CN110183022A - 一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺及专用设备，将蒸发进水通过第一次蒸发结晶、第一次离心干燥得到工业盐一，第一次离心干燥的母液进入第二次蒸发结晶、第二次离心干燥得到工业盐二，工业盐二通过回用水溶解返回蒸发进水。本发明通过二次蒸发结晶系统的组合，有效降低系统产生杂盐量，提高蒸发结晶系统工业盐的纯度，实现资源化利用，从而实现了废水的零排放。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体讲就是涉及浓盐水处理的工艺及设备，特别是涉及一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺及专用设备。
背景技术
石油化工、煤化工、冶金、制药、印染、造纸等工业生产过程中产生大量的高盐高有机物废水，通常含盐量在3000mg/L以上，COD浓度在2000mg/L以上，且含有大量芳香族化合物、杂环化合物、烃类化合物等有毒有害的有机物。废水零排放是目前工业废水行业要求实现的最终目标，是实现可持续稳定发展的重要环节。在零排放技术的发展进程中，蒸发结晶生产出的工业盐中含有一些有机物质，导致工业盐的品质较差，无法进行资源化利用，一般只能当做危废处理，这是制约零排放实现的一大瓶颈。
现今国内外针对浓盐水的处理方法一般有：高效氧化、反渗透、正渗透、电除盐、膜蒸馏等。尽管方法很多，但蒸发结晶得到的结晶盐中仍然残留有机物，最终无法得到品质较高的工业盐，其处置成本较高，不处置则危害环境，同时也造成资源浪费。因此，如何改进蒸发结晶技术，实现工业盐的高品质再利用不仅是各行业的发展趋势也是环境保护的必然要求。
关于降低杂盐率的蒸发结晶工艺，中国专利CN 201510054597.2公开了一种高盐废水的回收处理方法，通过一次蒸发结晶、冷却析晶、二次蒸发结晶三个处理步骤回收硫酸钠和氯化钠。该工艺简单稳定，可对废水中的硫酸钠和氯化钠进行有效回收，使用两次蒸发和一次冷却析晶方式，增加了能耗和投资成本。
关于降低杂盐率的蒸发结晶工艺，中国专利CN 201610618267.6公开了一种高盐废水的处理方法，通过一效加热、一次蒸发结晶、冷却析晶、二效加热、二次蒸发结晶五个处理步骤回收硫酸钠和氯化钠。该工艺通过一效加热和二效加热，缩短处理时间，降低环保压力。同上述专利类似，对高浓盐水处理同样存在高能耗、高投资成本的问题。
发明内容
本发明针对浓盐水处置过程中蒸发结晶杂盐产生量大、投资运行成本高的工程难题，提供一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)蒸发进水进行第一次蒸发结晶得到产水一；
(2)将步骤(1)中得到的产水一进行第一次离心干燥，得到母液一和工业盐一；
(3)将步骤(2)中的母液一进行第二次蒸发结晶，得到产水二；
(4)将步骤(3)中的产水二进行第二次离心干燥，得到母液二和工业盐二，母液二返回第二次蒸发结晶；
(5)将步骤(4)中的工业盐二进行回用水溶解返回蒸发进水。
进一步，所述步骤(1)中蒸发进水进行第一次蒸发结晶时，蒸发进水为高浓盐水经过预处理沉淀杂质、软化、氧化及膜分离处理后的产水,第一次蒸发结晶处理时物料温度控制在65-110℃之间，pH值在8-9之间，真空度为0.025-0.150MPa，第一次蒸发结晶的产水进入下一步骤。
进一步，所述步骤(2)第一次离心干燥处理过程中，离心机转速在1500-2200r/min，温度控制在60-80℃，得到的工业盐一进入第一次盐收集系统，得到的母液一进入下一步骤，其中母液一的水质溶解性固体总量TDS在300000-400000mg/L,Cl-浓度达到130000-180000mg/L或SO4 2-浓度为20000-30000mg/L。
进一步，所述步骤(3)母液一进行第二次蒸发结晶处理，控制温度80-100℃，pH值在8-9之间，真空度为0.048-0.10MPa，得到产水二进入下一步骤；
进一步，所述步骤(4)第二次离心干燥处理中，离心机转速在1500-2200r/min，温度控制在60-80℃，得到的工业盐二进行第二次盐收集系统。
进一步，所述步骤(5)进行溶解工业盐二返回蒸发进水过程中，利用两次蒸发结晶的冷凝水进行溶解。
进一步，所述步骤(2)中当得到母液一的溶解性固体总量TDS在300000mg/L以内，Cl-浓度在130000mg/L以内或SO4 2-浓度为20000mg/L以内，母液一返回步骤(1)中继续进行第一次蒸发结晶，温度控制在60-80℃。
用于上述一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺的专用设备，其特征在于：它包括第一次蒸发结晶器、第一次强制循环蒸发加热器、第一次增稠器、第一次离心机、第一次盐收集系统、第一次母液罐、第一次蒸汽压缩机、第一次冷凝水罐、第一次换热器、第二次蒸发结晶器、第二次强制循环蒸发加热器、第二次增稠器、第二次离心机、第二次盐收集系统、第二次母液罐、第二次蒸汽压缩机、第二次冷凝水罐和第二次换热器；
原水箱与第一次换热器的进料端连接，连接管路上装有进料泵，第一次换热器的出料口通过第一次强制循环管与第一次强制循环泵的进料口连接，第一次强制循环泵的出料口经由第一次强制循环蒸发加热器与第一次强制循环蒸发器的进料口连接，第一次强制循环蒸发加热器的冷凝水出口与第一次冷凝水罐的入口连接，第一次冷凝水罐的出水口通过第一次冷凝水泵与第一次换热器的入水口连接，第一次换热器的出水口与回用水池连接，第一次强制循环蒸发器的底部与第一次增稠器连接，第一次增稠器的出口与第一次离心机的入口连接；第一次离心机的结晶盐出口与第一次盐收集系统连接；第一次离心机的母液出口连接第一次母液罐的进料口；第一次母液罐的出料口分别与第二次换热器的进料口和第一次强制循环管连接，连接管路上分别相应装有第二次母液泵和第一次母液泵，第二次换热器的出料口通过第二次强制循环管与第二次强制循环泵的进料口连接；第二次强制循环泵的出料口经由第二次强制循环蒸发加热器与第二次强制循环蒸发器的进料口连接，第二次强制循环蒸发加热器的冷凝水出口与第二次冷凝水罐的入口连接，第二次冷凝水罐的出水口通过第二次冷凝水泵与第二次换热器的入水口连接；第二次换热器的出水口与回用水池连接；第二次强制循环蒸发器的底部与第二次增稠器连接；第二次增稠器的出口与第二次离心机的入口连接；第二次离心机的结晶盐出口与第二次盐收集系统连接；第二次离心机的母液出口连接第二次母液罐的进料口；第二次母液罐的出料口通过第二母液回流泵连接到第二次强制循环管。
进一步，所述第一次蒸发结晶器和第二次蒸发结晶器为多效蒸发器或MVR蒸发器，且底部均设有淘洗腿用于避免盐在底部堆积堵塞出口；
所述第一次强制循环蒸发器的蒸汽出口通过第一次蒸汽压缩机与第一次强制循环蒸发加热器的蒸汽入口连接，连接管路上设有辅助蒸汽入口；
所述第二次强制循环蒸发器的蒸汽出口通过第二次蒸汽压缩机与第二次强制循环蒸发加热器的蒸汽入口连接，连接管路上设有辅助蒸汽入口；
所述第一次强制循环泵和第二次强制循环泵采用强制循环泵。
有益效果
本发明提供的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺及专用设备，通过改进的两次蒸发结晶工艺对蒸发进水进行处理，最大限度降低杂盐产生量，实现煤化工浓盐水蒸发结晶工艺段真正意义上的零排放。其中第一次母液排放量较小，所需第二次蒸发结晶系统处理规模较小，从而降低了投资运营成本和危废处置费用。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程图。
图2是本发明实施例中专用设备连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例
如附图2所示，一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺的专用设备，它包括第一次蒸发结晶器1、第一次强制循环蒸发加热器2、第一次增稠器3、第一次离心机4、第一次盐收集系统5、第一次母液罐6、第一次蒸汽压缩机7、第一次冷凝水罐8、第一次换热器9、第二次蒸发结晶器10、第二次强制循环蒸发加热器11、第二次增稠器12、第二次离心机13、第二次盐收集系统14、第二次母液罐15、第二次蒸汽压缩机16、第二次冷凝水罐17和第二次换热器18；
原水箱19与第一次换热器9的进料端连接，连接管路上装有进料泵20，第一次换热器9的出料口通过第一次强制循环管28与第一次强制循环泵21的进料口连接，第一次强制循环泵21的出料口经由第一次强制循环蒸发加热器2与第一次强制循环蒸发器1的进料口连接，第一次强制循环蒸发加热器2的冷凝水出口与第一次冷凝水罐8的入口连接，第一次冷凝水罐8的出水口通过第一次冷凝水泵22与第一次换热器9的入水口连接，第一次换热器9的出水口与回用水池连接，第一次强制循环蒸发器1的底部与第一次增稠器3连接，第一次增稠器3的出口与第一次离心机4的入口连接；第一次离心机4的结晶盐出口与第一次盐收集系统5连接；第一次离心机4的母液出口连接第一次母液罐6的进料口；第一次母液罐6的出料口分别与第二次换热器18的进料口和第一次强制循环管28连接，连接管路上分别相应装有第二次母液泵23和第一次母液泵24，第二次换热器18的出料口通过第二次强制循环管29与第二次强制循环泵25的进料口连接；第二次强制循环泵25的出料口经由第二次强制循环蒸发加热器11与第二次强制循环蒸发器10的进料口连接，第二次强制循环蒸发加热器11的冷凝水出口与第二次冷凝水罐17的入口连接，第二次冷凝水罐17的出水口通过第二次冷凝水泵26与第二次换热器18的入水口连接；第二次换热器18的出水口与回用水池连接；第二次强制循环蒸发器10的底部与第二次增稠器12连接；第二次增稠器12的出口与第二次离心机13的入口连接；第二次离心机13的结晶盐出口与第二次盐收集系统14连接；第二次离心机13的母液出口连接第二次母液罐15的进料口；第二次母液罐15的出料口通过第二母液回流泵27连接到第二次强制循环管29。
所述第一次蒸发结晶器1和第二次蒸发结晶器10为多效蒸发器或MVR蒸发器，且底部均设有淘洗腿用于避免盐在底部堆积堵塞出口；
所述第一次强制循环蒸发器1的蒸汽出口通过第一次蒸汽压缩机7与第一次强制循环蒸发加热器2的蒸汽入口连接，连接管路上设有辅助蒸汽入口；
所述第二次强制循环蒸发器10的蒸汽出口通过第二次蒸汽压缩机16与第二次强制循环蒸发加热器11的蒸汽入口连接，连接管路上设有辅助蒸汽入口；
所述第一次强制循环泵21和第二次强制循环泵27采用强制循环泵。
如附图1所示，利用上述专用设备进行降低杂盐率的蒸发结晶工艺，它包括以下几个步骤：
第一步，蒸发进水进行第一次蒸发结晶过程得到产水一，蒸发进水为高浓盐水经过预处理沉淀杂质、软化、氧化及膜分离等过程后的产水。其中物料温度控制在65-110℃之间，pH在8-9之间，真空度为0.025-0.150MPa，第一次蒸发结晶的产水进入下一步骤。
第二步，将第一步得到的产水一进行第一次离心干燥，得到母液一和工业盐一，离心机转速在1500-2200r/min，温度控制在60-80℃，得到的工业盐一进入第一次盐收集系统，得到的母液一进入下一步骤，其中母液一的水质溶解性固体总量TDS在300000-400000mg/L,Cl-浓度达到130000-180000mg/L或SO4 2-浓度为20000-30000mg/L。
第三步，将第二步中的母液一进行第二次蒸发结晶，得到产水二，控制温度80-100℃，pH值在8-9之间，真空度为0.048-0.10MPa，得到产水二进入下一步骤。
第四步，将第三步中的产水二进行第二次离心干燥，得到母液二和工业盐二，母液二返回第二次蒸发结晶，离心机转速在1500-2200r/min，温度控制在60-80℃，得到的工业盐二进行第二次盐收集系统。
第五步，将第四步中的工业盐二进行回用水溶解返回蒸发进水，利用两次蒸发结晶的冷凝水进行溶解。
其中，第二步中，当母液一的溶解性固体总量TDS在300000mg/L以内，Cl-浓度在130000mg/L以内或SO4 2-浓度为20000mg/L以内，母液一返回第一步中继续进行第一次蒸发结晶，温度控制在60-80℃。
本发明提供的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺及专用设备，通过改进的两次蒸发结晶工艺对蒸发进水进行处理，最大限度降低杂盐产生量，实现煤化工浓盐水蒸发结晶工艺段真正意义上的零排放。其中第一次母液排放量较小，所需第二次蒸发结晶系统处理规模较小，从而降低了投资运营成本和危废处置费用。
Claims (9)
1.一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)蒸发进水进行第一次蒸发结晶得到产水一；
(2)将步骤(1)中得到的产水一进行第一次离心干燥，得到母液一和工业盐一；
(3)将步骤(2)中的母液一进行第二次蒸发结晶，得到产水二；
(4)将步骤(3)中的产水二进行第二次离心干燥，得到母液二和工业盐二，母液二返回第二次蒸发结晶；
(5)将步骤(4)中的工业盐二进行回用水溶解返回蒸发进水。
2.如权利要求1所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于：所述步骤(1)中蒸发进水进行第一次蒸发结晶时，蒸发进水为高浓盐水经过预处理沉淀杂质、软化、氧化及膜分离处理后的产水,第一次蒸发结晶处理时物料温度控制在65-110℃之间，pH值在8-9之间，真空度为0.025-0.150MPa，第一次蒸发结晶的产水一进入下一步骤。
3.如权利要求1所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于：所述步骤(2)第一次离心干燥处理过程中，离心机转速在1500-2200r/min，温度控制在60-80℃，得到的工业盐一进入第一次盐收集系统，得到的母液一进入下一步骤，其中母液一的水质溶解性固体总量TDS在300000-400000mg/L,Cl-浓度达到130000-180000mg/L或SO4 2-浓度为20000-30000mg/L。
4.如权利要求1所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于：所述步骤(3)中将母液一进行第二次蒸发结晶处理，控制温度80-100℃，pH值在8-9之间，真空度为0.048-0.10MPa，得到产水二进入下一步骤。
5.如权利要求1所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于：所述步骤(4)第二次离心干燥处理中，离心机转速在1500-2200r/min，温度控制在60-80℃，得到的工业盐二进行第二次盐收集系统。
6.如权利要求1所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于：所述步骤(5)进行溶解工业盐二返回蒸发进水过程中，利用两次蒸发结晶的冷凝水进行溶解。
7.如权利要求3所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺，其特征在于：当得到的母液一的溶解性固体总量TDS在300000mg/L以内，Cl-浓度在130000mg/L以内或SO4 2-浓度为20000mg/L以内，母液一返回步骤(1)中继续进行第一次蒸发结晶，温度控制在60-80℃。
8.用于上述任一项权利要求所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺的专用设备，其特征在于：它包括第一次蒸发结晶器(1)、第一次强制循环蒸发加热器(2)、第一次增稠器(3)、第一次离心机(4)、第一次盐收集系统(5)、第一次母液罐(6)、第一次蒸汽压缩机(7)、第一次冷凝水罐(8)、第一次换热器(9)、第二次蒸发结晶器(10)、第二次强制循环蒸发加热器(11)、第二次增稠器(12)、第二次离心机(13)、第二次盐收集系统(14)、第二次母液罐(15)、第二次蒸汽压缩机(16)、第二次冷凝水罐(17)和第二次换热器(18)；
原水箱(19)与第一次换热器(9)的进料端连接，连接管路上装有进料泵(20)，第一次换热器(9)的出料口通过第一次强制循环管(28)与第一次强制循环泵(21)的进料口连接，第一次强制循环泵(21)的出料口经由第一次强制循环蒸发加热器(2)与第一次强制循环蒸发器(1)的进料口连接，第一次强制循环蒸发加热器(2)的冷凝水出口与第一次冷凝水罐(8)的入口连接，第一次冷凝水罐(8)的出水口通过第一次冷凝水泵(22)与第一次换热器(9)的入水口连接，第一次换热器(9)的出水口与回用水池连接，第一次强制循环蒸发器(1)的底部与第一次增稠器(3)连接，第一次增稠器(3)的出口与第一次离心机(4)的入口连接；第一次离心机(4)的结晶盐出口与第一次盐收集系统(5)连接；第一次离心机(4)的母液出口连接第一次母液罐(6)的进料口；第一次母液罐(6)的出料口分别与第二次换热器(18)的进料口和第一次强制循环管(28)连接，连接管路上分别相应装有第二次母液泵(23)和第一次母液泵(24)，第二次换热器(18)的出料口通过第二次强制循环管(29)与第二次强制循环泵(25)的进料口连接；第二次强制循环泵(25)的出料口经由第二次强制循环蒸发加热器(11)与第二次强制循环蒸发器(10)的进料口连接，第二次强制循环蒸发加热器(11)的冷凝水出口与第二次冷凝水罐(17)的入口连接，第二次冷凝水罐(17)的出水口通过第二次冷凝水泵(26)与第二次换热器(18)的入水口连接；第二次换热器(18)的出水口与回用水池连接；第二次强制循环蒸发器(10)的底部与第二次增稠器(12)连接；第二次增稠器(12)的出口与第二次离心机(13)的入口连接；第二次离心机(13)的结晶盐出口与第二次盐收集系统(14)连接；第二次离心机(13)的母液出口连接第二次母液罐(15)的进料口；第二次母液罐(15)的出料口通过第二母液回流泵(27)连接到第二次强制循环管(29)。
9.如权利要求8所述的一种降低杂盐率的蒸发结晶工艺的专用设备，其特征在于：所述第一次蒸发结晶器(1)和第二次蒸发结晶器(10)为多效蒸发器或MVR蒸发器，且底部均设有淘洗腿用于避免盐在底部堆积堵塞出口；
所述第一次强制循环蒸发器(1)的蒸汽出口通过第一次蒸汽压缩机(7)与第一次强制循环蒸发加热器(2)的蒸汽入口连接，连接管路上设有辅助蒸汽入口；
所述第二次强制循环蒸发器(10)的蒸汽出口通过第二次蒸汽压缩机(16)与第二次强制循环蒸发加热器(11)的蒸汽入口连接，连接管路上设有辅助蒸汽入口；
所述第一次强制循环泵(21)和第二次强制循环泵(27)采用强制循环泵。
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