵引入结晶器中，控制结晶器温度为35℃，压力为0.1MPa条件下进行冷却结晶，硫酸氢钠盐浆通过增稠器增稠，增稠器工作压力为0.1MPa，工作温度为25℃，之后进入高纯料吊带离心机，在离心脱水的同时加入饱和硫酸氢钠溶液洗涤，吊带离心机的工作压力为0.08MPa，工作温度为25℃，得到含水率为8％的硫酸氢钠晶体4.67吨，经过热风干燥器产生的100℃的热风干燥后得4.02吨硫酸氢钠产品，所得硫酸氢钠产品达到(HG/T 4516-2013)Ⅰ型一等品要求，硫酸氢钠质量百分含量≥98.00％。同时经氯化氢吸收塔吸收获得3.76吨25％盐酸。
实施例2：
在带有搅拌器、热电阻、压力表、液位计等的搪玻璃反应釜先加入2.18吨固废杂盐,开启氯化氢吸收和存储系统，缓慢加入3.11吨95％的硫酸，不断搅拌条件下通过蒸汽进行加热至150℃，在0.4MPa的条件下保温38min；将反应液引入含有0.5吨水的反应液储槽中混合均匀，通过泵引入结晶器中，控制结晶器温度为40℃，压力为0.2MPa条件下进行冷却结晶，硫酸氢钠盐浆通过增稠器增稠，增稠器工作压力为0.15MPa，工作温度为36℃，之后进入高纯料吊带离心机，在离心脱水的同时加入饱和硫酸氢钠溶液洗涤，吊带离心机的工作压力为0.1MPa，工作温度为33℃，得到含水率为11％的硫酸氢钠晶体5.32吨，经过热风干燥器产生的100℃的热风干燥后得4.68吨硫酸氢钠产品，所得硫酸氢钠产品达到(HG/T 4516-2013)Ⅰ型一等品要求，硫酸氢钠质量百分含量≥99.00％。同时经氯化氢吸收塔吸收获得4.25吨32％盐酸。
实施例3：
在带有搅拌器、热电阻、压力表、液位计等的搪玻璃反应釜先加入2.18吨固废杂盐,开启氯化氢吸收和存储系统，缓慢加入3.11吨95％的硫酸，不断搅拌条件下通过蒸汽进行加热至142℃，在0.3MPa的条件下保温40min；将反应液引入含有0.52吨水的反应液储槽中混合均匀，通过泵引入结晶器中，控制结晶器温度为38℃，压力为0.1MPa条件下进行冷却结晶，硫酸氢钠盐浆通过增稠器增稠，增稠器工作压力为0.15MPa，工作温度为38℃，之后进入高纯料吊带离心机，在离心脱水的同时加入饱和硫酸氢钠溶液洗涤，吊带离心机的工作压力为0.12MPa，工作温度为38℃，得到含水率为10％的硫酸氢钠晶体4.03吨，经过热风干燥器产生的105℃的热风干燥后得3.43吨硫酸氢钠产品，所得硫酸氢钠产品达到(HG/T4516-2013)Ⅰ型一等品要求，硫酸氢钠质量百分含量≥94.00％。同时经氯化氢吸收塔吸收获得3.02吨16％盐酸。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，其特征在于，所述的方法采用的处理系统包括通过管道依次连接的搪瓷玻璃反应釜、反应液储桶、结晶器、增稠器、吊袋离心机、纯料输送机、热风干燥机、干料输送机和自动包装机；所述的搪瓷玻璃反应釜顶端的排气孔通过管道连接氯化氢吸收塔，氯化氢吸收塔排液口通过管道连接盐酸储罐；所述的热风干燥机的排风口通过管道连接旋风除尘器和引风机；所述的处理方法包括以下步骤：
(1)混合反应：在搪瓷玻璃反应釜中加入硫酸和含有硫酸钠与氯化钠的固废杂盐，控制反应釜的温度、压力及保温时间，在搅拌的条件下进行充分反应，生成硫酸氢钠浆液和氯化氢气体；
(2)存储：将步骤(1)生成的硫酸氢钠浆液通过反应液储桶存储；(3)吸收氯化氢：将步骤(1)中产生的氯化氢气体采用氯化氢吸收塔进行吸收处理，之后将生产的盐酸排放进入到盐酸储罐中储存；
(4)冷却结晶：将硫酸氢钠浆液泵送至结晶器进行冷却结晶，形成低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液；
(5)固液分离：将低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液采用增稠器进行处理，实现一水硫酸氢钠晶体与水的分离，沉至底部的一水硫酸氢钠晶体汇集成稠的一水硫酸氢钠晶浆从底部出料口排出；
(6)洗涤离心处理：将一水硫酸氢钠晶浆采用吊袋离心机进行离心处理，在离心的过程中采用饱和硫酸氢钠溶液进行洗涤得到硫酸氢钠晶体，采用纯料输送机将其运送至热风干燥机干燥处理；
(7)热风干燥：将硫酸氢钠晶体放入热风干燥机中进行热风干燥处理，干燥后采用干燥输送机输送至自动包装机；
(8)包装：经过干燥后的硫酸氢钠晶体采用自动包装机进行包装处理，实现资源回收利用。
2.如权利要求1所述的一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，其特征在于，步骤(1)中，固废杂盐中硫酸钠与氯化钠的质量百分比浓度分别为20-50％和50-80％，加入的固废杂盐与硫酸物质的量比为1:(1.7-3.5)，其中硫酸的纯度为90-96％；搪瓷玻璃反应釜中加热蒸汽温度为120-150℃，蒸汽压力为0.2-0.5MPa，加料结束后保温时间为30-45min。
3.如权利要求2所述的一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，其特征在于，步骤(4)中，冷却浓缩结晶中冷却的温度为20-40℃，压力为0.1-0.2MPa。
4.如权利要求3所述的一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，其特征在于，步骤(5)中，增稠器的工作压力为0-0.15MPa，工作温度为20-40℃。
5.如权利要求4所述的一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，其特征在于，步骤(6)中，采用饱和硫酸氢钠溶液进行洗涤，得到含水率8-12％的硫酸氢钠晶体，吊袋离心机的工作压力0.08-0.12MPa，工作温度为20℃-40℃。
6.如权利要求5所述的一种化工废水固废杂盐资源化处理方法，其特征在于，步骤(7)中，热风干燥器热空气温度为100-110℃，排出空气温度为60-65℃，硫酸氢钠晶体经过热风干燥机干燥后其水分占总质量的0.3-1.0％。
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