CN207002498U - 一种沉钒废水零排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工领域，尤其涉及一种沉钒废水零排放系统，解决当前沉钒废水处理的技术缺陷。具体来说，包括依次连接的废水预热单元、蒸发结晶单元、连续冷却结晶单元，所述的蒸发结晶单元包括依次连接的降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、稠厚器、钠盐离心机；所述的降膜蒸发器与废水预热单元连通，所述的钠盐离心与连续冷却结晶单元连通。其优点在于，该工艺利用硫酸钠和硫酸铵的溶解度特性，在系统中相应地设置有用于蒸发浓缩、蒸发结晶、连续冷却结晶的设备以实现分别结晶分离硫酸钠和硫酸铵，硫酸钠晶体纯度高、出晶量大，硫酸铵复盐循环再利用。

Description

一种沉钒废水零排放系统

技术领域

本实用新型涉及化工领域，尤其涉及一种用于在沉钒废水中分别结晶分离硫酸钠和硫酸铵的零排放系统。

背景技术

目前，钒制品生产工艺主要以转炉提钒渣为原料，采用钠盐焙烧—水浸出—酸性铵盐沉钒工艺。在沉钒过程中，伴随着大量含V5+、Cr6+、高盐分废水的产生。

现有技术处理该废水过程中产生大量的硫酸钠废渣(约含60％Na2SO4、20％(NH4)2SO4、20％水分及微量的钒和铬)。硫酸钠废渣主要用来生产硫化钠，在利用硫酸钠废渣焙烧生产硫化钠时由于硫酸铵的分解造成了严重的环境污染，且受硫化钠市场影响，该硫酸钠废渣极难处置，多数企业目前只能将该废渣堆积存放，环境风险巨大。

因此，如何有效处理沉钒废水，并高效地分离提取纯度高、产量大的硫酸钠晶体，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种沉钒废水零排放及系统，解决当前沉钒废水处理的技术缺陷。该工艺利用硫酸钠和硫酸铵的溶解度特性，在系统中相应地设置有用于蒸发浓缩、蒸发结晶、连续冷却结晶的设备以实现分别结晶分离硫酸钠和硫酸铵，硫酸钠晶体纯度高、出晶量大，硫酸铵复盐循环再利用。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种沉钒废水零排放系统，包括依次连接的废水预热单元、蒸发结晶单元、连续冷却结晶单元，所述的蒸发结晶单元包括依次连接的降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、稠厚器、钠盐离心机；所述的降膜蒸发器与废水预热单元连通，所述的钠盐离心与连续冷却结晶单元连通。

在上述的沉钒废水零排放系统中，所述的降膜分离器、强制循环蒸发器之间设有浓缩液输送泵。

在上述的沉钒废水零排放系统中，还包括用于向降膜蒸发器和强制循环蒸发器供热的离心式蒸汽压缩机，所述的离心式蒸汽压缩机的二次蒸汽由降膜分离器和结晶分离器提供。

在上述的沉钒废水零排放系统中，所述的结晶分离器的出口和强制循环蒸发器入口之间设有强制循环泵。

在上述的沉钒废水零排放系统中，还包括用于收集降膜蒸发器和强制循环蒸发器所产生的冷凝水的冷凝水储罐，所述的冷凝水储罐用于向废水预热单元提供预热热源。

在上述的沉钒废水零排放系统中，所述的冷凝水储罐和废水预热单元设有冷凝水输送泵。

在上述的沉钒废水零排放系统中，所述的连续冷却结晶单元包括依次连接的一级冷却结晶器和二级冷却结晶器。

在上述的沉钒废水零排放系统中，所述的二级冷却结晶器的出口连接有铵盐离心机。

在上述的沉钒废水零排放系统中，所述的铵盐离心机产生的低温铵母液作为一级冷却结晶器的冷源。

在上述的沉钒废水零排放系统中，还包括钠盐干燥器，所述的钠盐干燥器与所述的钠盐离心机的出口连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的系统采用依次设置的废水预热单元、蒸发结晶单元、连续冷却结晶单元，通过设置降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环蒸发器、结晶分离器、稠厚器、钠盐离心机实现在连续结晶前将溶液控制在合适的浓度，利于后续连续结晶，提高了结晶产率和增大结晶颗粒，产品纯度高。

同时，本实用新型采用离心式蒸汽压缩机实现了对降膜分离器和结晶分离器的余热回收，提高了系统的热量利用率。

同时，本实用新型采用降膜蒸发器和强制循环蒸发器的冷凝水作为废水预热单元的热源，进一步提高系统的余热利用率。

同时，本实用新型还将二次结晶产生的低温母液导入到一次冷却结晶器中，实现了冷量的全面利用。

本实用新型经过上述改进，具有产率高、颗粒大、纯度高、能耗低的优势。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

为了比较清楚的阐述本实用新型的方案，本实施例首先阐述本实用新型的装置的具体结构以及其管路连接方式；然后再阐述其工艺原理。

如图1所示，一种沉钒废水零排放系统，包括依次连接的废水预热单元1、蒸发结晶单元、连续冷却结晶单元，所述的蒸发结晶单元包括依次连接的降膜蒸发器2、降膜分离器3、强制循环蒸发器5、结晶分离器6、稠厚器12、钠盐离心机13；所述的降膜蒸发器2与废水预热单元1连通，所述的钠盐离心与连续冷却结晶单元连通。此外，还包括钠盐干燥器，所述的钠盐干燥器与所述的钠盐离心机13的出口连通。

本实施例的控制关键在于，通过蒸发结晶单元对沉钒废水进行预处理，使之达到多次冷却结晶的浓度和纯度含量要求，这是后续生产的高产率、高纯度的产品的基本要求。

具体来说，经过预热的沉钒废水经过降膜蒸发器2的蒸发初步浓缩，然后进入到降膜分离器3中进行气液分离，然后浓缩后的废水进入到强制循环蒸发器5进行进一步浓缩，然后在结晶分离器6中再次进行气液分离，然后稠厚器12把浓缩后的沉钒废水增稠处理后进入所述钠盐离心机13进行离心分离高纯度的钠盐。蒸发结晶的工序到此就结束了。整个过程通过逐步浓缩和增稠步骤，实现了有效的钠盐分离，得到了硫酸钠和脱硝母液，硫酸钠经过钠盐干燥器14的干燥即得干燥的硫酸钠。

在生产过程中，为了进一步提高操作便捷性和提高能量利用率，必要的时候，在所述的降膜分离器3、强制循环蒸发器5之间设有浓缩液输送泵4。同时，还设置用于向降膜蒸发器2和强制循环蒸发器5供热的离心式蒸汽压缩机8，所述的离心式蒸汽压缩机8的二次蒸汽由降膜分离器3和结晶分离器6提供，因为降膜分离器3和结晶分离器6在逐步浓缩过程中会产生大量的低热量或者中等热量的蒸汽，这些蒸汽品位较低，需要通过离心式蒸汽压缩机8进一步压缩，方得可以作为降膜蒸发器2和强制循环蒸发器5热源的压缩热蒸汽。

结晶分离器6在生产过程中会产生一定量的浓缩液，浓缩液经过强制循环泵7循环至强制循环蒸发器5中进行进一步浓缩和对降膜分离器3的液体进行配比浓缩。

在生产过程中，降膜蒸发器2和强制循环蒸发器5会产生冷凝水，这部分冷凝水温度有几十℃，这个时候，通过设置冷凝水储罐9，该冷凝水储罐9用于向废水预热单元1提供预热热源，废水预热单元1实际上为一进料预热器，这样实现了极低品位的热源的充分利用。所述的冷凝水储罐9和废水预热单元1设有冷凝水输送泵10，冷凝水储罐9的顶部还连接有一个用于抽真空的真空泵11，以提高冷凝水排出速度。

在本实施例中，所述的连续冷却结晶单元包括依次连接的一级冷却结晶器15和二级冷却结晶器16；所述的二级冷却结晶器16的出口连接有铵盐离心机17；所述的铵盐离心机17产生的低温铵母液作为一级冷却结晶器15的冷源，该冷源为铵母液，铵母液进入到沉钒作业工序中进行重复利用。一级冷却结晶器15、二级冷却结晶器16的作用在于对脱硝母液冷却结晶得到硫酸铵。

本实用新型的系统采用依次设置的废水预热单元1、蒸发结晶单元、连续冷却结晶单元，通过设置降膜蒸发器2、降膜分离器3、强制循环蒸发器5、结晶分离器6、稠厚器12、钠盐离心机13实现在连续结晶前将溶液控制在合适的浓度，利于后续连续结晶，提高了结晶产率和增大结晶颗粒，产品纯度高。

同时，本实施例采用离心式蒸汽压缩机8实现了对降膜分离器3和结晶分离器6的余热回收，提高了系统的热量利用率。

同时，本实施例采用降膜蒸发器2和强制循环蒸发器5的冷凝水作为废水预热单元1的热源，进一步提高系统的余热利用率。

同时，本实施例还将二次结晶产生的低温母液导入到一次冷却结晶器中，实现了冷量的全面利用。

本实施例经过上述改进，具有产率高、颗粒大、纯度高、能耗低的优势。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种沉钒废水零排放系统，其特征在于，包括依次连接的废水预热单元(1)、蒸发结晶单元、连续冷却结晶单元，所述的蒸发结晶单元包括依次连接的降膜蒸发器(2)、降膜分离器(3)、强制循环蒸发器(5)、结晶分离器(6)、稠厚器(12)、钠盐离心机(13)；所述的降膜蒸发器(2)与废水预热单元(1)连通，所述的钠盐离心机(13)与连续冷却结晶单元连通。

2.根据权利要求1所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，所述的降膜分离器(3)、强制循环蒸发器(5)之间设有浓缩液输送泵(4)。

3.根据权利要求1所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，还包括用于向降膜蒸发器(2)和强制循环蒸发器(5)供热的离心式蒸汽压缩机(8)，所述的离心式蒸汽压缩机(8)的二次蒸汽由降膜分离器(3)和结晶分离器(6)提供。

4.根据权利要求1所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，所述的结晶分离器(6)的出口和强制循环蒸发器(5)入口之间设有强制循环泵(7)。

5.根据权利要求1所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，还包括用于收集降膜蒸发器(2)和强制循环蒸发器(5)所产生的冷凝水的冷凝水储罐(9)，所述的冷凝水储罐(9)用于向废水预热单元(1)提供预热热源。

6.根据权利要求5所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，所述的冷凝水储罐(9)和废水预热单元(1)设有冷凝水输送泵(10)。

7.根据权利要求1所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，所述的连续冷却结晶单元包括依次连接的一级冷却结晶器(15)和二级冷却结晶器(16)。

8.根据权利要求7所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，所述的二级冷却结晶器(16)的出口连接有铵盐离心机(17)。

9.根据权利要求8所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，所述的铵盐离心机(17)产生的低温铵母液作为一级冷却结晶器(15)的冷源。

10.根据权利要求1至9任一所述的沉钒废水零排放系统，其特征在于，还包括钠盐干燥器(14)，所述的钠盐干燥器(14)与所述的钠盐离心机(13)的出口连通。