CN213387829U - 工业废水制硫酸钠盐的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工业废水制硫酸钠盐的生产系统，进料泵的出口经过预冷器与冷冻循环泵的入口相连，冷冻循环泵的出口与冷冻换热器的入口相连，冷冻换热器的出口与冷冻结晶器的进料管相连，冷冻结晶器的循环溢流口通过冷冻循环管与冷冻循环泵的入口相连，冷冻结晶器的侧壁下部出口与冷冻晶浆泵的入口相连，冷冻晶浆泵的出口与冷冻稠厚罐及冷冻循环管相连，冷冻稠厚罐的底部出口与冷冻离心机的入口相连，冷冻离心机的固相出口与热熔结晶单元相连，液相出口与冷冻结晶器的上部溢流口共同与冷冻母液罐相连，冷冻母液罐的出口通过冷冻母液泵与冷冻循环管及预冷器的冷侧入口相连，预冷器的冷侧出口外排。该系统可以提高硫酸钠盐的生产率和品质。

Description

工业废水制硫酸钠盐的生产系统

技术领域

本实用新型涉及一种工业废水处理系统，尤其涉及一种工业废水制硫酸钠盐的生产系统，属于废水资源化利用技术领域。

背景技术

甲苯二异氰酸酯（简称TDI）是聚氨酯工业的主要化工原料，应用十分广泛，主要用于海绵、高档油漆、高级粘合剂、高回弹性体等聚氨酯系列产品的生产。

在TDI的生产过程中会产生大量的废水：红水、氢化水、有机废水、无机废水、酸性水等。该废水具有含盐量高、苯胺浓度高、色度高并且难降解的有机物含量高等特点。

针对此类废水，传统上采用单一的生化法和常规化学法进行处理，产生大量富含硝酸钠、氯化钠及硫酸钠的混合杂盐废水。目前混合杂盐已被定性为危险废物，需要进行特殊处置，增大了企业环保压力和废水处理成本。混合杂盐废水处理时，先将二价盐与一价盐分离开，然后各自回收，可以实现零排放和废水资源化利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种工业废水制硫酸钠盐的生产系统，可以提高硫酸钠盐的生产率，提高硫酸钠盐的品质。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种工业废水制硫酸钠盐的生产系统，包括与硫酸钠溶液池相连的进料泵，所述进料泵的出口与预冷器的热侧入口相连，所述预冷器的热侧出口与冷冻循环泵的入口相连，所述冷冻循环泵的出口与冷冻换热器的入口相连，所述冷冻换热器的出口与所述冷冻结晶器的进料管相连，冷冻结晶器的循环溢流口通过冷冻循环管与所述冷冻循环泵的入口相连，所述冷冻结晶器的侧壁下部出口与冷冻晶浆泵的入口相连，所述冷冻晶浆泵的出口与冷冻稠厚罐及所述冷冻循环管相连，所述冷冻稠厚罐的底部出口与冷冻离心机的入口相连，所述冷冻离心机的固相出口与硫酸钠热熔结晶单元相连，所述冷冻离心机的液相出口与所述冷冻结晶器的上部溢流口共同与冷冻母液罐的入口相连，所述冷冻母液罐的出口通过冷冻母液泵与所述冷冻循环管及所述预冷器的冷侧入口相连，所述预冷器的冷侧出口与冷冻单元外排管相连。

作为本实用新型的改进，所述硫酸钠热熔结晶单元包括一效、二效硝蒸发单元和硝热熔罐，所述冷冻离心机的固相出口与所述硝热熔罐的入口相连，所述硝热熔罐的底部出口通过硝母液泵与一效硝循环管相连，所述一效硝循环管的出口与一效硝循环泵的入口相连，一效硝循环泵的出口与一效硝蒸发器的入口相连，所述一效硝蒸发器的出口与一效硝分离器的进料口相连，所述一效硝分离器的底部出口与所述一效硝循环管相连，所述一效硝分离器的盐腿出口通过一效硝晶浆泵与硝稠厚罐的入口相连，所述硝稠厚罐的底部出口与硝离心机的入口相连，所述硝离心机的液相出口与所述硝热熔罐的入口相连，所述硝离心机的固相出口与硫酸钠干燥单元相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述硝母液泵的出口与二效硝循环管相连，所述二效硝循环管的出口与二效硝循环泵的入口相连，二效硝循环泵的出口与二效硝蒸发器的入口相连，所述二效硝蒸发器的出口与二效硝分离器的进料口相连，所述二效硝分离器的底部出口与所述二效硝循环管相连，所述二效硝分离器的盐腿出口通过二效硝晶浆泵与所述硝稠厚罐的入口相连；所述一效硝蒸发器的壳程入口与生蒸汽管相连，所述一效硝分离器的顶部排汽口与所述二效硝蒸发器的壳程入口相连，所述一效硝蒸发器及二效硝蒸发器的壳程出口分别与双效冷凝水罐相连，所述双效冷凝水罐的出口通过双效冷凝水泵与冷凝水回收管相连；所述二效硝分离器的顶部排汽口与硝表冷器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷冻单元外排管的出口与杂盐蒸发釜的进料口相连，所述杂盐蒸发釜的底部出口与杂盐离心机的入口相连，所述杂盐离心机的液相出口与杂盐母液暂存罐相连，所述杂盐母液暂存罐的出口通过杂盐母液回流泵与所述杂盐蒸发釜的回流口相连，所述杂盐离心机的固相出口与杂盐打包设备相连；所述杂盐蒸发釜的排气口与杂盐回收表冷器的入口，所述杂盐回收表冷器的出口与真空泵相连。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、进料泵将25℃，浓度为9.86%wt的硫酸钠溶液经预冷器预冷至14℃后送入冷冻循环管中，与循环液共同进入冷冻循环泵，冷冻循环泵将硫酸钠溶液送入冷冻换热器降温至0℃，进入冷冻结晶器后硫酸钠大量结晶析出，冷冻结晶器的溢流继续进入冷冻循环管循环。冷冻换热器的壳程由内循环泵二提供冷媒乙二醇循环，内循环泵二的出口管道与冷媒缓存桶二相连，冷媒缓存桶二的出口通过泵与冷冻机二的入口相连，冷冻机二的出口与内循环泵二的入口管道相连。

2、冷冻结晶器底部的硫酸钠晶浆被冷冻晶浆泵抽出后，送入冷冻稠厚罐缓存，再进入冷冻离心机进行固液分离后，得到十水硫酸钠盐和硫酸钠离心母液，所得十水硫酸钠盐即芒硝送入硫酸钠干燥单元干燥后得到硫酸钠成品盐。硫酸钠离心母液、冷冻稠厚罐的溢流与冷冻结晶器顶部的溢流共同进入冷冻母液罐中收集，被冷冻母液泵抽出，进入预冷器对新硫酸钠溶液进行预冷，实现余冷回收利用，以节约系统的能耗，升温后的硫酸钠离心母液从冷冻单元外排管排出。

3、硝热熔罐既是系统的母液罐，又作为熔硝罐和进料罐，节约成本；硫酸钠冷冻结晶单元得到的芒硝进入硝热熔罐中，浓度为32.6%的硫酸钠溶液被硝母液泵抽出，回到一效硝循环管和二效硝循环管中循环，一效硝分离器排出的二次汽作为二效硝蒸发器的热源，一效硝蒸发器及二效硝蒸发器壳程的冷凝水进入双效冷凝水罐中收集，然后被双效冷凝水泵抽出，进入冷凝水回收管回用。当系统固液比达到1：10后，通过一效硝晶浆泵和二效硝晶浆泵将盐浆打入硝稠厚罐中缓存，再进入硝离心机中分离得到高纯度的硫酸钠和硝离心母液，所得硫酸钠送入硫酸钠干燥单元干燥后得到纯度为99%的硫酸钠盐。

4、冷却单元母液管或冷冻单元外排管排出的废母液，进入杂盐蒸发釜中蒸发结晶，然后进入杂盐离心机进行固液分离，固相打包后得到可出售的杂盐。杂盐离心母液进入杂盐母液暂存罐储存，由杂盐母液回流泵抽出并回到杂盐蒸发釜中循环；废母液固化实现了废水彻底资源化利用，提高主产品盐的品质。在真空泵的抽吸下，杂盐蒸发釜的排汽进入杂盐回收表冷器冷凝，维持杂盐蒸发釜在真空下加快蒸发。杂盐蒸发釜的夹套冷凝水进入杂盐冷凝水收集罐中收集，由杂盐冷凝水泵送入冷凝水回收管回收。

附图说明

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的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型中硫酸钠冷冻结晶单元的流程图。

图2为本实用新型中硫酸钠热熔结晶单元的流程图。

图3为本实用新型中杂盐回收单元的流程图。

图中：1.硫酸钠溶液池；2.进料泵；3.硫酸钠冷冻结晶单元；3a.冷冻结晶器；3b.冷冻循环管；3c.冷冻循环泵；3d.冷冻换热器；3e.冷冻晶浆泵；3f.冷冻稠厚罐；3g.冷冻离心机；3h.冷冻母液罐；3j.冷冻母液泵；3k.预冷器；3m.冷冻单元外排管；3n.冷冻机二；3p.冷媒缓存桶二；3q.内循环泵二；4.硫酸钠热熔结晶单元；4a.一效硝分离器；4b.一效硝循环管；4c.一效硝循环泵；4d.一效硝蒸发器；4e.一效硝晶浆泵；4f.二效硝分离器；4g.二效硝循环管；4h.二效硝循环泵；4j.二效硝蒸发器；4k.二效硝晶浆泵；4m.硝稠厚罐；4n.硝离心机；4p.硝热熔罐；4q.硝母液泵；4r.双效冷凝水罐；4s.双效冷凝水泵；4t.硝表冷器；5.硫酸钠干燥单元；6.杂盐回收单元；6a.杂盐蒸发釜；6b.杂盐离心机；6c.杂盐母液暂存罐；6d.杂盐母液回流泵；6e.杂盐打包设备；6f.杂盐回收表冷器；6g.真空泵；6h.杂盐冷凝水收集罐；6j.杂盐冷凝水泵；G1.生蒸汽管；G2.冷凝水回收管；G3.冷却水供水管；G4.冷却水回水管；G5.高压冲洗水管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型工业废水制硫酸钠盐的生产系统包括与硫酸钠溶液池1相连的进料泵2和硫酸钠冷冻结晶单元3，硫酸钠冷冻结晶单元3包括冷冻结晶器3a、冷冻换热器3d和冷冻循环泵3c，冷冻结晶器3a的循环溢流口通过冷冻循环管3b与冷冻循环泵3c的入口相连，进料泵2的出口与预冷器3k的热侧入口相连，预冷器3k的热侧出口与冷冻循环泵3c的入口相连；冷冻循环泵3c的出口与冷冻换热器3d的入口相连，冷冻换热器3d的出口与冷冻结晶器3a的进料管相连，冷冻结晶器3a的底部出口与冷冻循环管3b相连，冷冻结晶器3a的侧壁下部出口与冷冻晶浆泵3e的入口相连，冷冻晶浆泵3e的出口与冷冻稠厚罐3f及冷冻循环管3b相连，冷冻稠厚罐3f的底部出口与冷冻离心机3g的入口相连，冷冻离心机3g的固相出口与硫酸钠热熔结晶单元4相连，冷冻离心机3g的液相出口与冷冻结晶器3a的上部溢流口共同与冷冻母液罐3h的入口相连，冷冻母液罐3h的出口通过冷冻母液泵3j与冷冻循环管3b及预冷器3k的冷侧入口相连，预冷器3k的冷侧出口与冷冻单元外排管3m相连。

进料泵2将25℃，浓度为9.86%wt的硫酸钠溶液经预冷器3k预冷至14℃后送入冷冻循环管3b中，与循环液共同进入冷冻循环泵3c，冷冻循环泵3c将硫酸钠溶液送入冷冻换热器3d降温至0℃，进入冷冻结晶器3a后硫酸钠大量结晶析出，冷冻结晶器3a的溢流继续进入冷冻循环管3b循环。冷冻换热器3d的壳程由内循环泵二3q提供冷媒乙二醇循环，内循环泵二3q的出口管道与冷媒缓存桶二3p相连，冷媒缓存桶二3p的出口通过泵与冷冻机二3n的入口相连，冷冻机二3n的出口与内循环泵二3q的入口管道相连。冷却水供水管G3与冷冻机二3n的冷却水进水口相连，冷冻机二3n的冷却水出水口与冷却水回水管G4相连。

冷冻结晶器3a底部的硫酸钠晶浆被冷冻晶浆泵3e抽出后，送入冷冻稠厚罐3f缓存，再进入冷冻离心机3g进行固液分离后，得到十水硫酸钠盐和硫酸钠离心母液，所得十水硫酸钠盐即芒硝送入硫酸钠干燥单元5干燥后得到硫酸钠成品盐。硫酸钠离心母液、冷冻稠厚罐3f的溢流与冷冻结晶器3a顶部的溢流共同进入冷冻母液罐3h中收集，被冷冻母液泵3j抽出，进入预冷器3k对新硫酸钠溶液进行预冷，实现余冷回收利用，以节约系统的能耗，升温后的硫酸钠离心母液从冷冻单元外排管3m排出。

如图2所示，硫酸钠热熔结晶单元4包括一效、二效硝蒸发单元和硝热熔罐4p，冷冻离心机3g的固相出口与硝热熔罐4p的入口相连，硝热熔罐4p的底部出口通过硝母液泵4q与一效硝循环管4b相连，一效硝循环管4b的出口与一效硝循环泵4c的入口相连，一效硝循环泵4c的出口与一效硝蒸发器4d的入口相连，一效硝蒸发器4d的出口与一效硝分离器4a的进料口相连，一效硝分离器4a的底部出口与一效硝循环管4b相连，一效硝分离器4a的盐腿出口通过一效硝晶浆泵4e与硝稠厚罐4m的入口相连，硝稠厚罐4m的底部出口与硝离心机4n的入口相连，硝离心机4n的液相出口与硝热熔罐4p的入口相连，硝离心机4n的固相出口与硫酸钠干燥单元5相连。

硝母液泵4q的出口与二效硝循环管4g相连，二效硝循环管4g的出口与二效硝循环泵4h的入口相连，二效硝循环泵4h的出口与二效硝蒸发器4j的入口相连，二效硝蒸发器4j的出口与二效硝分离器4f的进料口相连，二效硝分离器4f的底部出口与二效硝循环管4g相连，二效硝分离器4f的盐腿出口通过二效硝晶浆泵4k与硝稠厚罐4m的入口相连；一效硝蒸发器4d的壳程入口与生蒸汽管G1相连，一效硝分离器4a的顶部排汽口与二效硝蒸发器4j的壳程入口相连，一效硝蒸发器4d及二效硝蒸发器4j的壳程出口分别与双效冷凝水罐4r相连，双效冷凝水罐4r的出口通过双效冷凝水泵4s与冷凝水回收管G2相连；二效硝分离器4f的顶部排汽口与硝表冷器4t相连。

硝热熔罐既是系统的母液罐，又作为熔硝罐和进料罐，节约成本，硫酸钠冷冻结晶单元3得到的芒硝进入硝热熔罐4p中，浓度为32.6%的硫酸钠溶液被硝母液泵4q抽出，回到一效硝循环管4b和二效硝循环管4g中循环，一效硝分离器4a排出的二次汽作为二效硝蒸发器4j的热源，一效硝蒸发器4d及二效硝蒸发器4j壳程的冷凝水进入双效冷凝水罐4r中收集，然后被双效冷凝水泵4s抽出，进入冷凝水回收管G2回用。当系统固液比达到1：10后，通过一效硝晶浆泵4e和二效硝晶浆泵4k将盐浆打入硝稠厚罐4m中缓存，再进入硝离心机4n中分离得到高纯度的硫酸钠和硝离心母液，所得硫酸钠送入硫酸钠干燥单元5干燥后得到纯度为99%的硫酸钠盐。

来自高压冲洗水管G5的高压冲洗水从一效硝分离器4a、二效硝分离器4f的顶部进入，可以对分离器进行冲洗。

如图3所示，冷冻单元外排管3m的出口与杂盐蒸发釜6a的进料口相连，杂盐蒸发釜6a的底部出口与杂盐离心机6b的入口相连，杂盐离心机6b的液相出口与杂盐母液暂存罐6c相连，杂盐母液暂存罐6c的出口通过杂盐母液回流泵6d与杂盐蒸发釜6a的回流口相连，杂盐离心机6b的固相出口与杂盐打包设备6e相连；杂盐蒸发釜6a的排气口与杂盐回收表冷器6f的入口，杂盐回收表冷器6f的出口与真空泵6g相连。

冷冻单元外排管3m排出的废母液，进入杂盐蒸发釜6a中蒸发结晶，然后进入杂盐离心机6b进行固液分离，固相打包后得到可出售的杂盐。杂盐离心母液进入杂盐母液暂存罐6c储存，由杂盐母液回流泵6d抽出并回到杂盐蒸发釜6a中循环；废母液固化实现了废水彻底资源化利用，提高主产品盐的品质。在真空泵6g的抽吸下，杂盐蒸发釜6a的排汽进入杂盐回收表冷器6f冷凝，维持杂盐蒸发釜6a在真空下加快蒸发。杂盐蒸发釜6a的夹套冷凝水进入杂盐冷凝水收集罐6h中收集，由杂盐冷凝水泵6j送入冷凝水回收管G2回收。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (4)

1.一种工业废水制硫酸钠盐的生产系统，包括与硫酸钠溶液池相连的进料泵，其特征在于：所述进料泵的出口与预冷器的热侧入口相连，所述预冷器的热侧出口与冷冻循环泵的入口相连，所述冷冻循环泵的出口与冷冻换热器的入口相连，所述冷冻换热器的出口与冷冻结晶器的进料管相连，所述冷冻结晶器的循环溢流口通过冷冻循环管与所述冷冻循环泵的入口相连，所述冷冻结晶器的侧壁下部出口与冷冻晶浆泵的入口相连，所述冷冻晶浆泵的出口与冷冻稠厚罐及所述冷冻循环管相连，所述冷冻稠厚罐的底部出口与冷冻离心机的入口相连，所述冷冻离心机的固相出口与硫酸钠热熔结晶单元相连，所述冷冻离心机的液相出口与所述冷冻结晶器的上部溢流口共同与冷冻母液罐的入口相连，所述冷冻母液罐的出口通过冷冻母液泵与所述冷冻循环管及所述预冷器的冷侧入口相连，所述预冷器的冷侧出口与冷冻单元外排管相连。

2.根据权利要求1所述的工业废水制硫酸钠盐的生产系统，其特征在于：所述硫酸钠热熔结晶单元包括一效、二效硝蒸发单元和硝热熔罐，所述冷冻离心机的固相出口与所述硝热熔罐的入口相连，所述硝热熔罐的底部出口通过硝母液泵与一效硝循环管相连，所述一效硝循环管的出口与一效硝循环泵的入口相连，一效硝循环泵的出口与一效硝蒸发器的入口相连，所述一效硝蒸发器的出口与一效硝分离器的进料口相连，所述一效硝分离器的底部出口与所述一效硝循环管相连，所述一效硝分离器的盐腿出口通过一效硝晶浆泵与硝稠厚罐的入口相连，所述硝稠厚罐的底部出口与硝离心机的入口相连，所述硝离心机的液相出口与所述硝热熔罐的入口相连，所述硝离心机的固相出口与硫酸钠干燥单元相连。

3.根据权利要求2所述的工业废水制硫酸钠盐的生产系统，其特征在于：所述硝母液泵的出口与二效硝循环管相连，所述二效硝循环管的出口与二效硝循环泵的入口相连，二效硝循环泵的出口与二效硝蒸发器的入口相连，所述二效硝蒸发器的出口与二效硝分离器的进料口相连，所述二效硝分离器的底部出口与所述二效硝循环管相连，所述二效硝分离器的盐腿出口通过二效硝晶浆泵与所述硝稠厚罐的入口相连；所述一效硝蒸发器的壳程入口与生蒸汽管相连，所述一效硝分离器的顶部排汽口与所述二效硝蒸发器的壳程入口相连，所述一效硝蒸发器及二效硝蒸发器的壳程出口分别与双效冷凝水罐相连，所述双效冷凝水罐的出口通过双效冷凝水泵与冷凝水回收管相连；所述二效硝分离器的顶部排汽口与硝表冷器相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的工业废水制硫酸钠盐的生产系统，其特征在于：所述冷冻单元外排管的出口与杂盐蒸发釜的进料口相连，所述杂盐蒸发釜的底部出口与杂盐离心机的入口相连，所述杂盐离心机的液相出口与杂盐母液暂存罐相连，所述杂盐母液暂存罐的出口通过杂盐母液回流泵与所述杂盐蒸发釜的回流口相连，所述杂盐离心机的固相出口与杂盐打包设备相连；所述杂盐蒸发釜的排气口与杂盐回收表冷器的入口，所述杂盐回收表冷器的出口与真空泵相连。

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