CN113860622A - 一种反渗透浓盐水资源化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种反渗透浓盐水资源化系统及方法，包括工业废水处理系统中的反渗透系统和煤化工项目的尿素装置、火炬装置，反渗透系统的进口与反渗透浓盐水输出管道连通，反渗透系统的浓水出口与反应装置的浓盐水进口连接，尿素装置的含氨废气出口与反应装置的进口连通，火炬装置的含CO2废气出口与反应装置的进口连接，反应装置的浓水出口与碳酸氢钠结晶装置的进水口连通，碳酸氢钠结晶装置的母液出口与杂盐蒸发结晶装置的进口连通，反渗透系统的出料口、碳酸氢钠结晶装置的出料口和杂盐蒸发结晶装置的出料口均连接有干燥装置，本发明将工业废水处理系统与煤化工废气回收利用耦合制备纯碱，具有重要的生态意义和广阔的应用前景。

Description

一种反渗透浓盐水资源化系统及方法
技术领域
本发明属于工业废水零排放反渗透浓盐水资源化技术领域，具体属于一种反渗透浓盐水资源化系统及方法。
背景技术
目前工业废水处理工程基本工艺为“预处理+反渗透”，废水经过脱盐处理后产品水回用，水回收率一般在50％～75％，经过脱盐工艺后产生的大量反渗透浓盐水采取直接排放的方式，不仅对环境造成了不良影响而且造成水资源和盐资源的浪费，鉴于以上问题，近年来各个地区出台政策，要求工业废水零排放，即使处理合格的产品水也不能外排。
针对工业废水零排放的迫切需求，有一些项目对反渗透浓盐水进行进一步脱盐浓缩结晶处理，使产水回收率达到95％以上，剩余混盐进行分盐处理，最后将结晶盐作为工业盐出售，实现工业废水全部资源化利用，满足零排放要求。然而各项目采用的浓盐水处理工艺不尽相同，处理成本均较高。在废水零排放项目实际运行过程中，出现催化氧化处理COD效果不佳、纳滤膜堵塞、系统抗冲击能力差等问题。而且在进一步浓缩蒸发结晶的过程中，容易产生硅结垢和钙镁离子结垢的问题，破坏膜系统和蒸发结晶系统相关设备。最终产生的结晶盐存在纯度不高、纯度不稳定、销路不畅、价格低廉的问题。
通常煤化工项目存在大量的含氨废气和二氧化碳废气无法回收，造成资源浪费和环境污染。含氨废气主要来源于合成氨生产的弛放气和尿素造粒塔的高空排放尾气，其他来源有焦炉煤气、氨冷冻罐排气、硝酸装置尾气以及工业生产装置中设备的跑、冒、滴、漏等，其中80％以上的氨废气来自于合成氨弛放气。随着我国合成氨工业的快速发展，合成氨产量持续上升，含氨废气的排放量也将进一步增加。氨是典型的有毒有害工业气态污染物之一，大量含氨工业尾气直接排入大气，不仅造成合成氨产品的损失，而且恶化了人们的生存环境。氨在大气中被氧化生成NOx，形成酸雨，进而氧化成硝酸盐，进入水循环系统，污染地下水。另外，氨对人体健康会造成危害，严重者会引发肺部感染和呼吸衰竭导致死亡。
煤化工厂生产过程中产生的废气主要来自于煤储运工段、煤粉制备及输送系统除尘尾气、气化工段的连续放空气及事故放空气、变换工段的汽提塔酸性气及事故放空气、脱硫脱碳工段的洗涤塔排放的尾气以及含H2S酸性气体、丙烯压缩工段废气、硫回收装置排放废气、甲烷化工段的事故放空气等，排放量大，且成分复杂，在工艺上无法使用。为了保证化工生产装置的正常操作和安全，一般设置了相应的火炬气排放管网和火炬等设施，火炬高度105m，塔架高100m，将来自各排放系统的物料，首先引入火炬气分离罐，将气液分离，液体返回回收装置，气体引入火炬气密封罐，从密封罐出来的气体则引入火炬烟囱，燃烧后气体成分主要为CO2和H2O等，大量CO2的排放引起温室效应并且如果外排二氧化碳废气处理不当，会影响相关化工项目的正常生产和项目效益。
在煤化工产业中，现有的工艺路线存在较大的能量浪费。比如，煤气化工段高压闪蒸分离器后气体的温度约为170℃左右，常采用循环水、空冷器冷却至约40℃；变换工段出最后一级低压废热锅炉的粗合成气的温度约为140℃左右，也直接用循环水冷却后进入气液分离器；空分工段空气增压机，出末级压缩机的压缩气体温度约160℃，此部分热量均采用循环冷却水冷却。现有工艺路线对上述气体的冷却多采用循环水或空气，不仅造成热能的浪费，还会消耗较多的电能或循环水，因此将上述气体中的显热和潜热有效利用将提高工厂的经济效益。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种反渗透浓盐水资源化系统及方法，将工业废水处理系统与煤化工废气回收利用耦合制备纯碱，为废水中盐资源、工业废气(氨气、二氧化碳)资源化找到新的解决方案，符合低碳生产与循环利用的发展趋势，具有重要的生态意义和广阔的应用前景。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种反渗透浓盐水资源化系统，包括工业废水处理系统中的反渗透系统和煤化工项目的尿素装置、火炬装置，所述反渗透系统的进口与反渗透浓盐水输出管道连通，所述反渗透系统的浓水出口与反应装置的浓盐水进口连接，尿素装置的含氨废气出口与反应装置的进口连通，火炬装置的含CO2废气出口与反应装置的进口连接，所述反应装置的浓水出口与碳酸氢钠结晶装置的进水口连通，碳酸氢钠结晶装置的母液出口与杂盐蒸发结晶装置的进口连通，所述反渗透系统的出料口、碳酸氢钠结晶装置的出料口和杂盐蒸发结晶装置的出料口均连接有干燥装置用于干燥得到硫酸钠盐、碳酸钠和杂盐。
进一步的，所述反渗透系统包括两级纳滤装置、反渗透装置、硫酸钠双效蒸发结晶装置、冷冻结晶装置和热熔罐，其中所述两级纳滤装置的进口与反渗透浓盐水输出管道连通，两级纳滤装置的产水出口与反渗透装置的进口连通，所述两级纳滤装置的浓水出口与硫酸钠双效蒸发结晶装置的进口连通；硫酸钠双效蒸发结晶装置的母液出口与冷冻结晶装置的进口连通，硫酸钠双效蒸发结晶装置的出料口、冷冻结晶装置的出料口均与热熔罐进口连通；热熔罐出料口与干燥装置进口连通，所述冷冻结晶装置的母液出口与反渗透装置的浓水出口均与反应装置的浓水进口连接。
进一步的，所述两级纳滤装置采用的纳滤膜为常压或高压纳滤膜，对硫酸钠截留率≥98％；所述反渗透装置的反渗透膜为常压或高压膜，所述反渗透装置的回收率为50％～90％，运行压力为1MPa～5MPa。
进一步的，所述热熔罐的上清液出口与硫酸钠双效蒸发结晶装置的回流口连通。
进一步的，冷冻结晶装置与反渗透装置的浓水出口与树脂装置的进口连接，树脂装置的出口与反应装置的浓盐水进口连接，所述树脂装置的树脂为耐盐的螯合离子交换树脂。
进一步的，杂盐蒸发结晶装置的出水口与反应装置的进口连通。
进一步的，所述干燥装置以工业余热为热源，所述干燥装置为通用干燥器，包括盘式干燥器、流化床干燥器或喷雾干燥器，所述工业余热包括工艺过程高温气和DMTO装置水洗水、净化水或蒸汽冷凝液。
进一步的，所述尿素装置含氨废气中的氨气浓度为3％～10％，温度为15℃～100℃；所述火炬装置二氧化碳废气中的二氧化碳浓度为10％～100％。
本发明还提供一种反渗透浓盐水资源化方法，用于上述反渗透浓盐水资源化系统，具体步骤为：
S1将工业废水处理系统的反渗透浓盐水进行两级纳滤分盐得到纳滤浓水和产水；
S2对纳滤浓水进行双效蒸发结晶，得到的母液进行冷冻结晶得到十水硫酸钠，将十水硫酸钠与双效蒸发结晶得到的料液混合进行蒸发浓缩干燥，得到硫酸钠盐；
S3对两级纳滤分盐后的产水进行反渗透浓缩，得到的产水回用，得到的浓水与冷冻结晶产生的母液混合，去除硬度，得到软化后的混合浓盐水；
S4混合浓盐水利用煤化工项目产生的含氨废气中的氨气和含二氧化碳废气中的二氧化碳依次进行吸氨和碳酸化反应后，进行蒸发浓缩结晶，得到碳酸氢钠晶液，过滤得到母液，利用工业余热对碳酸氢钠晶液进行干燥，得到固体碳酸钠；
S5母液进行蒸发结晶，干燥，得到杂盐。
进一步的，步骤S2中，所述双效蒸发结晶的温度为60℃～120℃，压力为-1Mpa～1Mpa；所述冷冻结晶的温度为-10℃～10℃，压力为-1Mpa～1Mpa；
步骤S4中，所述蒸发浓缩结晶的温度为15℃～100℃，反应时间2h～10h，使得饱和杂盐溶液二氧化碳浓度达到100mol/L～1000mol/L，得到的碳酸氢钠晶液含水率＜10％；工业余热温度为100℃～500℃，压力为0.1Mpa～1Mpa，所述碳酸钠纯度≥98％。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明将工业废水处理系统与工业废气回收利用耦合制备纯碱，充分利用工业废水处理系统中的废水处理装置和煤化工项目的废气排放装置，可节省单独建设纯碱制备装置的投资，废水处理产生的浓盐水浓度和温度可满足制备纯碱需求，不必另外制备盐原料，将工业废水处理系统已有废水装置和、煤化工项目中的废气装置耦合，新建少部分装置即可实现废气、废水、废热高效低碳转化，为废水中盐资源、工业废气(氨气、二氧化碳)资源化找到新的解决方案，符合低碳生产与循环利用的发展趋势。
本发明提供一种反渗透浓盐水资源化系的方法，将反渗透浓盐水经过两级纳滤分盐后，纳滤浓水通过蒸发结晶和冷冻结晶，产出高品质硫酸钠结晶盐；纳滤产水经过反渗透浓缩后与硫酸钠冷冻结晶母液混合，通过树脂软化、吸氨、碳酸化反应、结晶干燥得到工业碳酸钠原料，整体工艺流程能耗低、工艺稳定、环保经济，废水中盐资源、废气资源化率高，充分利用煤化工项目产生的余热，具有广阔的应用前景；
本发明提供的反渗透浓盐水资源化系统及方法，将反渗透浓盐水、含氨废气、含二氧化碳废气和工业余热充分利用，变废为宝，降低企业工业废水处理成本的同时，可为企业带来可观收入，为反渗透浓盐水处理及资源化利用提供参考与依据具有重要意义；
本发明提供的反渗透浓盐水资源化系统及方法，可将制备产生的碳酸钠直接用于水处理需要使用纯碱的工艺过程中，包括高密池软化除硬除硅等工艺中，硫酸钠可用于工业项目，具有显著的经济、社会和生态意义。
附图说明
图1是本发明的反渗透浓盐水资源化系统示意图。
附图中：1-两级纳滤装置、2-反渗透装置、3-双效蒸发结晶装置、4-冷冻结晶装置、5-热熔罐、6-硫酸钠盐干燥装置；7-树脂装置，8-碳酸氢钠结晶装置；9-碳酸氢钠干燥装置；10-杂盐蒸发结晶装置；11-杂盐干燥装置；12-尿素装置；13-火炬装置；14反应装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，一种反渗透浓盐水资源化系统，具体包括工业废水处理项目中的反渗透系统、尿素装置12和火炬装置13、以及反应装置14、碳酸氢钠结晶装置8、杂盐蒸发结晶装置10和干燥装置；
其中反渗透系统包括两级纳滤装置1、反渗透装置2、硫酸钠双效蒸发结晶装置3、冷冻结晶装置4、热熔罐5和干燥装置6，其中两级纳滤装置1的产水出口与反渗透装置2的进口连通，所述两级纳滤装置1的浓水出口与硫酸钠双效蒸发结晶装置3的进口连通；
硫酸钠双效蒸发结晶装置3的母液出口与冷冻结晶装置4的进口连通，硫酸钠双效蒸发结晶装置3的出料口、冷冻结晶装置4的出料口均与热熔罐5进口连通；热熔罐5出料口与硫酸钠盐干燥装置6进口连通；
热熔罐5的上清液出口与硫酸钠双效蒸发结晶装置3的回流口连通；
冷冻结晶装置4的母液出口与反渗透装置2的浓水出口均与反应装置14的浓水口连接，尿素装置12和火炬装置13的出口均与反应装置14的进口连通，利用浓水吸收煤化工项目产生的含氨废气中的氨气和含二氧化碳废气中的二氧化碳；
优选的，冷冻结晶装置4与反渗透装置2的浓水出口与树脂装置7的进口连接，树脂装置7的出口与反应装置14的浓水进口连接，树脂装置7用于降低浓水硬度。
反应装置14的出水口与碳酸氢钠结晶装置8的进口连通，碳酸氢钠结晶装置8的出料口与碳酸氢钠干燥装置9的进口连通，得到干燥的碳酸钠。
碳酸氢钠结晶装置8的母液出口与杂盐蒸发结晶装置10的进口连通，杂盐蒸发结晶装置10的出口与杂盐干燥装置11的进口连通，得到杂盐。
优选的，杂盐蒸发结晶装置10的出口与反应装置14的进口连通，用于回收未反应的氨气和二氧化碳；
优选的，两级纳滤装置1采用的纳滤膜为常压或高压纳滤膜，纳滤回收率为50～90％，运行压力为1～5MPa，对硫酸钠截留率≥98％；
优选的，反渗透装置2的反渗透膜为常压或高压膜，反渗透装置回收率为50～90％，运行压力为1～5MPa；
优选的，硫酸钠双效蒸发结晶装置3的蒸发结晶温度为60～120℃，压力为-1～1Mpa；
优选的，冷冻结晶装置4的冷冻结晶温度为-10℃～10℃，压力为-1Mpa～1Mpa；
优选的，树脂装置7的树脂为耐盐的螯合离子交换树脂；软化后的混合浓盐水总硬度＜10mg/L，二氧化硅＜10mg/L，COD＜100mg/L；
优选的，含氨废气来自煤化工项目废气，包括合成放空气、氨罐弛放气和铜洗再生气等，含氨废气浓度氨气在3％～10％，温度为15～100℃，含氨废气通入时间为2～10h，使得饱和杂盐溶液氨气浓度达到3～8mol/L；
优选的，二氧化碳废气来自煤化工项目废气，包括合成放空气、氨罐弛放气和铜洗再生气等，含二氧化碳废气二氧化碳浓度为10～100％；
优选的，碳酸氢钠结晶装置8中，反应温度为15～100℃，反应时间2～10h，使得饱和杂盐溶液二氧化碳浓度达到100～1000mol/L，碳酸氢钠晶液含水率＜10％；
优选的，硫酸钠盐干燥装置6、碳酸氢钠干燥装置9和杂盐干燥装置11均为通用干燥器，包括盘式干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器等，工业余热温度为100～500℃，压力为0.1～1Mpa，所述碳酸钠纯度≥98％；
优选的，硫酸钠盐干燥装置6、碳酸氢钠干燥装置9和杂盐干燥装置11均利用工业余热进行干燥，具体包括工艺过程高温气和DMTO装置水洗水、净化水、蒸汽冷凝液等。
由此可见，本发明纳滤起到分盐的作用，经过纳滤分盐后的浓水送入硫酸钠蒸发结晶系统，再经过冷冻结晶系统提纯，结晶出硫酸钠结晶盐；纳滤产水经过反渗透浓缩后与冷冻结晶母液混合后，通入离子交换树脂除硬，除硬后的混合浓盐水与含氨废气充分接触后，形成含氨混合溶液，再与含二氧化碳废气充分接触反应，生成碳酸氢钠晶体，再利用工业余热加热碳酸氢钠晶体生成碳酸钠，反应生成的母液经过蒸发结晶结晶出杂盐，同时回收氨气和二氧化碳再循环利用。
一种反渗透浓盐水资源化的方法，包括以下步骤：
(1)将工业废水处理项目的反渗透浓盐水进行两级纳滤分盐得到纳滤浓水和产水；
(2)对纳滤浓水进行双效蒸发结晶，得到的母液进行冷冻结晶得到十水硫酸钠，将十水硫酸钠与双效蒸发结晶得到的料液混合进行蒸发浓缩干燥，得到硫酸钠盐。；
(3)对两级纳滤分盐后的产水进行反渗透浓缩，得到的产水回用，得到的浓水与冷冻结晶产生的母液混合，去除硬度，得到软化后的混合浓盐水；
(4)混合浓盐水利用煤化工项目产生的含氨废气中的氨气和含二氧化碳废气中的二氧化碳依次进行吸氨和碳酸化反应后，进行蒸发浓缩结晶，得到碳酸氢钠晶液，过滤得到母液，利用工业余热对碳酸氢钠晶液进行干燥，得到固体碳酸钠；
(5)母液进行蒸发结晶，干燥，得到杂盐。
本发明采用了纳滤分盐、双效蒸发结晶、冷冻结晶、降硬预处理、联碱工艺的耦合技术，对反渗透浓盐水、含氨废气、含二氧化碳废气进行资源化利用，同时充分对工业余热进行利用，变废为宝制备出高纯度工业原料硫酸钠和碳酸钠结晶盐，与现有工业废水零排放工艺对比，将废水处理、废气利用与废热利用耦合，降低了杂盐产生率和煤化工碳排放量，将现有工业废水蒸发结晶工艺与制备纯碱工艺有机结合，具有重要的经济和生态意义。
经本发明的方法处理后，将工业废水中的大部分盐、全部废氨气和废二氧化碳回收利用，降低了废水处理成本，减少对生态环境的污染影响。且将工业废水废气为原料转化为硫酸钠和碳酸钠，产生的硫酸钠和碳酸钠经济效益显著，减少煤化工项目二氧化碳排放，为碳减排提供新的思路和途径。
实施例1
将某工业废水处理项目反渗透浓盐水(部分水质情况见表1)，通过泵送入纳滤膜中，纳滤装置回收率为50％，纳滤产水送入反渗透系统中进行浓缩，反渗透系统回收率为50％，纳滤浓水送入硫酸钠双效蒸发结晶装置中，经过蒸发结晶和冷冻结晶出硫酸钠，蒸发结晶温度为120℃，压力为0.5Mpa，冷冻结晶温度为-10℃，压力为-1Mpa，产出硫酸钠结晶盐纯度为98.0％；反渗透浓水通过输送泵送入离子交换树脂罐中，通过离子交换去除混合浓盐水中的硬度，出水硬度为5mg/L，二氧化硅为5mg/L，COD为35mg/L，软化后的混合浓盐水通过泵送入反应罐中，将除尘后的浓度为3％，温度为100℃的含氨废气通入反应罐中与软化后的混合浓水反应，反应时间为10h，得到含氨饱和混合溶液；将含氨混合溶液送入反应罐中，将除尘后的浓度为80％，温度为100℃的二氧化碳废气通入反应罐中与含氨混合溶液反应，反应温度为35℃，反应时间为2h，将反应后的溶液通入结晶器中得到碳酸氢钠晶液，将碳酸氢钠晶液送入流化床干燥器中，通入温度为250℃压力为1MPa的工业余热，干燥碳酸氢钠得到碳酸钠，得到的碳酸钠纯度为98.1％。纯度达到GB 210.1-2004规定的Ⅱ类合格品要求。
将碳酸氢钠结晶母液通入杂盐蒸发结晶器中，在温度为120℃压力为1MPa的条件下，加热蒸发结晶出杂盐，同时回收氨气和二氧化碳，杂盐率为5％。
表1反渗透浓盐水水质表
Figure BDA0003365326160000091
Figure BDA0003365326160000101
实施例2：
将某工业废水处理项目反渗透浓盐水，通过泵送入纳滤膜中，纳滤装置回收率为90％，纳滤产水送入反渗透系统中进行浓缩，反渗透系统回收率为90％，纳滤浓水送入硫酸钠双效蒸发结晶装置中，经过蒸发结晶和冷冻结晶出硫酸钠，蒸发结晶温度为120℃，压力为0.5Mpa，冷冻结晶温度为10℃，压力为1Mpa，产出硫酸钠结晶盐纯度为98.5％；反渗透浓水通过输送泵送入离子交换树脂罐中，通过离子交换去除混合浓盐水中的硬度，出水硬度为3mg/L，二氧化硅为6mg/L，COD为30mg/L，软化后的混合浓盐水通过泵送入反应罐中，将除尘后的浓度为10％，温度为70℃的含氨废气通入反应罐中与软化后的混合浓水反应，反应时间为5h，得到含氨饱和混合溶液；将含氨混合溶液送入反应罐中，将除尘后的浓度为30％，温度为60℃的二氧化碳废气通入反应罐中与含氨混合溶液反应，反应温度为45℃，反应时间为8h，将反应后的溶液通入结晶器中得到碳酸氢钠晶液，将碳酸氢钠晶液送入流化床干燥器中，通入温度为350℃压力为0.6MPa的工业余热，干燥碳酸氢钠得到碳酸钠，得到的碳酸钠纯度为98.3％。纯度达到GB 210.1-2004规定的Ⅱ类合格品要求。
将碳酸氢钠结晶母液通入杂盐蒸发结晶器中，在温度为100℃压力为0.5MPa的条件下，加热蒸发结晶出杂盐，同时回收氨气和二氧化碳，杂盐率为10％。
实施例3：
将某工业废水处理项目反渗透浓盐水，通过泵送入纳滤膜中，纳滤装置回收率为75％，纳滤产水送入反渗透系统中进行浓缩，反渗透系统回收率为80％，纳滤浓水送入硫酸钠双效蒸发结晶装置中，经过蒸发结晶和冷冻结晶出硫酸钠，蒸发结晶温度为100℃，压力为0.3Mpa，冷冻结晶温度为0℃，压力为0.5Mpa，产出硫酸钠结晶盐纯度为98.7％；反渗透浓水通过输送泵送入离子交换树脂罐中，通过离子交换去除混合浓盐水中的硬度，出水硬度为1mg/L，二氧化硅为3mg/L，COD为50mg/L，软化后的混合浓盐水通过泵送入反应罐中，将除尘后的浓度为5％，温度为55℃的含氨废气通入反应罐中与软化后的混合浓水反应，反应时间为6h，得到含氨饱和混合溶液；将含氨混合溶液送入反应罐中，将除尘后的浓度为40％，温度为50℃的二氧化碳废气通入反应罐中与含氨混合溶液反应，反应温度为40℃，反应时间为6h，将反应后的溶液通入结晶器中得到碳酸氢钠晶液，将碳酸氢钠晶液送入流化床干燥器中，通入温度为150℃压力为0.2MPa的工业余热，干燥碳酸氢钠得到碳酸钠，得到的碳酸钠纯度为98.5％。纯度达到GB 210.1-2004规定的Ⅱ类合格品要求。
将碳酸氢钠结晶母液通入杂盐蒸发结晶器中，在温度为90℃压力为-0.5MPa的条件下，加热蒸发结晶出杂盐，同时回收氨气和二氧化碳，杂盐率为15％。
由此可见，采用本发明的方法，工艺流程简单，工业废水中盐资源、废氨气、废二氧化碳得到最大资源化利用，节约了大量能耗，减少了成本。
本发明的方法处理反渗透浓盐水流程简单。经本发明的方法处理后，对杂盐、含氨废气、含二氧化碳废气进行资源化利用，同时充分对工业余热进行利用，变废为宝制备出工业原料碳酸钠和铵盐，与现有工业废水零排放工艺对比，降低了杂盐产生率，将现有工业废水蒸发结晶工艺与制备纯碱工艺有机结合，具有重要的经济和生态意义。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，包括工业废水处理系统中的反渗透系统和煤化工项目的尿素装置(12)、火炬装置(13)，所述反渗透系统的进口与反渗透浓盐水输出管道连通，所述反渗透系统的浓水出口与反应装置(14)的浓盐水进口连接，尿素装置(12)的含氨废气出口与反应装置(14)的进口连通，火炬装置(13)的含CO2废气出口与反应装置(14)的进口连接，所述反应装置(14)的浓水出口与碳酸氢钠结晶装置(8)的进水口连通，碳酸氢钠结晶装置(8)的母液出口与杂盐蒸发结晶装置(10)的进口连通，所述反渗透系统的出料口、碳酸氢钠结晶装置(8)的出料口和杂盐蒸发结晶装置(10)的出料口均连接有干燥装置用于干燥得到硫酸钠盐、碳酸钠和杂盐。
2.根据权利要求1中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，所述反渗透系统包括两级纳滤装置(1)、反渗透装置(2)、硫酸钠双效蒸发结晶装置(3)、冷冻结晶装置(4)和热熔罐(5)，其中所述两级纳滤装置(1)的进口与反渗透浓盐水输出管道连通，两级纳滤装置(1)的产水出口与反渗透装置(2)的进口连通，所述两级纳滤装置(1)的浓水出口与硫酸钠双效蒸发结晶装置(3)的进口连通；硫酸钠双效蒸发结晶装置(3)的母液出口与冷冻结晶装置(4)的进口连通，硫酸钠双效蒸发结晶装置(3)的出料口、冷冻结晶装置(4)的出料口均与热熔罐(5)进口连通；热熔罐(5)出料口与干燥装置进口连通，所述冷冻结晶装置(4)的母液出口与反渗透装置(2)的浓水出口均与反应装置(14)的浓水进口连接。
3.根据权利要求2中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，所述两级纳滤装置(1)采用的纳滤膜为常压或高压纳滤膜，对硫酸钠截留率≥98％；所述反渗透装置(2)的反渗透膜为常压或高压膜，所述反渗透装置(2)的回收率为50％～90％，运行压力为1MPa～5MPa。
4.根据权利要求2中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，所述热熔罐(5)的上清液出口与硫酸钠双效蒸发结晶装置(3)的回流口连通。
5.根据权利要求1中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，冷冻结晶装置(4)与反渗透装置(2)的浓水出口与树脂装置(7)的进口连接，树脂装置(7)的出口与反应装置(14)的浓盐水进口连接，所述树脂装置(7)的树脂为耐盐的螯合离子交换树脂。
6.根据权利要求1中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，杂盐蒸发结晶装置(10)的出水口与反应装置(14)的进口连通。
7.根据权利要求1中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，所述干燥装置以工业余热为热源，所述干燥装置为通用干燥器，包括盘式干燥器、流化床干燥器或喷雾干燥器，所述工业余热包括工艺过程高温气和DMTO装置水洗水、净化水或蒸汽冷凝液。
8.根据权利要求1中所述的一种反渗透浓盐水资源化系统，其特征在于，所述尿素装置(12)含氨废气中的氨气浓度为3％～10％，温度为15℃～100℃；所述火炬装置(13)二氧化碳废气中的二氧化碳浓度为10％～100％。
9.一种反渗透浓盐水资源化方法，其特征在于，用于权利要求1-8中任一项所述的反渗透浓盐水资源化系统，具体步骤为：
S1将工业废水处理系统的反渗透浓盐水进行两级纳滤分盐得到纳滤浓水和产水；
S2对纳滤浓水进行双效蒸发结晶，得到的母液进行冷冻结晶得到十水硫酸钠，将十水硫酸钠与双效蒸发结晶得到的料液混合进行蒸发浓缩干燥，得到硫酸钠盐；
S3对两级纳滤分盐后的产水进行反渗透浓缩，得到的产水回用，得到的浓水与冷冻结晶产生的母液混合，去除硬度，得到软化后的混合浓盐水；
S4混合浓盐水利用煤化工项目产生的含氨废气中的氨气和含二氧化碳废气中的二氧化碳依次进行吸氨和碳酸化反应后，进行蒸发浓缩结晶，得到碳酸氢钠晶液，过滤得到母液，利用工业余热对碳酸氢钠晶液进行干燥，得到固体碳酸钠；
S5母液进行蒸发结晶，干燥，得到杂盐。
10.根据权利要求9所述的一种反渗透浓盐水资源化方法，其特征在于，步骤S2中，所述双效蒸发结晶的温度为60℃～120℃，压力为-1Mpa～1Mpa；所述冷冻结晶的温度为-10℃～10℃，压力为-1Mpa～1Mpa；
步骤S4中，所述蒸发浓缩结晶的温度为15℃～100℃，反应时间2h～10h，使得饱和杂盐溶液二氧化碳浓度达到100mol/L～1000mol/L，得到的碳酸氢钠晶液含水率＜10％；工业余热温度为100℃～500℃，压力为0.1Mpa～1Mpa，所述碳酸钠纯度≥98％。
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