CN112321048A - 一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统及其分盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统及其分盐方法，包含储料罐、预热器、冷凝水罐、第一加热器、第一蒸发室、第二加热器、第二蒸发室、第三加热器、第三蒸发室、蒸汽冷凝器、真空泵、第一浓缩器、第一离心机、第一母液罐、闪蒸室、第二浓缩器、第二离心机和第二母液罐，采用蒸汽与物料流向相反的三级逆流蒸发析钠盐+闪蒸降温析钾盐相结合的工艺，出料温度高，解决了出料温度低不利于钠钾分离的问题，通过控制出料氯化钾浓度，解决了氯化钾与氯化钠共沉淀的问题。

Description

一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统及其分盐方法

技术领域

本发明涉及一种分盐系统及其分盐方法，特别是一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统及其分盐方法，属于工业废水回收领域。

背景技术

在工业生产中，常会含有氯化钠和氯化钾的废水，如垃圾焚烧电厂、垃圾填埋场、等离子体飞灰熔融厂等会在实际生产过程中产生大量的高含盐废水，高含盐废水经过预处理、加药混凝沉淀、过滤等工艺去除废水中的重金属、SS等杂质，剩下的溶液中含有氯化钠、氯化钾等成分。现有技术多采用传统顺流多效蒸发等处理这些高含盐废水，废水逐级浓缩后形成浆料，浆料通过离心机离心得到结晶盐，这些浆料存在温度较低、浓度控制困难等问题，不利于氯化钠和氯化钾的分离；浆料通过离心机离心分离出结晶盐，这些结晶盐多为含氯化钠和氯化钾的混盐，很难达到工业回用标准，严重制约了高含盐废水的“零排放”和产品的回收利用。由于目前国内的技术水平、设备投资、运行成本与运行稳定性等多方面因素的限制，使得高含盐废水不能有效地被分离结晶，产出的氯化钠、氯化钾盐纯度较低，很难达到工业回用标准；且传统蒸发结晶出料温度较低、浆料浓度控制困难，不利于钠钾盐的分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统及其分盐方法，产出的氯化钠、氯化钾盐纯度高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统，其特征在于：包含储料罐、预热器、冷凝水罐、第一加热器、第一蒸发室、第二加热器、第二蒸发室、第三加热器、第三蒸发室、蒸汽冷凝器、真空泵、第一浓缩器、第一离心机、第一母液罐、闪蒸室、第二浓缩器、第二离心机和第二母液罐，储料罐的出料口与预热器预热管路进口连接，预热器预热管路的出口连接第一加热器的下端进料口，第一加热器的上端出料口连接第一蒸发室的进料口，第一蒸发室的下端出料口连接第二加热器的下端进料口，第一蒸发室的上端蒸汽出口连接蒸汽冷凝器进料口，蒸汽冷凝器的冷凝水出口连接冷凝水罐进口，冷凝水罐出口连接预热器的冷凝水管路进口，第二加热器上端出料口连接第二蒸发室的进料口，第二蒸发室的下端出料口连接第三加热器的下端进料口，第二蒸发室的上端蒸汽出口连接第一加热器的侧面蒸汽进口，第三加热器的上端出料口连接第三蒸发室的进料口，第三蒸发室的下端出料口连接第一浓缩器的进料口，第三加热器侧面蒸汽进口连接外部蒸汽，第一浓缩器的上层清液出口连接第一母液罐的第一进料口，第一浓缩器的下层增稠液出口连接第一离心机进料口，第一离心机下端液体出口连接第一母液罐的第二进料口，第一母液罐的下端出料口连接闪蒸室进料口，闪蒸室蒸汽出口连接蒸汽冷凝器进料口，闪蒸室下端出料口连接第二浓缩器进料口，第二浓缩器上层清液出料口连接第二母液罐第一进料口，第二浓缩器下层增稠液出口连接第二离心机进料口，第二离心机下端液体出口连接第二母液罐第二进口，第二母液罐和第一母液罐的下端出料口连接第三加热器的下端进料口。

进一步地，所述第一蒸发室下侧循环液口连接第一加热器下端进料口，第二蒸发室下侧循环液口连接第二加热器下端进料口，第三蒸发室下侧循环液口连接第三加热器下端进料口。

进一步地，所述第二离心机上端淘洗口连接淘洗罐出料口。

进一步地，所述第一加热器、第二加热器和第三加热器的侧面冷凝水出口连接冷凝水罐。

一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统的分盐方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：将盐浓度为10%~15%的高含盐废水预热至60~70℃；

步骤二：预热后的废水进入第一加热器中加热后进入第一蒸发室中浓缩，得到盐浓度15%~18%的第一浓缩液；

步骤三：第一浓缩液从第一蒸发室泵入第二加热器中加热后，进入第二蒸发室中浓缩，得到盐浓度18%~20%的第二浓缩液；

步骤四：第二浓缩液从第二蒸发室泵入第三加热器中加热后，进入第三蒸发室中浓缩，料液在第三蒸发室中浓缩至溶液饱和并析出氯化钠晶体，控制氯化钾的浓度＜24%，得到第一固液混合物；

步骤五：第一固液混合物从第三蒸发室泵入第一浓缩器，第一固液混合物在第一浓缩器中进一步增稠，第一浓缩器上层清液溢流至第一母液罐；

步骤六：第一浓缩器中的增稠液进入第一离心机，离心脱水后得到氯化钠结晶盐；

步骤七：第一离心机离心母液进入第一母液罐，通过氯化钾浓度仪联锁控制阀门实现当母液中的氯化钾浓度＜16%时，母液泵至第三加热器中；当母液中的氯化钾浓度＞16%时，母液泵至闪蒸室中；

步骤八：第一母液罐出来的母液通过泵至闪蒸室进一步闪蒸，析出氯化钾晶体，并得到第二固液混合物；

步骤九：闪蒸室出来的第二固液混合物进入第二浓缩器中，通过冷却降温、浓缩进一步增稠；第二浓缩器上清液溢流至第二母液罐，并泵至第三加热器中；

步骤十：第二浓缩器出来的浓缩液与淘洗罐中的淘洗液同时进入第二离心机，第二离心机得到氯化钾结晶盐。

进一步地，所述步骤二中第一蒸发室温度控制在55~60℃，第一加热器的蒸汽温度为90~95℃。

进一步地，所述步骤三中第二蒸发室温度控制在90~95℃，第二加热器的蒸汽温度为115~120℃。

进一步地，所述步骤四中第三蒸发室温度控制在115~120℃，第三加热器的蒸汽温度为135~140℃。

进一步地，所述步骤八中闪蒸室温度控制在60~65℃，闪蒸室蒸汽温度为50~60℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明采用蒸汽与物料流向相反的三级逆流蒸发析钠盐+闪蒸降温析钾盐相结合的工艺，出料温度高，解决了出料温度低不利于钠钾分离的问题，通过控制出料氯化钾浓度及温度，解决了氯化钾与氯化钠共沉淀的问题，从而将两种盐分离彻底，提高分离物的纯度。一方面，实现了高含盐废水中的钠钾盐分离，得到满足工业标准的高纯度氯化钠和氯化钾产品；另一方面，系统产生的冷凝水经过回用，同时实现了产品资源化和废水“零排放”的双重目标。

附图说明

图1是本发明的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统，包含储料罐1、预热器2、冷凝水罐3、第一加热器4、第一蒸发室5、第二加热器6、第二蒸发室7、第三加热器8、第三蒸发室9、蒸汽冷凝器10、真空泵11、第一浓缩器12、第一离心机13、第一母液罐14、闪蒸室15、第二浓缩器16、第二离心机17和第二母液罐18，储料罐1的出料口与预热器2预热管路进口连接，预热器2预热管路的出口连接第一加热器4的下端进料口，第一加热器4的上端出料口连接第一蒸发室5的进料口，第一蒸发室5的下端出料口连接第二加热器6的下端进料口，第一蒸发室5的上端蒸汽出口连接蒸汽冷凝器10进料口，蒸汽冷凝器10的冷凝水出口连接冷凝水罐3进口，冷凝水罐3出口连接预热器2的冷凝水管路进口，第二加热器6上端出料口连接第二蒸发室7的进料口，第二蒸发室7的下端出料口连接第三加热器8的下端进料口，第二蒸发室7的上端蒸汽出口连接第一加热器4的侧面蒸汽进口，第三加热器8的上端出料口连接第三蒸发室9的进料口，第三蒸发室9的下端出料口连接第一浓缩器12的进料口，第三加热器8侧面蒸汽进口连接外部蒸汽，第一浓缩器12的上层清液出口连接第一母液罐14的第一进料口，第一浓缩器12的下层增稠液出口连接第一离心机13进料口，第一离心机13下端液体出口连接第一母液罐14的第二进料口，第一母液罐14的下端出料口连接闪蒸室15进料口，闪蒸室15蒸汽出口连接蒸汽冷凝器10进料口，闪蒸室15下端出料口连接第二浓缩器16进料口，第二浓缩器16上层清液出料口连接第二母液罐18第一进料口，第二浓缩器16下层增稠液出口连接第二离心机17进料口，第二离心机17下端液体出口连接第二母液罐18第二进口，第二母液罐18和第一母液罐14的下端出料口连接第三加热器8的下端进料口。

第一蒸发室5下侧循环液口连接第一加热器4下端进料口，第二蒸发室7下侧循环液口连接第二加热器6下端进料口，第三蒸发室9下侧循环液口连接第三加热器8下端进料口。

第二离心机17上端淘洗口连接淘洗罐19出料口。第一加热器4、第二加热器6和第三加热器8的侧面冷凝水出口连接冷凝水罐3。

一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统的分盐方法，包含以下步骤：

步骤一：将盐浓度为10%~15%的高含盐废水通过预热器预热至60~70℃，，热源为蒸发系统出来的冷凝水；高含盐废水为等离子体飞灰熔融烟气处理废水经过预处理、加药混凝沉淀、过滤等工艺去除废水中的重金属、SS等杂质后的废水，主要成分为10%~15%的氯化钠、氯化钾，钠钾比为（3~4）。

步骤二：预热后的废水进入第一加热器中加热后进入第一蒸发室中浓缩，得到盐浓度15%~18%的第一浓缩液；第一蒸发室温度控制在55~60℃，第一加热器的蒸汽温度为90~95℃。

步骤三：第一浓缩液从第一蒸发室泵入第二加热器中加热后，进入第二蒸发室中浓缩，得到盐浓度18%~20%的第二浓缩液；第二蒸发室温度控制在90~95℃，第二加热器的蒸汽温度为115~120℃。

步骤四：第二浓缩液从第二蒸发室泵入第三加热器中加热后，进入第三蒸发室中浓缩，料液在第三蒸发室中浓缩至溶液饱和并析出氯化钠晶体，控制氯化钾的浓度＜24%，此条件下析出的固体为氯化钠晶体，得到第一固液混合物；第三蒸发室温度控制在115~120℃，第三加热器的蒸汽温度为135~140℃。

步骤五：第一固液混合物从第三蒸发室泵入第一浓缩器，第一固液混合物在第一浓缩器中进一步增稠，第一浓缩器上层清液溢流至第一母液罐；

步骤六：第一浓缩器中的增稠液进入第一离心机，离心脱水后得到氯化钠结晶盐；第一离心机离心后的结晶盐含水率3%~5%，干燥后得到纯度≥98%的氯化钠产品。

步骤七：第一离心机离心母液进入第一母液罐，通过氯化钾浓度仪联锁控制阀门实现当母液中的氯化钾浓度＜16%时，母液泵至第三加热器中；当母液中的氯化钾浓度＞16%时，母液泵至闪蒸室中；

步骤八：第一母液罐出来的母液通过泵至闪蒸室进一步闪蒸，析出氯化钾晶体，并得到第二固液混合物；闪蒸室温度控制在60~65℃，闪蒸室蒸汽温度为50~60℃。

步骤九：闪蒸室出来的第二固液混合物进入第二浓缩器中，通过冷却降温、浓缩进一步增稠；第二浓缩器上清液溢流至第二母液罐，并泵至第三加热器中；

步骤十：第二浓缩器出来的浓缩液与淘洗罐中的淘洗液同时进入第二离心机，第二离心机得到氯化钾结晶盐。离心机2出来的结晶盐含水率3%~5%；干燥后得到纯度≥93%的氯化钾产品。

本发明通过三步法进行分盐，物料温度在115~120℃条件下，氯化钾浓度＜24%时，结晶出的固体为氯化钠晶体；物料温度在50℃条件下，氯化钾浓度＞16%时，结晶出的固体为氯化钾晶体；物料温度为70℃，氯化钾浓度为＞22%时，结晶出的固体为氯化钾晶体；通过控制出料浓度、温度分段出料，分离出氯化钠和氯化钾；析出的氯化钾盐通过淘洗液淘洗，有效的提高了氯化钾的纯度；解决了高含盐废水中氯化钠和氯化钾的分离问题，有效提取纯度较高的氯化钠和氯化钾，实现产品的资源化利用，同时产生的冷凝水回用，实现废水的零排放。

本发明采用蒸汽与物料流向相反的三级逆流蒸发析钠盐+闪蒸降温析钾盐相结合的工艺，出料温度高，解决了出料温度低不利于钠钾分离的问题，通过控制出料氯化钾浓度及温度，解决了氯化钾与氯化钠共沉淀的问题，从而将两种盐分离彻底，提高分离物的纯度。一方面，实现了高含盐废水中的钠钾盐分离，得到满足工业标准的高纯度氯化钠和氯化钾产品；另一方面，系统产生的冷凝水经过回用，同时实现了产品资源化和废水“零排放”的双重目标。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统，其特征在于：包含储料罐、预热器、冷凝水罐、第一加热器、第一蒸发室、第二加热器、第二蒸发室、第三加热器、第三蒸发室、蒸汽冷凝器、真空泵、第一浓缩器、第一离心机、第一母液罐、闪蒸室、第二浓缩器、第二离心机和第二母液罐，储料罐的出料口与预热器预热管路进口连接，预热器预热管路的出口连接第一加热器的下端进料口，第一加热器的上端出料口连接第一蒸发室的进料口，第一蒸发室的下端出料口连接第二加热器的下端进料口，第一蒸发室的上端蒸汽出口连接蒸汽冷凝器进料口，蒸汽冷凝器的冷凝水出口连接冷凝水罐进口，冷凝水罐出口连接预热器的冷凝水管路进口，第二加热器上端出料口连接第二蒸发室的进料口，第二蒸发室的下端出料口连接第三加热器的下端进料口，第二蒸发室的上端蒸汽出口连接第一加热器的侧面蒸汽进口，第三加热器的上端出料口连接第三蒸发室的进料口，第三蒸发室的下端出料口连接第一浓缩器的进料口，第三加热器侧面蒸汽进口连接外部蒸汽，第一浓缩器的上层清液出口连接第一母液罐的第一进料口，第一浓缩器的下层增稠液出口连接第一离心机进料口，第一离心机下端液体出口连接第一母液罐的第二进料口，第一母液罐的下端出料口连接闪蒸室进料口，闪蒸室蒸汽出口连接蒸汽冷凝器进料口，闪蒸室下端出料口连接第二浓缩器进料口，第二浓缩器上层清液出料口连接第二母液罐第一进料口，第二浓缩器下层增稠液出口连接第二离心机进料口，第二离心机下端液体出口连接第二母液罐第二进口，第二母液罐和第一母液罐的下端出料口连接第三加热器的下端进料口。

2.按照权利要求1所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统，其特征在于：所述第一蒸发室下侧循环液口连接第一加热器下端进料口，第二蒸发室下侧循环液口连接第二加热器下端进料口，第三蒸发室下侧循环液口连接第三加热器下端进料口。

3.按照权利要求1所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统，其特征在于：所述第二离心机上端淘洗口连接淘洗罐出料口。

4.按照权利要求1所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统，其特征在于：所述第一加热器、第二加热器和第三加热器的侧面冷凝水出口连接冷凝水罐。

5.一种按照权利要求1-4任一项高含盐废水三级逆流蒸发分盐系统的分盐方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：将盐浓度为10%~15%的高含盐废水预热至60~70℃；

步骤二：预热后的废水进入第一加热器中加热后进入第一蒸发室中浓缩，得到盐浓度15%~18%的第一浓缩液；

步骤三：第一浓缩液从第一蒸发室泵入第二加热器中加热后，进入第二蒸发室中浓缩，得到盐浓度18%~20%的第二浓缩液；

步骤四：第二浓缩液从第二蒸发室泵入第三加热器中加热后，进入第三蒸发室中浓缩，料液在第三蒸发室中浓缩至溶液饱和并析出氯化钠晶体，控制氯化钾的浓度＜24%，得到第一固液混合物；

步骤五：第一固液混合物从第三蒸发室泵入第一浓缩器，第一固液混合物在第一浓缩器中进一步增稠，第一浓缩器上层清液溢流至第一母液罐；

步骤六：第一浓缩器中的增稠液进入第一离心机，离心脱水后得到氯化钠结晶盐；

步骤七：第一离心机离心母液进入第一母液罐，通过氯化钾浓度仪联锁控制阀门实现当母液中的氯化钾浓度＜16%时，母液泵至第三加热器中；当母液中的氯化钾浓度＞16%时，母液泵至闪蒸室中；

步骤八：第一母液罐出来的母液通过泵至闪蒸室进一步闪蒸，析出氯化钾晶体，并得到第二固液混合物；

步骤九：闪蒸室出来的第二固液混合物进入第二浓缩器中，通过冷却降温、浓缩进一步增稠；第二浓缩器上清液溢流至第二母液罐，并泵至第三加热器中；

步骤十：第二浓缩器出来的浓缩液与淘洗罐中的淘洗液同时进入第二离心机，第二离心机得到氯化钾结晶盐。

6.按照权利要求5所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐方法，其特征在于：所述步骤二中第一蒸发室温度控制在55~60℃，第一加热器的蒸汽温度为90~95℃。

7.按照权利要求5所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐方法，其特征在于：所述步骤三中第二蒸发室温度控制在90~95℃，第二加热器的蒸汽温度为115~120℃。

8.按照权利要求5所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐方法，其特征在于：所述步骤四中第三蒸发室温度控制在115~120℃，第三加热器的蒸汽温度为135~140℃。

9.按照权利要求5所述的一种高含盐废水三级逆流蒸发分盐方法，其特征在于：所述步骤八中闪蒸室温度控制在60~65℃，闪蒸室蒸汽温度为50~60℃。

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