CN110845063A - 用于pvc生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,包括清净塔系统、稀次氯酸钠配制系统、废次氯酸钠水净化系统和三效蒸发脱盐装置等,其中清净塔系统包括依次连接的空塔、冷却器、水洗塔、清净Ⅰ塔、清净Ⅱ塔和中和塔,稀次氯酸钠配制系统包括盐酸贮槽以及依次连接的贮槽一、高位槽和贮槽二,废次氯酸钠水净化系统包括依次连接的集水池、吹脱塔、石英砂过滤器、陶瓷过滤器、清水池、超滤装置和反渗透装置,本发明解决、现有技术中清净效果不佳、清净塔结垢、钙盐富集、废次氯酸钠盐含量过高、高盐废水排放等诸多问题。
Description
技术领域
本发明属于化工设备技术领域,特别涉及一种用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统。
背景技术
电石法生产PVC过程中乙炔气体有两种清净过程,硫酸清净和次氯酸钠清净,采用次氯酸钠进行净化,有大量含盐含磷废水需要处理。如果废次钠水循环使用,盐类大量富集,磷酸盐、碳酸盐与钙盐形成沉淀,在清净填料上析出,影响清净效果,造成系统停车处理沉淀;同时废次氯酸钠中的有机物富集,影响清净效果,造成硫磷超标,被迫停车;如果废次氯酸钠水回用到乙炔发生与电石进行反应,造成电石渣中氯离超标,影响水泥生产与质量。
废次氯酸钠水循环系统存在问题:为公司废水达标排放,对乙炔清净系统废次氯酸钠水再循环使用,废次氯酸钠中氯化钠浓度不断提高,最高达到180-250g/L,磷酸根达到30mg/L,硫酸根达到760mg/L,总硬度400mg/L,在循环过程中盐类经常在清净塔内结垢,清净塔阻力大,被迫减量停车清堵;同时由于废次氯酸钠水中盐含量不断富集,造成乙炔清净系统清净效果波动,对后工段生产影响很大。
现有技术中,净化后废次氯酸钠水收集后打入到集水池,集水池中废次氯酸钠水经爆气和压滤除去部分悬浮物,再经过吹脱塔除去大部分易挥发物,经砂过滤器、陶瓷过滤器再进一步除杂质,净化的废次氯酸钠水进入超滤(除全部悬浮物),经抗污染反渗透膜(除去大部分有机物),清水进入清水池,用泵打回乙炔清净系统,进行配制稀次氯酸钠,进行循环使用。
目前含磷含盐废水排放管理十分严格,要求含磷废水必须达标排放,即使含磷水处理达标,但高盐废水排出系统,也会对河流水系造成很大影响。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,以期解决上述清净效果不佳、清净塔结垢、钙盐富集、废次氯酸钠盐含量过高、高盐废水排放等诸多问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,包括清净塔系统和稀次氯酸钠配制系统,其中:
所述清净塔系统包括依次连接的空塔1、冷却器2、水洗塔3、清净Ⅰ塔4、清净Ⅱ塔5和中和塔6,出乙炔发生器的乙炔气体经过空塔1洗涤,进入冷却塔2和水洗塔3洗涤降温,再进入清净Ⅰ塔4和清净Ⅱ塔5气除去硫磷杂质,然后进入中和塔6吸收酸性气体,得到的合格的乙炔气,输送到转化工段;
所述稀次氯酸钠配制系统包括盐酸贮槽以及依次连接的贮槽一15、高位槽16和贮槽二14,PVC生产过程产生的浓次氯酸钠进入贮槽一15,再泵入高位槽16,出高位槽16的浓次氯酸钠与来自废次氯酸钠水净化系统的净化后废次氯酸钠水混合,再与来自盐酸贮槽的盐酸混合得到稀次氯酸钠,进入贮槽二14;
所述贮槽二14通过次钠循环泵接清净Ⅱ塔5的顶部,清净Ⅱ塔5底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到清净Ⅰ塔4的顶部,清净Ⅰ塔4底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到冷却塔2的顶部对乙炔气进行降温,冷却塔2底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到空塔1进行洗涤,空塔1底部的废次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到废次氯酸钠水净化系统的集水池7。
所述废次氯酸钠水净化系统包括依次连接的集水池7、吹脱塔8、石英砂过滤器9、陶瓷过滤器10、清水池11、超滤装置12和反渗透装置13,其中,所述集水池7内置爆气装置,集水池7中的清液由泵提升到吹脱塔8,再经石英砂过滤器9和陶瓷过滤器10除去悬浮物,流入清水池11,清水池11中的清液经过超滤装置12过滤后进入反渗透装置13,出反渗透装置13的净化后废次氯酸钠水用泵送到乙炔次氯酸钠配制装置,浓水经压滤后返回集水池7。
所述反渗透装置13采用的反渗透膜为专业抗氧化抗高盐抗高有机物抗污染专用膜,本发明使用深圳中拓天达环保科技有限公司抗氧化抗高盐抗高有机物抗污染专用膜,型号PROC10。
所述浓次氯酸钠与来自废次氯酸钠水净化系统的净化后废次氯酸钠水通过文丘里反应器106混合。
所述净化后废次氯酸钠水先经过三效蒸发脱盐装置进行脱盐,然后再与浓次氯酸钠混合。
所述三效蒸发脱盐装置包括废水罐17,净化后废次氯酸钠水进入废水罐17,经泵提升与冷凝水换热器18和预热器19进行预热,预热器19的预热废水流入一效降膜蒸发器20闪蒸,一效降膜蒸发器20的废水送入二效强制循环蒸发器22,二效强制循环蒸发器22的废水送入三效强制循环蒸发器24,所述一效降膜蒸发器20以蒸汽为热源,一效降膜蒸发器20产生的二次蒸汽作为二效强制循环加热器21的热源,二效强制循环蒸发器22产生的二次蒸汽作为三效加热器23的热源,三效强制循环蒸发器24的底部盐腿出口通过浆料泵送到推料离心机25,由离心机25离心得到含水小于3.5%固体氯化钠,所得离心母液送至离心母液罐28,离心母液罐28经离心母液泵送入到三效加热器23。
所述一效降膜蒸发器20的废水由循环泵送入降膜顶部,由生蒸汽加热,流回蒸发器闪蒸,废水采出部分经调节阀送入二效强制循环蒸发器22;所述二效强制循环蒸发器22的废水出口分为两路,一路送三效强制循环蒸发器24,另一路由循环泵送二效加热器21,由一效降膜蒸发器20产生的二次蒸汽进行加热;所述三效强制循环蒸发器24的废水出口分为两路,一路送三效强制循环蒸发器24,另一路由循环泵送三效加热器23,由二效强制循环蒸发器产生的二次汽进行加热。
所述二效加热器21和三效加热器23产生的冷凝水回流至冷凝水罐27,所述冷凝水罐27用泵送冷凝水换热器29降温后送到乙炔发生装置。
所述一效降膜蒸发器20一效加热产生的蒸汽冷凝液,经与废水换热后流入贮槽,用泵收集送到乙炔发生装置,三效强制循环蒸发器24的蒸汽送往冷凝器26,与冷凝器26中的循环冷却水换热形成冷凝水和不凝气,冷凝水回送至冷凝水罐27,不凝气通过带有真空泵30的管路外排。
所述废水罐17的出口管路与盐酸罐31的出口管路相连,所述废水罐17的入口管路与所述净化后废次氯酸钠水的管路与亚钠罐32的出口管路连接,亚钠罐32的入口管路与亚钠配制罐33的出口管路连接,所述冷凝水换热器18的冷凝水出口管路与蒸汽冷凝水罐34相连。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)、通过对清净塔填料进行重新设计改造,对原有填料进行改型,并使用喷头和分液盘,增加循环液泵后,喷淋密度变大,控制次氯酸钠PH值,在磷酸钙和碳酸钙临界结垢点上操作,彻底解决清净塔结垢问题。
(2)、将钙盐在集水池底部沉淀后通过压滤去除,再使用石英砂过滤器和陶瓷过滤器+超滤和抗氧化耐高盐高有机物的反渗透膜,降低废次钠水悬浮物、颗粒物和造成结垢的钙盐沉淀。
(3)、使用三效蒸发制盐装置,生产合格氯化钠结晶盐,降低废次氯酸钠的盐含量。
(4)、将蒸汽冷凝液全部回用到乙炔发生,实现零排放。
综上,利用本发明,可使得废次氯酸钠清水平均含盐量下降,防止堵塞,同时可节约大量回用水,产生经济效益。
附图说明
图1是本发明清净塔系统结构示意图。
图2是本发明稀次氯酸钠配制系统以及废次氯酸钠水净化系统结构示意图。
图3是本发明三效蒸发脱盐装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明一种用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,主要包括如图1所示的清净塔系统和如图2所示的稀次氯酸钠配制系统以及废次氯酸钠水净化系统,进一步地,还可包括如图3所示的三效蒸发脱盐装置。其中,清净原理是利用次氯酸钠的强氧化性质,将乙炔中的硫化氢、磷化氢等杂质氧化成酸性物质而除去,其反应式如下:
4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl
4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl
4NaClO+AsH3→H3AsO4+4NaCl
中和操作是用浓度为10~15%的NaOH溶液,将清净后的气体喷淋,使各种酸类物质形成可溶性的钠盐而除去,其反应式如下:
2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O
3NaOH+H3PO4→Na3PO4+3H2O
3NaOH+H3AsO4→Na3AsO4+3H2O
具体参考图1,清净塔系统包括依次连接的空塔1、冷却器2、水洗塔3、清净Ⅰ塔4、清净Ⅱ塔5和中和塔6,出乙炔发生器的乙炔气体经过空塔1洗涤,进入冷却塔2和水洗塔3洗涤降温,再进入清净Ⅰ塔4和清净Ⅱ塔5气除去硫磷等杂质,然后进入中和塔6用5%碱液吸收酸性气体,得到的合格的乙炔气,用泵输送到转化工段。
参考图2,稀次氯酸钠配制系统包括盐酸贮槽以及依次连接的贮槽一15、高位槽16和贮槽二14,PVC生产过程其它工段产生的浓次氯酸钠进入贮槽一15,再泵入高位槽16,出高位槽16的浓次氯酸钠与来自废次氯酸钠水净化系统的净化后废次氯酸钠水混合,再与来自盐酸贮槽的盐酸在文丘里反应器混合得到稀次氯酸钠,进入贮槽二14;贮槽二14通过次钠循环泵接清净Ⅱ塔5的顶部,清净Ⅱ塔5底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到清净Ⅰ塔4的顶部,清净Ⅰ塔4底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到冷却塔2的顶部对乙炔气进行降温,冷却塔2底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到空塔1进行洗涤,空塔1底部的废次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到废次氯酸钠水净化系统的集水池7。
参考图2,废次氯酸钠水净化系统包括依次连接的集水池7、吹脱塔8、石英砂过滤器9、陶瓷过滤器10、清水池11、超滤装置12和反渗透装置13,其中,集水池7内置爆气装置,集水池7中的清液由泵提升到吹脱塔8,易挥发物吹散,废次氯酸钠水经石英砂过滤器9和陶瓷过滤器10除去悬浮物,流入清水池11,清水池11中的清液经过超滤装置12过滤后由高压泵加压进入反渗透装置13,反渗透装置13采用的反渗透膜为专业抗氧化抗高盐抗高有机物抗污染专用膜。出反渗透装置13的净化后废次氯酸钠水用泵送到乙炔次氯酸钠配制装置,浓水经压滤后返回集水池7。
进一步地,净化后废次氯酸钠水先经过三效蒸发脱盐装置进行脱盐,然后再与浓次氯酸钠混合。
参考图3,三效蒸发脱盐装置包括废水罐17,净化后废次氯酸钠水取出5M3/小时,进入废水罐17,经泵提升与冷凝水换热器18和预热器19进行预热,预热器19的预热废水流入一效降膜蒸发器20闪蒸,一效降膜蒸发器20的废水送入二效强制循环蒸发器22,二效强制循环蒸发器22的废水送入三效强制循环蒸发器24,一效降膜蒸发器20以蒸汽为热源,一效降膜蒸发器20产生的二次蒸汽作为二效强制循环加热器21的热源,二效强制循环蒸发器22产生的二次蒸汽作为三效加热器23的热源,三效强制循环蒸发器24的底部盐腿出口通过浆料泵送到推料离心机25,由离心机25离心得到含水小于3.5%固体氯化钠,所得离心母液送至离心母液罐28,离心母液罐28经离心母液泵送入到三效加热器23。
其中,一效降膜蒸发器20的废水由循环泵送入降膜顶部,由生蒸汽加热,流回蒸发器闪蒸,废水采出部分经调节阀送入二效强制循环蒸发器22;二效强制循环蒸发器22的废水出口分为两路,一路送三效强制循环蒸发器24,另一路由循环泵送二效加热器21,由一效降膜蒸发器20产生的二次蒸汽进行加热;三效强制循环蒸发器24的废水出口分为两路,一路送三效强制循环蒸发器24,另一路由循环泵送三效加热器23,由二效强制循环蒸发器产生的二次汽进行加热。二效加热器21和三效加热器23产生的冷凝水回流至冷凝水罐27,冷凝水罐27用泵送冷凝水换热器29降温后送到乙炔发生装置。一效降膜蒸发器20一效加热产生的蒸汽冷凝液,经与废水换热后流入贮槽,用泵收集送到乙炔发生装置,三效强制循环蒸发器24的蒸汽送往冷凝器26,与冷凝器26中的循环冷却水换热形成冷凝水和不凝气,冷凝水回送至冷凝水罐27,不凝气通过带有真空泵30的管路外排。废水罐17的出口管路与盐酸罐31的出口管路相连,废水罐17的入口管路与净化后废次氯酸钠水的管路与亚钠罐32的出口管路连接,亚钠罐32的入口管路与亚钠配制罐33的出口管路连接,冷凝水换热器18的冷凝水出口管路与蒸汽冷凝水罐34相连。
根据以上结构,本发明的主要流程为:
净化后废次氯酸钠水收集后打入到集水池,集水池中废次氯酸钠水压滤除去部分悬浮物,再经过吹脱塔除去大部分易挥发物,经石英砂过滤器、陶瓷过滤器再进一步除杂质,净化的废次氯酸钠水进入超滤(除全部悬浮物),经抗污染反渗透膜(除去大部分有机物),清水进入清水池,用泵打回乙炔清净系统,进行配制稀次氯酸钠,进行循环使用,因此对循环废次氯酸钠水取出5M3/H,到三效蒸发脱盐装置,由离心机离心得到合格氯化钠盐类,蒸汽冷凝液全部回用到乙炔发生装置,保证电石渣品质,实现废次氯酸钠水全部循环使用零排放,同时节约大量一次水,废水达到零排放,创造可观的经济效益。
乙炔气清净系统原有5个塔均为4段填料,每段填料高度为2.5m,填料型号为C50塑料鲍尔环。本发明对清净塔填料进行重新设计改造,对原有填料进行改型,分别对DN3200冷却塔、水洗塔、清净Ⅰ塔、清净Ⅱ塔和中和塔进行填料更换,其填料装填规格为:下段2.5m高JC-90六边形注塑填料,中间两段5m高为XB-120斜面孔板格栅填料,上段保留2.5m高c50塑料鲍尔环,改造后运行效果良好。同时,将分布器改为降液管式分布器,降液孔直径为C38,DN3800塔分布器降液孔总数为457个,喷淋点密度为40.3个/m2;DN3200降液孔总数为340个,喷淋点密度为37.46个/m2。
增加循环液泵后,喷淋密度变大,控制次氯酸钠PH值,在磷酸钙和碳酸钙临界结垢点上操作,彻底解决清净塔结垢问题;钙盐在集水池底部沉淀后通过压滤去除,再使用石英砂过滤器和陶瓷过滤器+超滤装置和专业的抗氧化耐高盐高有机物的专业反渗透膜,降低废次钠水悬浮物、颗粒物和造成结垢的钙盐沉淀。并使用三效蒸发制盐装置,生产合格氯化钠结晶盐技术,降低废次氯酸钠的盐含量;最终的蒸汽冷凝液全部回用到乙炔发生,实现零排放。
本发明三效蒸发脱盐装置的多效混合蒸发工艺,将部分水进行蒸发后,析出其内盐份,然后进行离心脱水。使废次钠清水平均含盐量200g/L(最大250g/L)下降至50g/L,达到回用条件,随装置运行,废次氯酸钠水中含盐量将不断下降。蒸发出来的水蒸气通过冷凝后回用至乙炔发生装置,离心合格盐类将循环使用。
废次氯酸钠水循环量为100m3/h,本发明可以保证废次氯酸钠水不外排,设计处理能力5m3/h含盐废水,实际处理能力5m3/h含盐废水,每年可节约回用水26000m3,每吨按0.35计算,每年可节约0.91万元。
Claims (10)
1.一种用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,包括清净塔系统和稀次氯酸钠配制系统,其中:
所述清净塔系统包括依次连接的空塔(1)、冷却器(2)、水洗塔(3)、清净Ⅰ塔(4)、清净Ⅱ塔(5)和中和塔(6),出乙炔发生器的乙炔气体经过空塔(1)洗涤,进入冷却塔(2)和水洗塔(3)洗涤降温,再进入清净Ⅰ塔(4)和清净Ⅱ塔(5)气除去硫磷杂质,然后进入中和塔(6)吸收酸性气体,得到的合格的乙炔气,输送到转化工段;
所述稀次氯酸钠配制系统包括盐酸贮槽以及依次连接的贮槽一(15)、高位槽(16)和贮槽二(14),PVC生产过程产生的浓次氯酸钠进入贮槽一(15),再泵入高位槽(16),出高位槽(16)的浓次氯酸钠与来自废次氯酸钠水净化系统的净化后废次氯酸钠水混合,再与来自盐酸贮槽的盐酸混合得到稀次氯酸钠,进入贮槽二(14);
所述贮槽二(14)通过次钠循环泵接清净Ⅱ塔(5)的顶部,清净Ⅱ塔(5)底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到清净Ⅰ塔(4)的顶部,清净Ⅰ塔(4)底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到冷却塔(2)的顶部对乙炔气进行降温,冷却塔(2)底部的次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到空塔(1)进行洗涤,空塔(1)底部的废次氯酸钠用循环泵进行循环喷淋,并部分送入到废次氯酸钠水净化系统的集水池(7)。
2.根据权利要求1所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述废次氯酸钠水净化系统包括依次连接的集水池(7)、吹脱塔(8)、石英砂过滤器(9)、陶瓷过滤器(10)、清水池(11)、超滤装置(12)和反渗透装置(13),其中,所述集水池(7)内置爆气装置,集水池(7)中的清液由泵提升到吹脱塔(8),再经石英砂过滤器(9)和陶瓷过滤器(10)除去悬浮物,流入清水池(11),清水池(11)中的清液经过超滤装置(12)过滤后进入反渗透装置(13),出反渗透装置(13)的净化后废次氯酸钠水用泵送到稀次氯酸钠配制系统,浓水经压滤后返回集水池(7)。
3.根据权利要求2所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述反渗透装置(13)采用的反渗透膜为专业抗氧化抗高盐抗高有机物抗污染专用膜。使用深圳中拓天达环保科技有限公司抗氧化抗高盐抗高有机物抗污染专用膜,型号PROC10。
4.根据权利要求1或2或3所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述浓次氯酸钠与来自废次氯酸钠水净化系统的净化后废次氯酸钠水通过文丘里反应器(106)混合。
5.根据权利要求1或2或3所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述净化后废次氯酸钠水先经过三效蒸发脱盐装置进行脱盐,然后再与浓次氯酸钠混合。
6.根据权利要求5所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述三效蒸发脱盐装置包括废水罐(17),净化后废次氯酸钠水进入废水罐(17),经泵提升与冷凝水换热器(18)和预热器(19)进行预热,预热器(19)的预热废水流入一效降膜蒸发器(20)闪蒸,一效降膜蒸发器(20)的废水送入二效强制循环蒸发器(22),二效强制循环蒸发器(22)的废水送入三效强制循环蒸发器(24),所述一效降膜蒸发器(20)以蒸汽为热源,一效降膜蒸发器(20)产生的二次蒸汽作为二效强制循环加热器(21)的热源,二效强制循环蒸发器(22)产生的二次蒸汽作为三效加热器(23)的热源,三效强制循环蒸发器(24)的底部盐腿出口通过浆料泵送到推料离心机(25),由离心机(25)离心得到含水小于3.5%固体氯化钠,所得离心母液送至离心母液罐(28),离心母液罐(28)经离心母液泵送入到三效加热器(23)。
7.根据权利要求6所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述一效降膜蒸发器(20)的废水由循环泵送入降膜顶部,由生蒸汽加热,流回蒸发器闪蒸,废水采出部分经调节阀送入二效强制循环蒸发器(22);所述二效强制循环蒸发器(22)的废水出口分为两路,一路送三效强制循环蒸发器(24),另一路由循环泵送二效加热器(21),由一效降膜蒸发器(20)产生的二次蒸汽进行加热;所述三效强制循环蒸发器(24)的废水出口分为两路,一路送三效强制循环蒸发器(24),另一路由循环泵送三效加热器(23),由二效强制循环蒸发器产生的二次汽进行加热。
8.根据权利要求6所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述二效加热器(21)和三效加热器(23)产生的冷凝水回流至冷凝水罐(27),所述冷凝水罐(27)用泵送冷凝水换热器(29)降温后送到乙炔发生装置。
9.根据权利要求6所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述一效降膜蒸发器(20)一效加热产生的蒸汽冷凝液,经与废水换热后流入贮槽,用泵收集送到乙炔发生装置,三效强制循环蒸发器(24)的蒸汽送往冷凝器(26),与冷凝器(26)中的循环冷却水换热形成冷凝水和不凝气,冷凝水回送至冷凝水罐(27),不凝气通过带有真空泵(30)的管路外排。
10.根据权利要求6所述用于PVC生产过程的乙炔次氯酸钠清净废液循环零排放系统,其特征在于,所述废水罐(17)的出口管路与盐酸罐(31)的出口管路相连,所述废水罐(17)的入口管路与所述净化后废次氯酸钠水的管路与亚钠罐(32)的出口管路连接,亚钠罐(32)的入口管路与亚钠配制罐(33)的出口管路连接,所述冷凝水换热器(18)的冷凝水出口管路与蒸汽冷凝水罐(34)相连。
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