CN111362471A - 煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置和方法，包括储水槽、增压泵、PAC加药装置、多介质过滤器、阻垢剂加药装置、精密过滤器、第一高压泵、一级纳滤净化系统、第二高压泵、二级纳滤净化系统。本发明有效降低煤化工副产氯化钠饱和溶液中
Ca2+、Mg2+等污染因子含量。适用于TDS在200‑250g/l的饱和氯化钠溶液除杂净化，净化后的溶液
净化后的饱和氯化钠溶液作为原材料生产纯碱。受副产氯化钠干盐来源不一的影响，副产氯化钠饱和溶液中硫酸根离子含量一般为5‑30g/l，冷冻结晶、蒸发、钡盐钙盐沉淀等其它工艺均受饱和氯化钠溶液指标限制，不易控制。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置。
背景技术
煤化工废水，经过预处理、分盐、浓缩、蒸发结晶后形成的副产品：氯化钠结晶盐。副产氯化钠结晶盐中，氯化钠含量≥97.5％，水不溶物≤0.6％，钙镁离子总量≤0.6％，硫酸根离子总量≤0.9％，杂盐经一次水溶解形成的饱和溶液，TDS≈200-250g/l，硫酸根≈5-30g/l。过多的硫酸钠带入后续生产工艺，会导致硫酸纳不断被富集，必须及时除去被富集的硫酸钠，保证在系统内平衡。
现有除去被富集的硫酸钠的主要工艺有钙钡沉淀法，冷冻结晶法，热蒸发法。但是以上方法均存在不足之处：钡法沉淀由于氯化钡价格昂贵，适用于硫酸钠富集含量低，受氯化钡溶度积小的影响，不适用于水量大，硫酸钠富集量大的情况。钙法沉淀，系统内Ca2+和SO2 4 -均控制一定量，不适用于溶液中有硫酸钙晶体存在，在某种情况下会出现反溶和再结晶。冷冻结晶法适用于在NaCl-Na2SO4饱和溶液体系内，温度≤19℃时，硫酸钠随温度降低，溶解度下降，可结晶析出；但冷冻结晶与热蒸发法运行成本高，电耗、蒸汽耗费大。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，在低能耗、无化学药剂消耗、运行成本低的情况下，实现氯化钠饱和溶液脱硫酸钠。
本发明提供了一种煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，包括包括依次连通的储水槽、增压泵、多介质过滤器、精密过滤器、第一高压泵、一级纳滤净化系统、第二高压泵和二级纳滤净化系统；所述增压泵和多介质过滤器之间设有PAC加药装置，以及多介质过滤器和精密过滤器之间设有阻垢剂加药装置。
本发明的有益效果体现在：
由于煤化工副产氯化钠结晶盐中，硫酸根、该镁离子、不溶物等杂质较多，杂盐经一次水溶解形成的饱和溶液，TDS≈200-250g/l，硫酸根≈5-30g/l。本设备利用纳滤膜对NaCl和Na2SO4截留率不同，通过一级纳滤净化系统和二级纳滤净化系统实现煤化工副产氯化钠溶液中脱硫酸钠，与其它处理方式相比，是100％的资源利用且不污染环境的清洁工业，另外，降低了大量化学药剂的消耗、蒸汽消耗、电耗，运行成本低。同时具有纳米级分离精度，净化彻底、处理效果好、处理效果稳定、投资收益率高等优点。
优选地，还包括PLC控制器以及与PLC控制器电连接的压力式液位监测装置和自动控制阀；所述压力式液位监测装置安装于所述储水槽内，所述自动控制阀连通于储水槽进液端。
通过PLC控制器设置联锁程序，压力式液位监测装置监控出水槽的液位变化，当储水槽高液位时，自动控制阀全闭，增压泵开始运行；当储水槽低液位时，自动控制阀全开，增压泵停止运行。
优选地，所述PAC加药装置的进口通过吸药的方式吸药，以及PAC加药装置的出口通过管道混合器与多介质过滤器连通。管道混合器保证药剂与溶液混合均匀，从而保证加药效果。
优选地，所述多介质过滤器的内部填充复合滤料。
优选地，所述多介质过滤器与精密过滤器之间的管路上设有DN25加药口，所述阻垢剂加药装置的出口通过DN25管与所述DN25加药口连通；所述阻垢剂加药装置的阻垢剂为高倍率阻垢剂。
优选地，所述精密过滤器的内部设有5μm滤芯。
优选地，所述一级纳滤净化系统的浓水端分别连通至浓硫酸钠储液槽和第一高压泵的进液端。
优选地，所述二级纳滤净化系统的浓水端连通至第一高压泵的进液端。
第一高压泵的进液端一共设置三条管路，其中一条管路与精密过滤器连通，另外两条分别与一级纳滤净化系统的浓水端以及二级纳滤净化系统的浓水端连通。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实施例的结构示意图。
附图中，储水槽1、增压泵2、PAC加药装置3、多介质过滤器4、阻垢剂加药装置5、精密过滤器6、第一高压泵7、一级纳滤净化系统8、第二高压泵9、二级纳滤净化系统10。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本实施例提供了一种煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，包括包括依次连通的储水槽1、增压泵2、多介质过滤器4、精密过滤器6、第一高压泵7、一级纳滤净化系统8、第二高压泵9和二级纳滤净化系统10。具体地，储水槽1距离地面20cm处开孔，通过水箱接头连接直管与增压泵2进口法兰对接，增压泵2出口通过管路连接至多介质过滤器4，多介质过滤器4进水通过上布水装置充分布水，内设多孔板及集水帽，处理后的水通过管路连接精密过滤器6的进水口。精密过滤器6的内部设有5μm滤芯，5μm滤芯用于拦截未被截留的细小颗粒物、未溶解的阻垢剂、前段泄露的滤料等。精密过滤器6出口通过管路连接至第一高压泵7进口，第一高压泵7出口连接一级纳滤净化系统8进口，一级纳滤净化系统8透过液连接第二高压泵9进口。其中一级纳滤净化系统8的浓水端分别连通至浓硫酸钠储液槽和第一高压泵7的进液端。所述二级纳滤净化系统10的浓水端连通至第一高压泵7的进液端。第一高压泵7的进液端一共设置三条管路，其中一条管路与精密过滤器6连通，另外两条分别与一级纳滤净化系统8的浓水端以及二级纳滤净化系统10的浓水端连通。
所述增压泵2和多介质过滤器4之间设有PAC加药装置3，以及多介质过滤器4和精密过滤器6之间设有阻垢剂加药装置5。PAC加药装置3内设加药泵将提供4-5bar的进药压力，加药量一般为3-5ppm，通过调节冲程控制加药量。本设备过滤原理是利用纳滤膜对NaCl和Na2SO4截留率不同，通过一级纳滤净化系统8和二级纳滤净化系统10实现煤化工副产氯化钠溶液中脱硫酸钠。而在阻垢剂加药装置5后设置第一高压泵7的原因是由于饱和溶液的氯化钠含量极高，硫酸钠含量也高，为一级纳滤净化系统8提供跨膜压差。其中，一级纳滤净化系统8为两段设计，纳滤膜具有道南效应，透过液主要为氯化钠，浓缩液主要为硫酸钠，透过液排向二级纳滤净化系统10。二级纳滤净化系统10也为两段设计，纳滤膜具有道南效应，透过液主要为氯化钠，浓缩液主要为硫酸钠，透过液作生产纯碱的原料液。
本实施例中PAC加药装置3的进口通过吸药的方式吸药，以及PAC加药装置3的出口通过管道混合器与多介质过滤器4连通。管道混合器保证药剂与溶液混合均匀，从而保证加药效果。而多介质过滤器4与精密过滤器6之间的管路上设有DN25加药口，所述阻垢剂加药装置5的出口通过DN25管与所述DN25加药口连通；所述阻垢剂加药装置5的阻垢剂为高倍率阻垢剂。高倍率阻垢剂使氯化钠溶液中的Ca盐离子摩尔浓度积超过沉淀溶度积，也不会发生沉淀析出。
多介质过滤器4的内部填充复合滤料。复合滤料用于截留副产氯化钠饱和溶液中的不溶性颗粒物，通过滤料与杂质之间的架桥、沉淀、截留机理，出口浊度可小于3NTU。
本设备还包括PLC控制器以及与PLC控制器电连接的压力式液位监测装置和自动控制阀；所述压力式液位监测装置安装于所述储水槽1内，所述自动控制阀连通于储水槽1进液端。通过PLC控制器设置联锁程序，压力式液位监测装置监控出水槽的液位变化，当储水槽1高液位时，自动控制阀全闭，增压泵2开始运行；当储水槽1低液位时，自动控制阀全开，增压泵2停止运行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：包括包括依次连通的储水槽、增压泵、多介质过滤器、精密过滤器、第一高压泵、一级纳滤净化系统、第二高压泵和二级纳滤净化系统；所述增压泵和多介质过滤器之间设有PAC加药装置，以及多介质过滤器和精密过滤器之间设有阻垢剂加药装置。
2.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：还包括PLC控制器以及与PLC控制器电连接的压力式液位监测装置和自动控制阀；所述压力式液位监测装置安装于所述储水槽内，所述自动控制阀连通于储水槽进液端。
3.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：所述PAC加药装置的进口通过吸药的方式吸药，以及PAC加药装置的出口通过管道混合器与多介质过滤器连通。
4.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：所述多介质过滤器的内部填充复合滤料。
5.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：所述多介质过滤器与精密过滤器之间的管路上设有DN25加药口，所述阻垢剂加药装置的出口通过DN25管与所述DN25加药口连通；所述阻垢剂加药装置的阻垢剂为高倍率阻垢剂。
6.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：所述精密过滤器的内部设有5μm滤芯。
7.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：所述一级纳滤净化系统的浓水端分别连通至浓硫酸钠储液槽和第一高压泵的进液端。
8.根据权利要求1所述的煤化工副产氯化钠饱和溶液中脱硫酸钠的装置，其特征在于：所述二级纳滤净化系统的浓水端连通至第一高压泵的进液端。
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