CN206089305U - 一种聚乙烯醇生产废液的回收处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种聚乙烯醇生产废液的回收处理装置,包括pH调节槽(1)、絮凝沉降槽(2)、过滤器(3)、膜浓缩器(4)、压滤机(5)、预热器(6)、蒸发浓缩器(7)、冷却结晶槽(8)、离心机(9)、冷凝器(10)、污水暂存池(11)、滤饼暂存池(12)、醋酸钠储槽(13)。本实用新型的装置处理聚乙烯醇生产残液,处理效率高,过程易于控制,运行成本低,在聚乙烯醇生产领域具有很好的应用前景。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种化工生产废水的处理装置,具体地说是一种聚乙烯醇生产废液的回收处理装置,属于工业废水治理领域。
二、背景技术
聚乙烯醇(PVA)生产过程中产生大量废液,每吨PVA约产生8.5吨废液。废液的主要成分为醋酸甲酯、甲醇、水、醋酸钠、乙醛等。其中醋酸甲酯约占18%,甲醇占74%,水占5%,醋酸钠占2%左右。为降低消耗及运行成本,通常情况下对废液中的醋酸甲酯、甲醇、醋酸钠进行回收再利用。废液中醋酸甲酯、甲醇主要通过精馏塔进行回收处理。经过一系列分离后,最终得到含醋酸钠的残液。
聚乙烯醇生产残液含有大量的有机高分子化合物和醋酸钠,化学需氧量(CODcr)一般在20000~100000mg/L。国内部分聚乙烯醇生产企业直接将残液排至污水处理厂,污水处理厂长期处于高负荷运行状态;由于残液含大量醋酸钠,对微生物有毒害作用,导致污水处理系统运行状况差,CODcr去除率低,运行成本居高不下。另外残液中的醋酸钠没有回收利用,也造成资源的严重浪费。
目前国内部分聚乙烯醇生产企业已实施醋酸钠回收项目,回收工艺主要是将残液中的醋酸钠用浓硫酸分解,生成醋酸和硫酸钠。醋酸分离出来用于醋酸乙烯的合成,硫酸钠回收后用于维尼纶的生产。该工艺在实际生产中存在诸多缺点。醋酸钠分解反应为放热反应,是不可逆的离子反应,速度很快,并能进行到底,对反应终点控制精准度要求极高。硫酸过量,对设备、管道腐蚀严重;醋酸钠过量,回收率降低。现有工艺醋酸钠回收率基本低于70%。工艺稳定性差,控制难度大。在醋酸的分离过程中,由于醋酸与水的沸点接近,相对挥发度较小,属于高度非理想物系,分离难度大,分离过程需要消耗大量的蒸汽,且分离出来的醋酸纯度低,不能直接用于醋酸乙烯的合成,需要进一步进行精制,运行成本高。另外分解反应使用的硫酸浓度为98%,具有强腐蚀性,加料时反应剧烈,放出大量的热,存在很大的安全隐患。
三、实用新型内容
本实用新型旨在提供一种聚乙烯醇生产废液的回收处理装置,该装置不仅CODcr去除率高,醋酸钠回收率高、纯度高,而且提高了聚乙烯醇残液回收工艺的可操作性,大大降低了处理成本。
本实用新型聚乙烯醇生产废液的回收处理装置,包括pH调节槽1、絮凝沉降槽2、过滤器3、膜浓缩器4、压滤机5、预热器6、蒸发浓缩器7、冷却结晶槽8、离心机9、冷凝器10、污水暂存池11、滤饼暂存池12、醋酸钠储槽13。
pH调节槽1用于调节聚乙烯醇生产废液的pH值;
絮凝沉降槽2用于对调节pH值后的废液絮凝沉降;
过滤器3用于对絮凝沉降后的上清液过滤;
压滤机5用于对絮凝沉降槽2及过滤器3中的固形物压滤,得到的滤饼送入滤饼暂存池12,作为锅炉燃料;
膜浓缩器4用于对过滤器3过滤后的滤液进行膜浓缩,浓缩至密度为1.1~1.3g/cm3,获得一次浓缩液和渗透液;
蒸发浓缩器7用于对经预热器6预热后的一次浓缩液进行蒸发浓缩,获得二次浓缩液和浓缩蒸汽;
冷却结晶槽8用于对二次浓缩液进行冷却结晶,将冷却结晶槽8中的结晶物送入离心机9,除去晶体中残留的吸附水,得到成品醋酸钠,送入醋酸钠储槽13。
冷凝器10用于对浓缩蒸汽冷凝,获得的冷凝液与一次浓缩中的渗透液混合,送至污水暂存池11。
膜浓缩器4在膜浓缩过程中的压力控制在1~20MPa。
预热器6的预热温度设置为50~90℃。
蒸发浓缩器7在蒸发浓缩过程中的温度设置为60~100℃,真空度控制在10~80KPa,一级浓缩液在蒸发浓缩器7中的停留时间为10~100min。
冷却结晶槽8在冷却结晶过程中的温度设置为5~30℃,时间为2~24h。
本实用新型聚乙烯醇生产废液的回收处理装置的运行过程如下:
将聚乙烯醇生产废液送入pH调节槽1中,加入调节剂调节废液pH值至8~12;将调节pH值后的废液送入絮凝沉降槽2中,加入絮凝剂絮凝沉降,絮凝沉降槽2中的上清液泵入过滤器3中过滤,絮凝沉降槽2及过滤器3中的固形物送入压滤机5中压滤,得到的滤饼送入滤饼暂存池12,作为锅炉燃料;将过滤器3过滤后的滤液送入膜浓缩器4中,通过膜浓缩方法浓缩至密度为1.1~1.3g/cm3,获得一次浓缩液和渗透液,膜浓缩过程中压力控制在1~20MPa;一次浓缩液送入预热器6中预热至50~90℃,随后送入蒸发浓缩器7中,通过蒸发浓缩的方法进行浓缩,获得二次浓缩液和浓缩蒸汽,蒸发浓缩时的温度为60~100℃,真空度控制在10~80KPa,一级浓缩液在蒸发浓缩器7中的停留时间为10~100min;二次浓缩液送入冷却结晶槽8进行冷却结晶,冷却结晶的温度为5~30℃,时间为2~24h,浓缩蒸汽进入冷凝器10冷凝,获得的冷凝液与一次浓缩中的渗透液混合,送至污水暂存池11,混合液CODcr为1000mg/L以下;将冷却结晶槽8中的结晶物送入离心机9,除去晶体中残留的吸附水,得到成品醋酸钠,送入醋酸钠储槽13。成品醋酸钠的回收率为90.0~98.0%,纯度为95.0~99.5%。
产品醋酸钠可作为有机合成的酯化剂、调味料缓冲剂、食品防腐剂、染料稳定剂等应用于工业生产中。
所述过滤器为网式过滤器、叠片过滤器、板框过滤器、硅藻土过滤器、烛式过滤器中的一种或几种的组合。
膜浓缩时所用的膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、离子交换膜中的任一种。
本装置运行稳定,易于控制,运行成本低。CODcr去除率高;醋酸钠回收率高、纯度高,可直接作为聚乙烯醇生产副产品进行销售。回收过程不使用浓硫酸,对设备、管道腐蚀性大大降低,安全性高。因此对于聚乙烯醇生产领域来说,本实用新型可高效回收残液中的醋酸钠,具有很高的经济、环境效益。
本实用新型的有益效果体现在:
1、本实用新型装置通过对聚乙烯醇废液的回收处理,提高了醋酸钠的回收率和回收纯度,降低了聚乙烯醇废液的处理难度。
2、本实用新型采用二级膜浓缩与蒸发浓缩相结合的方式,一方面浓缩效率得到很大的提升;另一方面能耗显著降低,运行成本较原工艺约下降40%。
3、采用本实用新型装置处理聚乙烯醇废液,装置简单,操作简便,易于控制,处理后残液CODcr在1000mg/L以下;醋酸钠回收率大于90.0%,纯度大于95.0%,回收率较现有工艺提高20%以上。
四、附图说明
图1为本实用新型一种聚乙烯醇生产废液的回收处理装置的示意图。
图中标号:1pH调节槽,2絮凝沉降槽,3过滤器,4膜浓缩器,5压滤机,6预热器,7蒸发浓缩器,8冷却结晶槽,9离心机,10冷凝器,11污水暂存池,12滤饼暂存池,13醋酸钠储槽。
五、具体实施方式
如图1所示,本实用新型设置如下回收装置:包括pH调节槽1、絮凝沉降槽2、过滤器3、膜浓缩器4、压滤机5、预热器6、蒸发浓缩器7、冷却结晶槽8、离心机9、冷凝器10、污水暂存池11、滤饼暂存池12、醋酸钠储槽13。
pH调节槽1用于调节聚乙烯醇生产废液的pH值;
絮凝沉降槽2用于对调节pH值后的废液絮凝沉降;
过滤器3用于对絮凝沉降后的上清液过滤;
压滤机5用于对絮凝沉降槽2及过滤器3中的固形物压滤,得到的滤饼送入滤饼暂存池12,作为锅炉燃料;
膜浓缩器4用于对过滤器3过滤后的滤液进行膜浓缩,浓缩至密度为1.1~1.3g/cm3,获得一次浓缩液和渗透液;膜浓缩器4在膜浓缩过程中的压力控制在1~20MPa。
蒸发浓缩器7用于对经预热器6预热后的一次浓缩液进行蒸发浓缩,获得二次浓缩液和浓缩蒸汽;预热器6的预热温度设置为50~90℃。蒸发浓缩器7在蒸发浓缩过程中的温度设置为60~100℃,真空度控制在10~80KPa,一级浓缩液在蒸发浓缩器7中的停留时间为10~100min。
冷却结晶槽8用于对二次浓缩液进行冷却结晶,将冷却结晶槽8中的结晶物送入离心机9,除去晶体中残留的吸附水,得到成品醋酸钠,送入醋酸钠储槽13。冷却结晶槽8在冷却结晶过程中的温度设置为5~30℃,时间为2~24h。
冷凝器10用于对浓缩蒸汽冷凝,获得的冷凝液与一次浓缩中的渗透液混合,送至污水暂存池11。
本实用新型聚乙烯醇生产废液的回收处理装置的运行过程如下:
将聚乙烯醇生产废液送入pH调节槽1中,加入调节剂调节废液pH值至8~12;将调节pH值后的废液送入絮凝沉降槽2中,加入絮凝剂絮凝沉降,絮凝沉降槽2中的上清液泵入过滤器3中过滤,絮凝沉降槽2及过滤器3中的固形物送入压滤机5中压滤,得到的滤饼送入滤饼暂存池12,作为锅炉燃料;将过滤器3过滤后的滤液送入膜浓缩器4中,通过膜浓缩方法浓缩至密度为1.1~1.3g/cm3,获得一次浓缩液和渗透液,膜浓缩过程中压力控制在1~20MPa;一次浓缩液送入预热器6中预热至50~90℃,随后送入蒸发浓缩器7中,通过蒸发浓缩的方法进行浓缩,获得二次浓缩液和浓缩蒸汽,蒸发浓缩时的温度为60~100℃,真空度控制在10~80KPa,一级浓缩液在蒸发浓缩器7中的停留时间为10~100min;二次浓缩液送入冷却结晶槽8进行冷却结晶,冷却结晶的温度为5~30℃,时间为2~24h,浓缩蒸汽进入冷凝器10冷凝,获得的冷凝液与一次浓缩中的渗透液混合,送至污水暂存池11,混合液CODcr为1000mg/L以下;将冷却结晶槽8中的结晶物送入离心机9,除去晶体中残留的吸附水,得到成品醋酸钠,送入醋酸钠储槽13。成品醋酸钠的回收率为90.0~98.0%,纯度为95.0~99.5%。
产品醋酸钠可作为有机合成的酯化剂、调味料缓冲剂、食品防腐剂、染料稳定剂等应用于工业生产中。
Claims (1)
1.一种聚乙烯醇生产废液的回收处理装置,其特征在于:包括pH调节槽(1)、絮凝沉降槽(2)、过滤器(3)、膜浓缩器(4)、压滤机(5)、预热器(6)、蒸发浓缩器(7)、冷却结晶槽(8)、离心机(9)、冷凝器(10)、污水暂存池(11)、滤饼暂存池(12)、醋酸钠储槽(13);
pH调节槽(1)用于调节聚乙烯醇生产废液的pH值;
絮凝沉降槽(2)用于对调节pH值后的废液絮凝沉降;
过滤器(3)用于对絮凝沉降后的上清液过滤;
压滤机(5)用于对絮凝沉降槽(2)及过滤器(3)中的固形物压滤,得到的滤饼送入滤饼暂存池(12);
膜浓缩器(4)用于对过滤器(3)过滤后的滤液进行膜浓缩,浓缩至密度为1.1~1.3g/cm3,获得一次浓缩液和渗透液;
蒸发浓缩器(7)用于对经预热器(6)预热后的一次浓缩液进行蒸发浓缩,获得二次浓缩液和浓缩蒸汽;
冷却结晶槽(8)用于对二次浓缩液进行冷却结晶,将冷却结晶槽(8)中的结晶物送入离心机(9),除去晶体中残留的吸附水,得到成品醋酸钠,送入醋酸钠储槽(13);
冷凝器(10)用于对浓缩蒸汽冷凝,获得的冷凝液与一次浓缩中的渗透液混合,送至污水暂存池(11)。
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CN108840499A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-20 | 吴忠市王国旗生物科技有限公司 | 一种骨粒生产废水处理方法 |
CN111732258A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-02 | 江苏奕华新材料科技有限公司 | 一种氮碳氧表面改性生产用水处理工艺及其系统 |
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