CN115028178A - 一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺,其包括预处理模块、蒸发结晶模块以及冷却结晶模块,预处理模块用以过滤废水中的杂质得到溴化钠和碳酸钠混合溶液,蒸发结晶模块用以将溴化钠‑碳酸钠‑水三元混合体系加热至蒸发温度并持续蒸发浓缩,析出碳酸钠结晶,并得到含溴化钠和碳酸钠的母液,冷却结晶模块用以将含溴化钠和碳酸钠的母液冷却至冷却温度并析出溴化钠晶体。从而通过预处理模块得到碳酸钠和溴化钠的混合溶液,再通过蒸发结晶模块和冷却结晶模块分别生产出高浓度的溴化固体盐产品和钠碳酸钠固体盐产品。
Description
技术领域
本发明涉及化工废水回收技术领域,尤其涉及一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺。
背景技术
PTA(对苯二甲酸)目前主流工艺采用对二甲苯空气氧化法生产,在生产过程中会产生大量尾气,尾气中含有机物、CO、溴化物等污染物,通过PTA氧化尾气处理技术,使得部分气体可排放至大气,但该工艺产生的氧化尾气洗涤塔的排出液是PTA化工装置生产过程中废水的主要来源,同时该排出液中也含有极具回收价值的溴化钠,溴化钠在感光工业、生产药物中间体、合成染料作溴化剂具有重要的作用。
在公开号为CN113461199A的专利中,公开了一种PTA氧化尾气洗涤塔排出液中碳酸钠与溴化钠的分离方法,其包括以下步骤:洗涤塔排出液在脱碳酸氢钠塔内,通过蒸汽加热或者添加氢氧化钠的方式调整洗涤塔排出液的PH值为11.0-12.0,得到脱碳后的洗涤塔排出液;将脱碳后的洗涤塔排出液输送至超滤装置去除悬浮颗粒物,得到超滤产水和超滤浓水,超滤浓水外排;超滤产水输送至两级纳滤装置以及两级RO反渗透装置,其中,Ⅰ级纳滤浓水为含碳酸钠溶液,Ⅰ级RO反渗透浓水即为富含溴化钠的溶液。该方法仅可以得到溴化钠溶液和碳酸钠溶液,不能得到固体产品,无法在市场流通,而且该技术用纳滤膜截留碳酸根离子,导致物料未经过浓缩,处理率低,设计成本高,无法产生经济效益,同时该技术调节pH至11-12后进入膜系统,膜系统无法耐受如此高的pH,因而该方法仅限于理论假象,无法实施,由此可见,目前PTA废水中的溴化钠和碳酸钠回收方法较难实现对溴化钠和碳酸钠的有效回收和利用。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺,其通过预处理模块得到碳酸钠和溴化钠的混合溶液,再通过蒸发结晶模块和冷却结晶模块分别生产出高浓度的溴化固体盐产品和钠碳酸钠固体盐产品。
本发明的另一目的在于提供一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺,其通过交替式冷却结晶模块对蒸发结晶模块输出的高含溴母液进行冷却结晶,通过溴化钠-碳酸钠-水相图三元体系相图可推算并分离出二水溴化钠,实现PTA工业废水中的二水溴化钠固体盐分离技术。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:
根据本申请的第一个方面,一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统包括预处理模块、蒸发结晶模块以及冷却结晶模块,所述预处理模块用以过滤废水中的杂质得到溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述蒸发结晶模块用以将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系加热至蒸发温度并持续蒸发浓缩,析出碳酸钠结晶,并得到含溴化钠和碳酸钠的母液,所述冷却结晶模块用以将含溴化钠和碳酸钠的母液冷却至冷却温度并析出溴化钠晶体。
进一步地,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括预调节模块,所述预调节模块用以调节溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值和预热温度,所述预调节模块包括蒸发进水箱、闪蒸罐、预热器以及降膜蒸发器,所述溴化钠和碳酸钠混合溶液在所述蒸发进水箱中调节pH值至11~12,所述闪蒸罐用于将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器提供热源,液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述降膜蒸发器用以蒸发浓缩所述预热的溴化钠和碳酸钠混合溶液,得到所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液。
进一步地,所述蒸发结晶模块对所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液进行负压蒸发,使混合体系符合在蒸发温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,分离出一水碳酸钠结晶固相,剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液,所述冷却结晶模块对所述母液进行冷却结晶,使混合体系符合在冷却温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内,分离出二水溴化钠结晶固相。
进一步地,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括第一离心机和第二离心机,所述第一离心机用于对通过蒸发分离出的碳酸钠晶浆进行离心,收集碳酸钠干盐,所述第二离心机用于对通过冷却分离出的溴化钠晶浆进行离心,收集溴化钠干盐。
根据本申请的第二个方面,一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其包括步骤:
S100将废水经预处理模块过滤处理,得到溴化钠和碳酸钠混合溶液;
S200通过蒸发结晶模块将组成的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,在所述蒸发温度下,持续蒸发浓缩,直至分离出所述一水碳酸钠晶体,剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液;
S300通过冷却结晶模块将母液进行冷却结晶,使溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内,分离出二水溴化钠结晶固相。
进一步地,所述步骤S200具体包括步骤:
S210将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度70℃~90℃时,使得经过预处理的混合溶液处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,并在70℃~90℃持续蒸发浓缩,直至析出一水碳酸钠晶体;
S220此时混合体系平衡位置处于一水碳酸钠三角区域内,随着新物料不断进入所述蒸发结晶模块中,将持续的析出一水碳酸钠晶体,并由第一离心机分离出一水碳酸钠干盐;
S230在一水碳酸钠晶体连续析出的过程中平衡点位置将持续向第一共饱点靠近,溴化钠的浓度持续富集,使得剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液,其中,第一共饱点为70℃~90℃下碳酸钠和溴化钠的共饱点。
进一步地,所述步骤S300具体包括步骤:
S310将母液转移至冷却结晶模块中,使得母液中的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度20℃~40℃时,得以处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二元溴化钠结晶区内;
S320随着第二共饱点的偏移,所述第一共饱点位于二水溴化钠的三角区域内,冷却析出二水溴化钠晶体;
S330通过第二离心机分离出二水溴化钠干盐。
进一步地,所述步骤S200中的蒸发温度为78~82℃,蒸发压力为-70kpa~-80kpa,所述步骤S300中的冷却温度为28℃~32℃。
进一步地,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺进一步包括步骤S400:调节预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值至11~12,再将物料通过预热器预热至55℃~65℃,经过预热后的物料先进入降膜蒸发器提浓2~3倍,得到浓缩的溴化钠和碳酸钠溶液,使得出料浓度适于步骤S200中的蒸发结晶,其中,通过闪蒸罐将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器提供热源,液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为50℃~60℃。
进一步的,所述步骤S200中的蒸发温度为80℃,蒸发压力为-75kpa,所述步骤S300中的冷却温度为30℃,所述预热器将预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液温度提高到60℃,所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为55℃,蒸发压力为-85kpa。
附图说明
图1为本申请的一实施例的含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统的示意图。
图2为本申请的一实施例的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺的示意图。
图3为本申请的一实施例的溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图。
图中:10、预处理模块;20、预调节模块;21、蒸发进水箱;22、闪蒸罐;23、预热器;24、降膜蒸发器;30、蒸发结晶模块;41、第一离心机;42、第二离心机;50、冷却结晶模块。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、工艺、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、工艺、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
为了清楚起见,术语“基本上”或“大体上”在本文中被用来暗示本领域技术人员已知的可接受范围内在数值的变化的可能性。根据一个示例,,在本文使用的术语“基本上”或“大体上”应该被解释为暗示在任何指定值之上或之下高达10%的可能变化。根据另一个示例,在本文使用的术语“基本上”或“大体上”应该被解释为暗示在任何指定值之上或之下高达5%的可能变化。根据另一示例,本文中使用的术语“基本上”或“大体上”应该解释为暗示在任何指定值之上或之下高达2 .5%的可能变化。例如,短语“基本上垂直”应解释为包括恰好是90°的可能变化。
根据本申请的第一个方面,如图1和图2所示,一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统包括预处理模块10、蒸发结晶模块30以及冷却结晶模块50,所述预处理模块10用以过滤废水中的杂质得到溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述蒸发结晶模块30用以将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系加热至蒸发温度并持续蒸发浓缩,析出碳酸钠结晶,并得到含溴化钠和碳酸钠的母液,所述冷却结晶模块50用以将含溴化钠和碳酸钠的母液冷却至冷却温度并析出溴化钠晶体。从而其通过预处理模块10得到碳酸钠和溴化钠的混合溶液,再通过蒸发结晶模块30和冷却结晶模块50分别生产出高浓度的溴化固体盐产品和钠碳酸钠固体盐产品。
其中,所述预处理模块10的过滤方式包括但不限于活性炭吸附、树脂吸附、微滤、超滤、纳滤膜,获得只有含溴化钠和碳酸氢钠的废水,再经过反渗透膜进入下一蒸发环节。如可以通过多介质过滤、压滤、微滤、超滤等技术去除PTA氧化尾气处理废水中的无机悬浮物,其中,微滤/超滤包括但不限于平板式、管式、卷式、有机膜、无机膜的形式。
在一些实施例中,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括预调节模块20,所述预调节模块20用以调节溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值和预热温度,所述预调节模块20包括蒸发进水箱21、闪蒸罐22、预热器23以及降膜蒸发器24,所述溴化钠和碳酸钠混合溶液在所述蒸发进水箱21中调节pH值至11~12,所述闪蒸罐22用于将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器24提供热源,液相为所述预热器23预热溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述降膜蒸发器24用以蒸发浓缩所述预热的溴化钠和碳酸钠混合溶液,得到所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液。
其中,经预处理的溴化钠和碳酸钠混合溶液在所述蒸发进水箱21中通过氢氧化钠调节pH值至11~12,用以排出脱除碳酸氢钠后产生的二氧化碳。其中,园区中的热水输配至闪蒸罐22,热水温度大约为80℃左右,所述闪蒸罐22用于将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器24提供热源,液相为所述预热器23预热物料,如通过所述预热器23得以将物料温度从35℃提高到60℃;其中,所述降膜蒸发器24用于将物料浓度通过常压蒸发或负压蒸发的方式提浓2~3倍。从而通过增设热水闪蒸罐22,将PTA主装置产生的80℃热水闪蒸成低压蒸汽用于降膜蒸发器24的热源,为整体工艺二次回收了大量能源。
其中,所述降膜蒸发器24产生的二次冷凝水还可返回所述预处理模块10端循环使用,节约能源,降低生产成本。
在一些实施例中,所述蒸发结晶模块30对所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液进行负压蒸发,使混合体系符合在蒸发温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,分离出一水碳酸钠结晶固相,剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液,所述冷却结晶模块50对所述母液进行冷却结晶,使混合体系符合在冷却温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内,分离出二水溴化钠结晶固相。从而通过交替式冷却结晶模块50对蒸发结晶模块30输出的高含溴母液进行冷却结晶,通过溴化钠-碳酸钠-水相图三元体系相图可推算并分离出二水溴化钠,实现PTA工业废水中的二水溴化钠固体盐分离技术,不需要增加额外的化学物料进行反应获得,降低成本。
在一些实施例中,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括第一离心机41和第二离心机42,所述第一离心机41用于对通过蒸发分离出的碳酸钠晶浆进行离心,收集碳酸钠干盐,所述第二离心机42用于对通过冷却分离出的溴化钠晶浆进行离心,收集溴化钠干盐。从而可连续稳定产出结晶盐溴化钠纯度≥99%(干基计),碳酸钠纯度≥98%(干基计),回收的溴化钠固体成品和碳酸钠固定成品,便于直接在市场流通。
其中,所述第一离心机41和所述第二离心机42可选用卧式螺旋筛网离心机。
在一些实施例中,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括稠厚器,通过所述蒸发结晶模块30结晶的一水碳酸钠可以输送至稠厚器进一步稠厚,最后输送至所述第一离心机41中,使得一水碳酸钠干盐出第一离心机41后含水率控制在0.2%以内,可不用干燥,直接送入包装系统。同时,也可以通过泵送料进入离心机,替代所述稠厚器。
根据本申请的第二个方面,一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其包括步骤:
S100将废水经预处理模块10过滤处理,得到溴化钠和碳酸钠混合溶液;
S200通过蒸发结晶模块30将组成的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,在所述蒸发温度下,持续蒸发浓缩,直至分离出所述一水碳酸钠晶体,剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液;
S300通过冷却结晶模块50将母液进行冷却结晶,使溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内,分离出二水溴化钠结晶固相。
在一些实施例中,所述步骤S200具体包括步骤:
S210将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度70℃~90℃时,使得经过预处理的混合溶液处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,并在70℃~90℃持续蒸发浓缩,直至析出一水碳酸钠晶体;
S220此时混合体系平衡位置处于一水碳酸钠三角区域内,随着新物料不断进入所述蒸发结晶模块30中,将持续的析出一水碳酸钠晶体,并由第一离心机41分离出一水碳酸钠干盐;
S230在一水碳酸钠晶体连续析出的过程中平衡点位置将持续向第一共饱点靠近,溴化钠的浓度持续富集,使得剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液,其中,第一共饱点为70℃~90℃下碳酸钠和溴化钠的共饱点。
其中,所述蒸发温度可以为70℃、72℃、75℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、85℃、88℃、90℃。
在一些实施例中,所述步骤S300具体包括步骤:
S310将母液转移至冷却结晶模块50中,使得母液中的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度20℃~40℃时,得以处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二元溴化钠结晶区内;
S320随着第二共饱点的偏移,所述第一共饱点位于二水溴化钠的三角区域内,冷却析出二水溴化钠晶体;
S330通过第二离心机42分离出二水溴化钠干盐。
从而,通过使用相图的物理分盐的方法,相比使用溴酸的化学方法成本更低,安全可靠性更强。
其中,所述冷却温度可以为20℃、22℃、25℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、35℃、38℃、40℃。
在一些实施例中,所述步骤S200中的蒸发温度为78~82℃,蒸发压力为-70kpa~-80kpa,所述步骤S300中的冷却温度为28℃~32℃。
其中,所述蒸发压力可以为-70kpa、-71kpa、-72kpa、-73kpa、-74kpa、-75kpa、-76kpa、-77kpa、-78kpa、-79kpa、-80kpa。
在一些实施例中,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺进一步包括步骤S400:调节预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值至11~12,再将物料通过预热器23预热至55℃~65℃,经过预热后的物料先进入降膜蒸发器24提浓2~3倍,得到浓缩的溴化钠和碳酸钠溶液,使得出料浓度适于步骤S200中的蒸发结晶,其中,通过闪蒸罐22将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器24提供热源,液相为所述预热器23预热溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述降膜蒸发器24的平均蒸发温度为50℃~60℃。
在一些实施例中,经过所述降膜蒸发器24提浓后的物料,设置在线密度检测,严格把控出料浓度并加以调节,确保系统稳定运行。
在一些实施例中,所述步骤S200中的蒸发温度为80℃,蒸发压力为-75kpa,所述步骤S300中的冷却温度为30℃,所述预热器23将预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液温度提高到60℃,所述降膜蒸发器24的平均蒸发温度为55℃,蒸发压力为-85kpa。
实施例1
图3所示的是80℃和30℃的溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图,一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其步骤包括:
(1)PTA废水经所述预处理模块10过滤处理,所述溴化钠和所述碳酸钠混合溶液在蒸发进水箱21中通过NaOH调节pH至11.5后进入到预热器23中;
(2)通过所述预热器23预热,温度从35℃提高到60℃,经过所述预热器23预热后的物料先进入所述降膜蒸发器24进行提浓2~3倍,所述降膜蒸发器24的平均蒸发温度为55℃,蒸发压力为-85kpa,其中,通过增设热水闪蒸罐22,将PTA主装置产生的80℃热水闪蒸成低压蒸汽用于降膜蒸发器24的热源,液相为所述预热器23预热物料,为整体工艺二次回收了大量能源;
(3)经过所述降膜蒸发系统提浓后的物料,设置在线密度检测,严格把控出料浓度并加以调节,确保系统稳定运行,通过取样分析可以得到,预处理工段提供给所述蒸发结晶模块30后调节pH的水质成分为:溴化钠2.284%、碳酸钠1.064、水96.652%;
(4)合格的物料经过过料泵送入所述蒸发结晶模块30中(强制循环蒸发器),蒸发温度为80℃,蒸发压力-75kpa,物料在强制循环蒸发系统,不断提浓,结晶,其中,可以在“80℃溴化钠-碳酸钠-水相图”中找到蒸发起始点A,蒸发终点C,由0点至A点连线,延长至80℃溴化钠与碳酸钠的共同结晶区域,连线表示预处理水在所述降膜蒸发器24与所述蒸发结晶模块30中,以80℃持续蒸发浓缩,直至达到B点析出一水碳酸钠晶体,此时混合体系中碳酸钠含量11.35%,溴化钠含量25.39%;
(5)此时混合体系平衡位置将处在BCD三角区域内,并且随着新物料的不断进入,将连续的析出一水碳酸钠晶体,在一水碳酸钠连续析出的这一过程中平衡点位置将持续向D点靠近,溴化钠的浓度也将持续富集;
(6)当一水碳酸钠达到一定晶浆浓度后,通过出料泵,送去稠厚器进一步稠厚,送入第一离心机41,一水碳酸钠干盐出离心机含水率可控制在0.2%以内,可不用干燥,直接送入包装系统;
(7)在连续的分离出一水碳酸钠后,混合体系平衡将会达到D点,也称为80℃下碳酸钠与溴化钠的共饱点,此时碳酸钠含量1.05%,溴化钠含量52.67%;
(8)剩余的母液在母液罐中收集,转移至冷却结晶模块50(冷却晶浆罐)冷却至30℃,可以参照“30℃溴化钠-碳酸钠-水相图”,30℃共饱点偏移至E点,而D点位于二水溴化钠的三角区域内,该区域只析出二水溴化钠晶体,由二水溴化钠点与D点连线延长,交溴化钠结晶区域于F点,F点即代表析出二水溴化钠后,饱和溶液的组成:溴化钠47.56%、碳酸钠1.3%;
(9)结晶后析出二水溴化钠,第二离心机42固液分离得到纯二水溴化钠晶体,二水溴化钠干盐出离心机含水率可控制在0.2%以内,可不用干燥,直接送入包装系统;
(10)第二离心机42产生的剩余母液在母液罐中收集,通过母液泵打回所述蒸发结晶模块30中,如此往复形成溴化钠与碳酸钠的连续稳定分盐。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统,其特征在于,包括预处理模块、蒸发结晶模块以及冷却结晶模块,所述预处理模块用以过滤废水中的杂质得到溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述蒸发结晶模块用以将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系加热至蒸发温度并持续蒸发浓缩,析出碳酸钠结晶,并得到含溴化钠和碳酸钠的母液,所述冷却结晶模块用以将含溴化钠和碳酸钠的母液冷却至冷却温度并析出溴化钠晶体。
2.根据权利要求1所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统,其特征在于,所述蒸发结晶模块对所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液进行负压蒸发,使混合体系符合在蒸发温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,分离出一水碳酸钠结晶固相,剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液,所述冷却结晶模块对所述母液进行冷却结晶,使混合体系符合在冷却温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内,分离出二水溴化钠结晶固相。
3.根据权利要求2所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统,其特征在于,其进一步包括预调节模块,所述预调节模块用以调节溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值和预热温度,所述预调节模块包括蒸发进水箱、闪蒸罐、预热器以及降膜蒸发器,所述溴化钠和碳酸钠混合溶液在所述蒸发进水箱中调节pH值至11~12,所述闪蒸罐用于将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器提供热源,液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述降膜蒸发器用以蒸发浓缩所述预热的溴化钠和碳酸钠混合溶液,得到所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液。
4.根据权利要求1~3中任一所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统,其特征在于,所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括第一离心机和第二离心机,所述第一离心机用于对通过蒸发分离出的碳酸钠晶浆进行离心,收集碳酸钠干盐,所述第二离心机用于对通过冷却分离出的溴化钠晶浆进行离心,收集溴化钠干盐。
5.一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其特征在于,其包括步骤:
S100将废水经预处理模块过滤处理,得到溴化钠和碳酸钠混合溶液;
S200通过蒸发结晶模块将组成的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,在所述蒸发温度下,持续蒸发浓缩,直至分离出所述一水碳酸钠晶体,剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液;
S300通过冷却结晶模块将母液进行冷却结晶,使溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度时,处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内,分离出二水溴化钠结晶固相。
6.根据权利要求5所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其特征在于,所述步骤S200具体包括步骤:
S210将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度70℃~90℃时,使得经过预处理的混合溶液处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内,并在70℃~90℃持续蒸发浓缩,直至析出一水碳酸钠晶体;
S220此时混合体系平衡位置处于一水碳酸钠三角区域内,随着新物料不断进入所述蒸发结晶模块中,将持续的析出一水碳酸钠晶体,并由第一离心机分离出一水碳酸钠干盐;
S230在一水碳酸钠晶体连续析出的过程中平衡点位置将持续向第一共饱点靠近,溴化钠的浓度持续富集,使得剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液,其中,第一共饱点为70℃~90℃下碳酸钠和溴化钠的共饱点。
7.根据权利要求6所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其特征在于,所述步骤S300具体包括步骤:
S310将母液转移至冷却结晶模块中,使得母液中的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度20℃~40℃时,得以处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二元溴化钠结晶区内;
S320随着第二共饱点的偏移,所述第一共饱点位于二水溴化钠的三角区域内,冷却析出二水溴化钠晶体;
S330通过第二离心机分离出二水溴化钠干盐。
8.根据权利要求7所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其特征在于,所述步骤S200中的蒸发温度为78~82℃,蒸发压力为-70kpa~-80kpa,所述步骤S300中的冷却温度为28℃~32℃。
9.根据权利要求5~8中任一所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其特征在于,进一步包括步骤S400:调节预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值至11~12,再将物料通过预热器预热至55℃~65℃,经过预热后的物料先进入降膜蒸发器提浓2~3倍,得到浓缩的溴化钠和碳酸钠溶液,使得出料浓度适于步骤S200中的蒸发结晶,其中,通过闪蒸罐将高温热水闪蒸成低压蒸汽,气相为所述降膜蒸发器提供热源,液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液,所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为50℃~60℃。
10.根据权利要求9所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺,其特征在于,所述步骤S200中的蒸发温度为80℃,蒸发压力为-75kpa,所述步骤S300中的冷却温度为30℃,所述预热器将预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液温度提高到60℃,所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为55℃,蒸发压力为-85kpa。
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