CN211366982U - 一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，包括依次连接的预热单元、蒸发结晶单元以及蒸汽压缩单元；其中，蒸发结晶单元包括顺次连接的高温蒸发结晶子单元以及低温蒸发结晶子单元，高温蒸发结晶子单元分别与预热单元以及蒸汽压缩单元连接，预热单元还连接有冷凝水单元以及蒸汽喷射热泵单元，蒸汽喷射热泵单元与低温蒸发结晶子单元连接。本实用新型实现了含盐硝工业废水中硫酸钠、氯化钠的分离和回收，使废水中不含杂盐，降低了杂质含量，无引发水系污染的排放物，达到了零污染液排放的资源回收的技术效果，分离工艺能耗低，处理后的废水可资源化，适宜于工业化处理，同时还得到了工业级的硫酸钠和氯化钠产品，降低了固废或危废的产生几率。

Description

一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理装置，更具体地说是指一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置。

背景技术

近年来，环境和能源问题已经成为影响国家和企业长期稳定发展最突出的问题。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。工业废水的危害主要是：重金属等难以降解的有毒有害物质随着污水进入土壤不断富集，造成农田重金属超标，危害食品安全；污水处理厂的污泥受工业污水影响有害物质超标，不能被用作肥料回归土地，影响氮、磷等物质的循环；大量工业用水造成了水资源的消耗和浪费。如何将工业废水达标或减少排放，并尽最大可能地实现水资源循环利用，成为困扰着工业企业一大难题，在我国大力提倡水资源节约利用和环境保护的大环境下，工业废水零排放应运而生，所谓零排放是指企业生产过程中产生的废水、废液和废渣进行资源循环再利用，要求无任何外排。

在盐化工、氯碱化工、煤化工、湿法冶炼、制药等行业的工业废水零排放过程中，会遇到废水中同时含有氯化钠、硫酸钠组分，这种废水如果直接进入蒸发结晶系统产生混盐，不但不能被资源化利用，反而会产生大量的固体废弃物，且需按照危废物定性处置，处理成本高、经济型差，这种高成本将会严重影响企业的项目进程，同时，采用上述传统的处理方式，这类废水中由于结晶盐为杂盐，杂质含量高、产品无法进行再利用，难以资源化，依然有废液排放且能耗较高。

因此，有必要设计一种新的装置，实现了对含盐硝工业废水中硫酸钠、氯化钠的分离和回收，使废水中不含杂盐，降低了杂质含量，形成引发水系污染的排放物，达到了零污染液排放的资源回收的技术效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，包括依次连接的预热单元、蒸发结晶单元以及蒸汽压缩单元；其中，所述蒸发结晶单元包括顺次连接的高温蒸发结晶子单元以及低温蒸发结晶子单元，所述高温蒸发结晶子单元分别与所述预热单元以及所述蒸汽压缩单元连接，所述预热单元还连接有所述冷凝水单元以及蒸汽喷射热泵单元，所述蒸汽喷射热泵单元与所述低温蒸发结晶子单元连接。

其进一步技术方案为：所述高温蒸发结晶子单元包括依次连接的强制循环换热器、强制循环泵、结晶分离器、出料泵、硫酸钠稠厚器、硫酸钠离心机、硫酸钠母液罐以及硫酸钠母液泵，其中，所述强制循环泵设有第一进口，所述预热单元通过管道与所述第一进口连接，所述硫酸钠母液泵与所述低温蒸发结晶子单元连接，所述蒸汽压缩单元与所述强制循环换热器连接。

其进一步技术方案为：所述低温蒸发结晶子单元还包括依次连接的搪瓷釜、氯化钠离心机、氯化钠母液罐以及氯化钠母液泵，所述氯化钠母液泵与所述搪瓷釜连接，所述搪瓷釜与所述硫酸钠母液泵连接，所述氯化钠母液泵与所述第一进口连接。

其进一步技术方案为：所述预热单元包括依次连接的原料罐、进料泵、冷凝水预热器以及鲜蒸汽预热器，所述鲜蒸汽预热器与所述第一进口连接，所述鲜蒸汽预热器与所述蒸汽喷射热泵单元连接，所述冷凝水预热器与所述冷凝水单元连接。

其进一步技术方案为：所述蒸汽压缩单元包括一蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机连接有积液罐以及二次分离器，所述积液罐连接有一积液泵，所述积液泵与所述冷凝水单元连接，所述蒸汽压缩机连接于所述强制循环换热器，所述二次分离器与所述结晶分离器连接。

其进一步技术方案为：所述蒸汽喷射热泵单元包括一蒸汽喷射热泵，所述蒸汽喷射热泵设有入口以及第二出口，所述搪瓷釜包括腔体以及位于所述腔体外的壳层，所述入口与所述腔体连接，所述第二出口与所述壳层连接，所述蒸汽喷射热泵还设有第三出口，所述第三出口与所述鲜蒸汽预热器连接。

其进一步技术方案为：所述冷凝水单元包括冷凝水罐和冷凝水泵，所述冷凝水罐与所述冷凝水泵连接，所述冷凝水泵与所述冷凝水预热器连接。

其进一步技术方案为：所述蒸发结晶单元还连接有一真空控制单元，所述真空控制单元包括硫酸钠真空泵冷却器以及氯化钠真空泵冷却器，所述硫酸钠真空泵冷却器与所述强制循环换热器连接，所述氯化钠真空泵冷却器与所述搪瓷釜连接。

其进一步技术方案为：所述硫酸钠真空泵冷却器连接有一硫酸钠真空泵。

其进一步技术方案为：所述氯化钠真空泵冷却器连接有一氯化钠真空泵。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型联合采用节能的机械蒸汽再压缩技术和蒸汽热泵技术，蒸发1吨水的能耗大约是传统蒸发器的1/6到1/5，热效率高，功耗低，采用机械蒸汽再压缩技术，使用较少量的鲜蒸汽加热，减少了对锅炉设备的依赖，减少了污染物，对环境无污染，更加节能环保。本实用新型通过采用高温蒸发结晶出硫酸钠和低温蒸发结晶出氯化钠，从而实现了含盐硝工业废水中硫酸钠、氯化钠的分离和回收，使废水中不含杂盐，降低了杂质含量，无引发水系污染的排放物，达到了零污染液排放的资源回收的技术效果，分离工艺能耗低，处理后的废水可资源化，适宜于工业化处理，同时还得到了工业级的硫酸钠和氯化钠产品，降低了固废或危废的产生几率。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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例，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为本实用新型具体实施例提供的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

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，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1所示的具体实施例，本实施例提供的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，可以运用在氯化钠和硫酸钠的蒸发结晶过程中。

请参阅图1，上述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，包括依次连接的预热单元、蒸发结晶单元以及蒸汽压缩单元；其中，蒸发结晶单元包括顺次连接的高温蒸发结晶子单元以及低温蒸发结晶子单元，高温蒸发结晶子单元分别与预热单元以及蒸汽压缩单元连接，预热单元还连接有冷凝水单元以及蒸汽喷射热泵单元，蒸汽喷射热泵单元与低温蒸发结晶子单元连接。

在本实施例中，氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置适用于处理温度为90℃，氯化钠质量分数为5％，硫酸钠质量分数流量为为10％，5t/h的氯化钠硫酸钠溶液。

通过采用高温蒸发结晶出硫酸钠和低温蒸发结晶出氯化钠，从而实现了含盐硝工业废水中硫酸钠、氯化钠的分离和回收，使废水中不含杂盐，降低了杂质含量，无引发水系污染的排放物，达到了零污染液排放的资源回收的技术效果，分离工艺能耗低，处理后的废水可资源化，适宜于工业化处理，同时还得到了工业级的硫酸钠和氯化钠产品，降低了固废或危废的产生几率。

在一实施例中，请参阅图1，上述的高温蒸发结晶子单元包括依次连接的强制循环换热器11、强制循环泵12、结晶分离器13、出料泵14、硫酸钠稠厚器18、硫酸钠离心机17、硫酸钠母液罐16以及硫酸钠母液泵15，其中，强制循环泵12设有第一进口，预热单元通过管道与第一进口连接，硫酸钠母液泵15与低温蒸发结晶子单元连接，蒸汽压缩单元与强制循环换热器11连接。

100℃的氯化钠硫酸钠溶液进入强制循环泵12，再进入强制循环换热器11，升温升压后，进入结晶分离器13进行闪蒸分离，结晶分离器13内的蒸发温度为90℃、压力为70.1KPa；闪蒸分离后浓缩液经强制循环泵12打入强制循环换热器11，再次进行受热蒸发，浓缩液如此循环，闪蒸分离产生的硫酸钠晶体经结晶分离器13内育晶沉降后从底部经出料泵14送入硫酸钠稠厚器18内，晶体增稠后排入硫酸钠离心机17内进行离心分离，分离出硫酸钠晶体送出系统，分离的母液进入硫酸钠母液罐16，通过硫酸钠母液泵15打回强制循环换热器11，如此循环。

在一实施例中，请参阅图1，上述的低温蒸发结晶子单元还包括依次连接的搪瓷釜22、氯化钠离心机21、氯化钠母液罐20以及氯化钠母液泵19，氯化钠母液泵19与搪瓷釜22连接，搪瓷釜22与硫酸钠母液泵15连接，氯化钠母液泵19与第一进口连接。

定时通过检测硫酸钠母液罐16中氯化钠含量，当其达到25％左右，通过硫酸钠母液泵15将其打入搪瓷釜22内进行蒸发结晶。搪瓷釜22内蒸发温度为45℃、压力为9.6KPa，此时结晶析出氯化钠，搪瓷釜22内含氯化钠结晶浓缩液进入氯化钠离心机21进行离心分离，分离出氯化钠晶体送出，分离的母液进入氯化钠母液罐20，通过氯化钠母液泵19打回搪瓷釜22，如此循环。定时通过检测氯化钠母液罐20中硫酸钠钠含量，当其达到5.3％左右，通过氯化钠母液泵19将其打入强制循环泵12进口管道，然后进行强制循环换热器11进行蒸发结晶。

在一实施例中，请参阅图1，上述的预热单元包括依次连接的原料罐1、进料泵2、冷凝水预热器3以及鲜蒸汽预热器4，鲜蒸汽预热器4与第一进口连接，鲜蒸汽预热器4与蒸汽喷射热泵单元连接，冷凝水预热器3与冷凝水单元连接。

待处理氯化钠硫酸钠溶液储存在原液罐内，通过进料泵2作用，依次进入冷凝水预热器3和鲜蒸汽预热器4，与冷凝水预热器3内的蒸馏水以及鲜蒸汽预热器4内的鲜蒸汽进行换热，使原料液温度达到100℃，其中，鲜蒸汽预热器4中鲜蒸汽的压力为602KPa，温度为159℃。

在本实施例中，冷凝水预热器3和鲜蒸汽预热器4均为板式预热器，当然，于其他实施例，上述的冷凝水预热器3和鲜蒸汽预热器4还可以为其他形式的预热器，比如列管式预热器等。

在一实施例中，上述的蒸汽压缩单元包括一蒸汽压缩机10，蒸汽压缩机10连接有积液罐8以及二次分离器9，积液罐8连接有一积液泵7，积液泵7与冷凝水单元连接，蒸汽压缩机10连接于强制循环换热器11，二次分离器9与结晶分离器13连接。

结晶分离器13内产生90℃二次蒸汽进入二次分离器99进一步进行气液分离后，经蒸汽压缩机10升温升压至108℃、133.9kPa，再送入强制循环换热器11的壳程内作为加热热源，换热后二次蒸汽冷凝为变冷凝水进入冷凝水罐6。蒸汽压缩机10的底部通过管路连接有一积液罐8，积液罐8连接有一积液泵7，积液罐8通过积液泵7与冷凝水罐6连接。强制循环换热器11的壳程内108℃左右的冷凝水自流到冷凝水罐6，经冷凝水泵5送至冷凝水预热器3与待处理氯化钠硫酸钠溶液充分换热后排出装置。

蒸汽喷射热泵单元包括一蒸汽喷射热泵23，蒸汽喷射热泵23设有入口以及第二出口，搪瓷釜22包括腔体以及位于腔体外的壳层，入口与腔体连接，第二出口与壳层连接，蒸汽喷射热泵23还设有第三出口，第三出口与鲜蒸汽预热器4连接。

具体地，搪瓷釜22内产生的温度为45℃、压力为9.6KPa的二次蒸汽，经蒸汽喷射热泵23与高温159℃、高压602KPa的鲜蒸汽混合后升温、升压至70℃、31.2KPa后进入搪瓷釜22的壳层作为热源加热待处理氯化钠硫酸钠溶液。

在一实施例中，冷凝水单元包括冷凝水罐6和冷凝水泵5，冷凝水罐6与冷凝水泵5连接，冷凝水泵5与冷凝水预热器3连接。

在一实施例中，上述的蒸发结晶单元还连接有一真空控制单元，真空控制单元包括硫酸钠真空泵冷却器27以及氯化钠真空泵冷却器24，硫酸钠真空泵冷却器27与强制循环换热器11连接，氯化钠真空泵冷却器24与搪瓷釜22连接。

具体地，硫酸钠真空泵冷却器27连接有一硫酸钠真空泵26。

具体地，氯化钠真空泵冷却器24连接有一氯化钠真空泵25。

通过硫酸钠真空泵26以及氯化钠真空泵25控制整个装置的真空度。

经本实施例所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置处理的氯化钠质量分数为5％，硫酸钠质量分数流量为为10％，5t/h的氯化钠硫酸钠溶液，运行参数如表1所示。

表1运行参数

物料名称	氯化钠硫酸钠溶液
		氯化钠含量(％)	5
硫酸钠含量(％)	10
		硫酸钠蒸发温度(℃)	90
氯化钠蒸发温度(℃)	45
		原液总量(T/h)	5
蒸发量(T/h)	4.25
		硫酸钠产量(T/h)	0.5
氯化钠产量(T/h)	0.25

上述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，联合采用节能的机械蒸汽再压缩技术和蒸汽热泵技术，蒸发1吨水的能耗大约是传统蒸发器的1/6到1/5，热效率高，功耗低，采用机械蒸汽再压缩技术，使用较少量的鲜蒸汽加热，减少了对锅炉设备的依赖，减少了污染物，对环境无污染，更加节能环保。本实用新型通过采用高温蒸发结晶出硫酸钠和低温蒸发结晶出氯化钠，从而实现了含盐硝工业废水中硫酸钠、氯化钠的分离和回收，使废水中不含杂盐，降低了杂质含量，无引发水系污染的排放物，达到了零污染液排放的资源回收的技术效果，分离工艺能耗低，处理后的废水可资源化，适宜于工业化处理，同时还得到了工业级的硫酸钠和氯化钠产品，降低了固废或危废的产生几率。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，包括依次连接的预热单元、蒸发结晶单元以及蒸汽压缩单元；其中，所述蒸发结晶单元包括顺次连接的高温蒸发结晶子单元以及低温蒸发结晶子单元，所述高温蒸发结晶子单元分别与所述预热单元以及所述蒸汽压缩单元连接，所述预热单元还连接有冷凝水单元以及蒸汽喷射热泵单元，所述蒸汽喷射热泵单元与所述低温蒸发结晶子单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述高温蒸发结晶子单元包括依次连接的强制循环换热器、强制循环泵、结晶分离器、出料泵、硫酸钠稠厚器、硫酸钠离心机、硫酸钠母液罐以及硫酸钠母液泵，其中，所述强制循环泵设有第一进口，所述预热单元通过管道与所述第一进口连接，所述硫酸钠母液泵与所述低温蒸发结晶子单元连接，所述蒸汽压缩单元与所述强制循环换热器连接。

3.根据权利要求2所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述低温蒸发结晶子单元还包括依次连接的搪瓷釜、氯化钠离心机、氯化钠母液罐以及氯化钠母液泵，所述氯化钠母液泵与所述搪瓷釜连接，所述搪瓷釜与所述硫酸钠母液泵连接，所述氯化钠母液泵与所述第一进口连接。

4.根据权利要求3所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述预热单元包括依次连接的原料罐、进料泵、冷凝水预热器以及鲜蒸汽预热器，所述鲜蒸汽预热器与所述第一进口连接，所述鲜蒸汽预热器与所述蒸汽喷射热泵单元连接，所述冷凝水预热器与所述冷凝水单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述蒸汽压缩单元包括一蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机连接有积液罐以及二次分离器，所述积液罐连接有一积液泵，所述积液泵与所述冷凝水单元连接，所述蒸汽压缩机连接于所述强制循环换热器，所述二次分离器与所述结晶分离器连接。

6.根据权利要求5所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述蒸汽喷射热泵单元包括一蒸汽喷射热泵，所述蒸汽喷射热泵设有入口以及第二出口，所述搪瓷釜包括腔体以及位于所述腔体外的壳层，所述入口与所述腔体连接，所述第二出口与所述壳层连接，所述蒸汽喷射热泵还设有第三出口，所述第三出口与所述鲜蒸汽预热器连接。

7.根据权利要求6所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述冷凝水单元包括冷凝水罐和冷凝水泵，所述冷凝水罐与所述冷凝水泵连接，所述冷凝水泵与所述冷凝水预热器连接。

8.根据权利要求7所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述蒸发结晶单元还连接有一真空控制单元，所述真空控制单元包括硫酸钠真空泵冷却器以及氯化钠真空泵冷却器，所述硫酸钠真空泵冷却器与所述强制循环换热器连接，所述氯化钠真空泵冷却器与所述搪瓷釜连接。

9.根据权利要求8所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述硫酸钠真空泵冷却器连接有一硫酸钠真空泵。

10.根据权利要求8所述的一种氯化钠及硫酸钠蒸发分离装置，其特征在于，所述氯化钠真空泵冷却器连接有一氯化钠真空泵。

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