CN207243658U

CN207243658U - 分质制盐的装置及分质制盐系统

Info

Publication number: CN207243658U
Application number: CN201721127185.8U
Authority: CN
Inventors: 张承慈; 韩忠明; 程新燕; 李桢; 刘玲玲
Original assignee: BEIJING WOTEER WATER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhonggong Waterer Water Technology Co., Ltd.
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2027-09-04

Abstract

本实用新型提供的分质制盐的装置及分质制盐系统，涉及分质制盐生产技术领域，该分质制盐的装置包括：预处理装置、分离氧化单元、浓缩单元、硫酸钠结晶器和氯化钠结晶器；所述预处理装置、分离氧化单元和硫酸钠结晶器依次连接，所述分离氧化单元包括依次连接的纳滤分离装置和氧化装置；所述浓缩单元包括依次连接的第一反渗浓缩装置和正渗浓缩装置，所述第一反渗浓缩装置与所述纳滤分离装置连接，所述正渗浓缩装置与所述氯化钠结晶器连接。本实用新型提供的分质制盐的装置中进一步提高了硫酸钠结晶器中二价结晶盐的纯度，利用浓缩单元对第一分离液进行进一步浓缩，达到对盐回收率高的效果，具有结构简单和节约资源等优点。

Description

分质制盐的装置及分质制盐系统

技术领域

本实用新型涉及分质制盐生产技术领域，尤其是涉及一种分质制盐的装置及分质制盐系统。

背景技术

在造纸、印染、海水淡化、电力、石油及煤化工等项目生产过程中排放的高含盐废水中含有多重无机离子及有机物，通常含有较高浓度的氯化钠，因此，在这类废水的处理中，脱盐难度较大，资源化利用程度低。

近几年，随着环境保护越来越受到人类的重视，高含盐废水的“零排放”或“近零排放”成为越来越多企业项目的要求，因此开发一种可靠、经济、高效、节能的高浓盐水“零排放”系统，并实现高浓盐水最大资源利用化成为当今工业废水处理领域的重点及难点。

目前，国内的多数企业采用蒸发结晶法处理高浓盐水，即高含盐水经由蒸发器浓缩后送至蒸发塘进行蒸发或送至结晶器结晶生成杂盐。杂盐组分复杂，且只能作为危废进行填埋处理，此方法不仅大量占用场地，还对环境构成巨大威胁，盐和杂质极易流失，盐化周围土壤，危及周围植被，并对周围的江河、水源、稻田等造成污染。

在传统的分质盐工艺中，一是将未经分离的杂盐直接通过蒸发结晶与冷冻结晶制盐，或是通过重结晶方法将纯度较低的结晶盐再次提纯。但这两种方法的投资大，运行成本高，回收率低，得到的盐的纯度低，并不适合广泛应用。

随着膜法技术的不断创新与进步，一种离子膜分盐浓缩与结晶制盐结合的工艺目前正在被推广，此工艺虽可以通过离子膜分离的方法将高含盐废水进行初步分离，并可能得到较高纯度的氯化钠盐，但此系统在增加了投资和运行成本，而且纯盐回收率低，造成资源浪费。

可见，现有技术中针对高含盐废水的分质处理方法主要是将分离膜法和蒸发结晶进行简单的组合，但是这种组合方式不仅对能耗节省没有显著的帮助，同时又在无形之中增加了投资成本，而且不能对最终的产品盐达到高收率和高纯度的保证。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种分质制盐的装置，以解决现有的分质制盐对能耗节省没有显著的帮助，且不能对最终的产品盐达到高收率和高纯度的技术问题。

本实用新型的另一个目的在于提供一种分质制盐系统，包括上述提供的分质制盐的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案；本实用新型第一方面提供的分质制盐的装置，其中，包括：预处理装置、分离氧化单元、浓缩单元、硫酸钠结晶器和氯化钠结晶器；

所述预处理装置、分离氧化单元和硫酸钠结晶器依次连接，所述分离氧化单元包括依次连接的纳滤分离装置和氧化装置；

所述浓缩单元包括依次连接的第一反渗浓缩装置和正渗浓缩装置，所述第一反渗浓缩装置与所述纳滤分离装置连接，所述正渗浓缩装置与所述氯化钠结晶器连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括母液分离回收装置，所述硫酸钠结晶器上设置有与所述母液分离回收装置连接的第二母液出口。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述母液分离回收装置包括与所述第二母液出口连接的离子膜分离装置，所述离子膜分离装置与所述氯化钠结晶器连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述母液分离回收装置还包括设置于所述第二母液出口和离子膜分离装置之间的换热器。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述氯化钠结晶器上设置有第一母液出口，所述第一母液出口与所述硫酸钠结晶器连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述浓缩单元还包括与所述正渗浓缩装置连接的第二反渗浓缩装置，用于循环利用所述第二反渗浓缩装置中的第二分离液。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括离心干燥装置，所述硫酸钠结晶器和氯化钠结晶器底部分别设置有浆出口，所述离心干燥装置对应于所述浆出口设置。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述纳滤分离装置上分别设置有第一出口和第二出口，所述第一出口与所述氧化装置连接，所述第二出口与所述第一反渗浓缩装置连接。

本实用新型还提供一种分质制盐系统，其中，包括如上所述的分质制盐的装置。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括与所述预处理装置连接的进水箱。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的分质制盐的装置中利用分离氧化单元对高含盐水进行分离氧化处理，进一步提高了硫酸钠结晶器中二价结晶盐的纯度，利用浓缩单元对第一分离液进行进一步浓缩，达到对盐回收率高的效果，具有结构简单和节约资源等优点。

进一步的，还包括母液分离回收装置，所述硫酸钠结晶器上设置有与所述母液分离回收装置连接的第二母液出口。

进一步的，所述氯化钠结晶器上设置有第一母液出口，所述第一母液出口与所述硫酸钠结晶器连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的分质制盐的装置的正面结构示意图。

附图标记：

101：进水箱；102：预处理装置；103：分离氧化单元；

104：纳滤分离装置；105：氧化装置；106：浓缩单元；

107：第一反渗浓缩装置；108：正渗浓缩装置；

109：第二反渗浓缩装置；110：硫酸钠结晶器；

111：氯化钠结晶器；112：换热器；113：离子膜分离装置；

114：母液分离回收装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

如图1所示，本实用新型第一方面的实施例提供的分质制盐的装置，包括：预处理装置102、分离氧化单元103、浓缩单元106、硫酸钠结晶器110和氯化钠结晶器111；

所述预处理装置102、分离氧化单元103和硫酸钠结晶器110依次连接，所述分离氧化单元103包括依次连接的纳滤分离装置104和氧化装置105；

所述浓缩单元106包括依次连接的第一反渗浓缩装置107和正渗浓缩装置108，所述第一反渗浓缩装置107与所述纳滤分离装置104连接，所述正渗浓缩装置108与所述氯化钠结晶器111连接。

本实用新型提供的分质制盐的装置中利用分离氧化单元103对高含盐水进行分离氧化处理，进一步提高了硫酸钠结晶器110中二价结晶盐的纯度，利用浓缩单元106对第一分离液进行进一步浓缩，达到对盐回收率高的效果，具有结构简单和节约资源等优点。

本实用新型中的预处理装置102，具有进水口和软化水出水口；

分离氧化处理装置，具有进水口、分离液出口和浓缩液出口其进水口连接所述的预处理装置102的出水口；浓缩单元106，其进水口连接所述的分离氧化处理装置的分离液出口；硫酸钠结晶器110装置，其进水口连接所述的分离氧化处理装置的浓缩液出口及氯化钠结晶器111母液排放口；氯化钠结晶器111装置，其进水口连接所述的浓缩单元106的浓缩液出口及母液分离回收处理装置的分离液出口；母液回收处理装置，其进水口连接所述的硫酸钠结晶器110母液排放口。

所述分离氧化单元103包括用于软化后的高含盐废水的第一进水口、第一分离液出口及经过高级氧化后的第一浓缩液出口；所述浓缩单元106包括用于第一分离液的第二进水口、第二浓缩液出口及第二分离液出口；所述氯化钠结晶器111包括用于氯化钠盐浓缩的第三进水口、氯化钠盐浆出口及第一母液出口；所述硫酸钠结晶器110包括用于硫酸钠盐浓缩的第四进水口、硫酸钠盐浆出口及第二母液出口；所述母液分离回收装置114包括用于第二母液分离的第五进水口、最终分离液出口及最终外排母液出口。

其中，所述第一分离液出口连接所述第二进水口，所述第二浓缩液及最终分离液出口连接所述第三进水口，所述第一浓缩液及第一母液出口连接所述第四进水口，第二母液出口连接所述第五进水口。

分离氧化单元103中的纳滤膜回收率可根据具体水质控制调整进水压力及回收率，氧化装置105只对纳滤浓水进行处理，处理水量仅为分离氧化总进水的20％～50％；

浓缩单元106采用反渗透与正渗透相结合的处理装置，高含盐水通过反渗透和正渗透膜装置的先后处理顺序可根据具体的进水水质和用的户需求进行排列组合，所述反渗透及正渗透的浓缩装置可设计为单级或多级处理来调节浓缩倍数；

还包括：第一离心干燥装置，其与设置于所述第一结晶装置底部的浆出口连接；第二离心干燥装置，其与设置于所述第二结晶装置底部的晶浆出口连接；

母液分离回收装置114，还包括：换热器112，其热侧进口与所述硫酸钠结晶器110的母液排放口相连，出口与母液膜分离装置的进水口相连，冷侧进出口与冷却介质相连。

预处理工艺：采用加药软化、混凝澄清、管式微滤等处理工艺将原水中的Ca2+、Mg2+、Si等易结垢离子及有机物基本去除，并降低原水中COD、TOC等参数。

分离氧化工艺：软化处理后的高含盐水首先到进入纳滤膜装置，纳滤分离装置104为管式纳滤膜分离装置，管式纳滤膜分离装置对其进行膜过滤分离，由于高盐水在荷电膜中的道南效应，过滤得到的第一分离液基本只含有一价盐，第一浓缩液中大部分盐为二价离子，并含有进水中的有机物等；纳滤得到的第一浓缩液进入氧化装置105进行处理，通过芬顿等高级氧化技术降低其有机物、COD、TOC和一些特定的二价离子(如Fe2+)等，经过分离氧化处理得到的第一浓缩液，最终进入到硫酸钠结晶器110进行处理。

浓缩工艺：分离氧化工艺中得到的第一分离液首先进入第一反渗浓缩装置107中进行初步提浓，等到的一级反渗透浓水通过正渗透装置的处理得到第二浓缩液，其含盐量最高可浓缩至240,000mg/L；第一反渗透产水与正渗透产水再次进入到第二反渗浓缩装置109进行精制，二级反渗透浓水继续循环处理；通过浓缩单元106最终得到的第二分离液作为生产水回用，第二浓缩液进入氯化钠结晶器111进行处理。

双效结晶工艺：第二浓缩液在氯化钠结晶器111的处理过程中，定量地将其产生第一母液外排至硫酸钠结晶器110，从而获得高纯度的一价结晶盐；第一浓缩液与第一母液在氯化钠结晶器111进行蒸发结晶处理的过程中，定量地将其产生第二母液定量外排至母液分离回收装置114，从而获得高纯度的二价结晶盐；双效结晶器产生的蒸汽冷凝水将返回用于生产。

母液分离回收工艺，包括换热器112和离子膜分离装置113：第二母液通过换热器112与冷却水换热后，再由一种离子膜分离装置113处理得到最终分离液及最终浓缩液；其中，含有绝大部分一价离子的最终分离液返回至氯化钠结晶器111进行结晶，非常少量的最终浓缩液作为外排母液排放。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括母液分离回收装置114，所述硫酸钠结晶器110上设置有与所述母液分离回收装置114连接的第二母液出口。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述母液分离回收装置114包括与所述第二母液出口连接的离子膜分离装置113，所述离子膜分离装置113与所述氯化钠结晶器111连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述母液分离回收装置114还包括设置于所述第二母液出口和离子膜分离装置113之间的换热器112。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述氯化钠结晶器111上设置有第一母液出口，所述第一母液出口与所述硫酸钠结晶器110连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述浓缩单元106还包括与所述正渗浓缩装置108连接的第二反渗浓缩装置109，用于循环利用所述第二反渗浓缩装置109中的第二分离液。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括离心干燥装置，所述硫酸钠结晶器110和氯化钠结晶器111底部分别设置有浆出口，所述离心干燥装置对应于所述浆出口设置。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述纳滤分离装置104上分别设置有第一出口和第二出口，所述第一出口与所述氧化装置105连接，所述第二出口与所述第一反渗浓缩装置107连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括与所述预处理装置102连接的进水箱101。

利用纳滤膜对高含盐水中二价离子的高截留率，既可以保证一价结晶盐的高纯度，又可以在较低的投资和运行成本下高效地将一、二价离子进行分离，完成高纯度的分质处理。

利用分离氧化单元103对高含盐水进行分离氧化处理，降低了第一浓缩液中污染物质含量，既有效排除了后续装置的结垢、结疤等问题，又进一步提高了硫酸钠结晶器110中二价结晶盐的纯度。

利用浓缩单元106对第一分离液进行进一步浓缩，不仅运行效率高，投资成本低，还大大减小了最终进入氯化钠结晶器111的水量，并同时提高了其进水含盐量，大大降低了后续氯化钠结晶器111的投资和运行成本。

所述的双效结晶装置生产强度大，效率高，在结晶处理过程中，通过定量外排母液的方法使最终获得的一价及二价产品盐质量好，纯度高，并利用后续装置对母液进行分离回收的方法保证了盐的回收率。

所述母液分离回收装置114，采用了一种低能耗的离子膜分离装置113，其将最后分离出来含有高浓度及高纯度的一价盐溶液返回至氯化钠结晶器111，既强化了盐分离效果，提高了回收效率，又降低了母液处理的成本，节约了能源。

所述母液回收处理装置，是一种换热器112与离子膜分离工艺的结合装置，现有技术中并无记载。

A、首先通过预处理装置102去除浓盐水中易结垢的离子例如钙、镁等；步骤A中包括砂滤、多介质过滤、管式微滤、混凝澄清方法处理中的一种或几种方法的结合

B、软化水通过纳滤分离装置104处理得到第一分离液与第一浓缩液；

C、第一分离液经过浓缩装置进行分离浓缩，得到第二浓缩液及第二分离液，第二分离液返回用于生产；

D、第一浓缩液经过催化氧化后进入硫酸钠结晶器110，第二浓缩液进入氯化钠结晶器111进行蒸发结晶处理；

E、第二浓缩液在氯化钠结晶器111的处理过程中产生的第一母液进入到硫酸钠结晶器110，第一浓缩液在硫酸钠钠结晶器的处理过程中产生的第二母液进入母液分离回收装置114；

F、第二母液通过换热器112与冷却水换热后，由一种离子膜分离装置113处理得到最终分离液及最终浓缩液；

G、最终分离液返回至硫酸钠结晶器110进行结晶，非常少量的最终浓缩液作为外排母液排放；

H、最终氯化钠结晶器111和硫酸钠结晶器110分别得到较高产量和纯度的一价和二价固体盐，两套结晶器产生的冷凝水返回用于生产。

所述步骤B-D中包含如下处理步骤：

首先利用纳滤分离装置104处理得到第一分离液与第一浓缩液；

第一浓缩液经过催化氧化后，进入硫酸钠结晶器110进行处理；

第一分离液进入正渗透与反渗透组合的浓缩装置(MBC)再次对水量进行减量浓缩得到第二分离液及第二浓缩液；

第二分离液返回用于生产；

第二浓缩液进入氯化钠结晶器111进行蒸发结晶处理。

步骤E中氯化钠结晶器111外排母液量可通过计算，为以保证一价结晶盐纯度要求的最小母液排放量。

步骤F与所述步骤G之间包含以下处理步骤：

第二母液首先通过换热器112与冷却水换热降温；

则所述步骤F中，第二母液再进入到膜分离装置中进行分离，得到最终分离液和最终浓缩液；

则所述步骤G中，最终分离液与第二分离液混合进入到氯化钠结晶器111，从而大大提高了氯化钠结晶盐的回收率；

优先地，所述步骤F中，最终浓缩液在膜分离装置中不断循环回收，最终依照计算得出最小的最终浓缩液外排量，以保证产品盐的最终纯度并达到最高的回收率。

所述的纳滤膜主要功能为盐分离功能，其对有机物(COD)、二价及高价离子的截留率能达到95％以上，而对单价离子如Na+、Cl-等有较好的透过性。

所述纳滤装置和离子膜分离装置113，其运行压力通常在0.2～4.0MPa，其形式可根据处理水量、水质及产水量等要求选择一级一段、一级二段或多级多段式。

通过膜分离及母液回收装置，可使氯化钠晶盐和硫酸钠结晶盐回收率分别达到90％以上，氯化钠结晶盐纯度达到98.5％以上，硫酸结晶盐纯度达到95％以上。

本实例的分质盐处理装置的具体工作流程为：某化工生产废水(120m³/h)经预处理装置102软化处理后，进入分离氧化单元103进行处理，纳滤装置的第一分离液进入浓缩单元106完成进一步浓缩，产生的第二浓缩液仅为15.2m³/h，TDS达到210,000ppm左右，其中氯化钠含量为19％左右，硫酸钠含量为0.2％左右，第二浓缩液进入氯化钠结晶器111装置进行后，根据模型计算，氯化钠结晶器111产生的第一母液排至硫酸钠结晶器110约为0.8m³/h左右；分离氧化处理后的第一浓缩液大约为28m3/h，TDS约为120,000ppm左右，其中硫酸钠含量为9.5％左右，氯化钠含量为2％左右，根据模型计算，第二母液排至母液分离回收装置114的流量约为2.2m3/h左右；第二母液经过换热器112降温进入离子膜分离装置113，其对第二母液中的氯化钠盐回收率可达到85％以上，产生最终分离液回流至氯化钠结晶器111装置；最终氯化钠结晶盐总回收率可达到90％以上，纯度为98.5％左右，硫酸钠结晶盐总回收率可达到90％以上，纯度为95％左右。

综上所述，本实用新型提供的分质制盐的装置中利用分离氧化单元对高含盐水进行分离氧化处理，进一步提高了硫酸钠结晶器中二价结晶盐的纯度，利用浓缩单元对第一分离液进行进一步浓缩，达到对盐回收率高的效果，具有结构简单和节约资源等优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims

1.一种分质制盐的装置，其特征在于，包括：预处理装置、分离氧化单元、浓缩单元、硫酸钠结晶器和氯化钠结晶器；

2.根据权利要求1所述的分质制盐的装置，其特征在于，还包括母液分离回收装置，所述硫酸钠结晶器上设置有与所述母液分离回收装置连接的第二母液出口。

3.根据权利要求2所述的分质制盐的装置，其特征在于，所述母液分离回收装置包括与所述第二母液出口连接的离子膜分离装置，所述离子膜分离装置与所述氯化钠结晶器连接。

4.根据权利要求3所述的分质制盐的装置，其特征在于，所述母液分离回收装置还包括设置于所述第二母液出口和离子膜分离装置之间的换热器。

5.根据权利要求1所述的分质制盐的装置，其特征在于，所述氯化钠结晶器上设置有第一母液出口，所述第一母液出口与所述硫酸钠结晶器连接。

6.根据权利要求1所述的分质制盐的装置，其特征在于，

所述浓缩单元还包括与所述正渗浓缩装置连接的第二反渗浓缩装置，用于循环利用所述第二反渗浓缩装置中的第二分离液。

7.根据权利要求1所述的分质制盐的装置，其特征在于，还包括离心干燥装置，所述硫酸钠结晶器和氯化钠结晶器底部分别设置有浆出口，所述离心干燥装置对应于所述浆出口设置。

8.根据权利要求1所述的分质制盐的装置，其特征在于，所述纳滤分离装置上分别设置有第一出口和第二出口，所述第一出口与所述氧化装置连接，所述第二出口与所述第一反渗浓缩装置连接。

9.一种分质制盐系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的分质制盐的装置。

10.根据权利要求9所述的分质制盐系统，其特征在于，还包括与所述预处理装置连接的进水箱。