CN220213981U - 一种硫酸钠冷冻结晶系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硫酸钠冷冻结晶系统，包括换热器、冷冻罐、沉淀罐、污水循环泵、冷冻液储罐、低温冷冻液循环泵、高温冷冻液循环泵、冷冻机及清水泵；高浓度硫酸钠污水池的出口通过进水管道与冷冻罐的进口连通，换热器设于冷冻罐内部，冷冻罐的出口通过管道与沉淀罐的进口连通，在沉淀罐的底部设有排盐口，在排盐口处设有排盐阀，沉淀罐的清液出口通过管道与所述污水循环泵的进口连通，污水循环泵的出口通过排水管道与污水处理系统的进口连通，污水循环泵的出口还通过冲洗管道与所述冷冻罐的进口连通。优点在于：利用热泵技术，冷冻机将高温冷冻液中的热量吸收，释放到清水中带走，实现了冷冻液制冷。
Description
技术领域：
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种硫酸钠冷冻结晶系统。
背景技术：
工业生产中，硫酸钠污水量大，硫酸钠浓度高，由于硫酸钠的溶解度低，可以采用降低温度的方法来使污水中的硫酸钠结晶析出。冷冻结晶是在一个冷冻罐内同时进行冷冻降温、析出晶体并导出，池体容量大、换热器庞大且多，操作不便，存在安全隐患，且由于环保要求严格，对系统反应过程中有诸多要求，如池体要求封闭VOC集中收集处理，将无组织排放转为有组织排放等，这种传统办法虽经济实惠，但是占地面积大，受气候变化影响严重，效率低。为了提高效率，目前多采用多效蒸发、MVR等蒸发浓缩技术，但由于污水中除硫酸钠、氯化钠、有机物外，还含有硫酸钙、碳酸钙等杂盐，在蒸发过程中换热器出现结垢、结焦现象，导致硫酸钠的出盐率和纯度均较低，且成本较高。
实用新型内容：
在以上技术背景下，本实用新型的目的在于提供一种硫酸钠冷冻结晶系统。
本实用新型由如下技术方案实施：一种硫酸钠冷冻结晶系统，包括换热器、冷冻罐、沉淀罐、污水循环泵、冷冻液储罐、低温冷冻液循环泵、高温冷冻液循环泵、冷冻机及清水泵；
高浓度硫酸钠污水池的出口通过进水管道与所述冷冻罐的进口连通，所述换热器固定设于所述冷冻罐内部，所述冷冻罐的进口与所述换热器的热介质进口连通，所述冷冻罐的出口通过管道与所述沉淀罐的进口连通，在所述沉淀罐的底部设有排盐口，在所述排盐口处设有排盐阀，所述沉淀罐的清液出口通过管道与所述污水循环泵的进口连通，所述污水循环泵的出口通过排水管道与污水处理系统的进口连通，所述污水循环泵的出口还通过冲洗管道与所述冷冻罐的进口连通；
所述冷冻液储罐内部由隔板分隔成高温区和低温区，在所述低温区和所述高温区对应的罐壁上分别设有进口和出口，所述低温区的出口通过管道与所述低温冷冻液循环泵的进口连通，所述低温冷冻液循环泵的出口通过管道与所述换热器的冷介质进口连通，所述换热器的冷介质出口通过管道与所述高温区的进口连通，所述高温区的出口通过管道与所述高温冷冻液循环泵的进口连通，所述高温冷冻液循环泵的出口通过管道与所述冷冻机的热介质进口连通，所述冷冻机的热介质出口通过管道与所述低温区的进口连通；清水池的出口通过管道与所述清水泵的进口连通，所述清水泵的出口通过管道与所述冷冻机的冷介质进口连通，所述冷冻机的冷介质出口通过管道与清水冷却池的进口连通。
优选的，还包括控制器，在所述进水管道上设有第一阀门，在所述冷冻罐的出口处设有气动调节阀，在所述排水管道上设有第二阀门，在所述冲洗管道上设有第三阀门，在所述冷冻罐内设有第一液位计，在所述沉淀罐内设有第二液位计，在所述污水循环泵的出口处设有硫酸钠浓度分析仪，在所述低温区设有低温冷冻液温度计，在所述冷冻机的清水出口处设有清水温度计；所述低温冷冻液温度计、所述清水温度计、所述第一液位计、所述第二液位计及所述硫酸钠浓度分析仪的信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，所述控制器的信号输出端与所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述气动调节阀、所述污水循环泵、所述低温冷冻液循环泵、所述高温冷冻液循环泵、所述清水泵及所述冷冻机的信号输入端信号连接。
优选的，在所述冷冻罐内固定设有格栅限位板，所述换热器设于所述格栅限位板的上方，所述格栅限位板的孔洞与所述换热器的热介质出口对应设置。
优选的，所述冷冻罐及所述沉淀罐的池底均为锥形。
优选的，在靠近所述沉淀罐的清液出口一侧设有隔板，所述隔板与所述沉淀罐的侧壁和底部固定连接。
本实用新型的优点：1、利用冷冻机将高温冷冻液中的热量吸收，释放到清水中带走，实现了冷冻液制冷；低温的冷冻液进入换热器将污水的热量带走，污水温度降低，硫酸钠结晶析出、沉淀，实现了硫酸钠冷冻结晶的目的；2、通过采用冷冻液与污水的循环换热，有效解决了传统冷冻结晶工艺中池体容量大、换热器庞大的弊端，整个工艺设备运行过程中，实现了自动化控制，操作简便、安全、高效；3、通过冷冻结晶的方式，得到的硫酸钠的出盐率及纯度相较于蒸发结晶的技术而言均较高，且能耗低，解决了高浓度硫酸钠污水处理的难题。
附图说明：
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅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为实施例1的装置连接示意图；
图2为实施例1的信号传输示意图；
图中：1、换热器，2、冷冻罐，3、沉淀罐，4、污水循环泵，5、冷冻液储罐，6、低温冷冻液循环泵，7、高温冷冻液循环泵，8、冷冻机，9、清水泵，10、控制器，11、进水管道，12、格栅限位板，13、排盐阀，14、排水管道，15、冲洗管道，16、高温区，17、低温区，18、第一阀门，19、气动调节阀，20、第二阀门，21、第三阀门，22、第一液位计，23、第二液位计，24、硫酸钠浓度分析仪，25、低温冷冻液温度计，26、清水温度计，27、隔板。
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1：
如图1-2所示，一种硫酸钠冷冻结晶系统，包括换热器1、冷冻罐 2、沉淀罐 3、污水循环泵 4、冷冻液储罐 5、低温冷冻液循环泵6、高温冷冻液循环泵 7、冷冻机 8、清水泵9及控制器10。
高浓度硫酸钠污水池的出口通过进水管道11与冷冻罐2的进口连通，在冷冻罐2内固定设有格栅限位板12，换热器1固定设于冷冻罐2的内部且设于格栅限位板12的上方，冷冻罐2的进口与换热器1的热介质进口连通，格栅限位板12的孔洞与换热器1的热介质出口对应设置，格栅限位板12对换热器1起到支撑作用，同时，将格栅限位板12的孔洞与换热器1的热介质出口对应设置，不会对热介质的流动造成阻碍，且结晶的硫酸钠可以顺利进入换热器下方的冷冻罐2而不被格栅限位板12截留。冷冻罐2的出口通过管道与沉淀罐3的进口连通，在沉淀罐3的底部设有排盐口，在排盐口处设有排盐阀13，沉淀罐3的清液出口通过管道与污水循环泵4的进口连通，污水循环泵4的出口通过排水管道14与污水处理系统的进口连通，污水循环泵4的出口还通过冲洗管道15与冷冻罐2的进口连通，冷冻罐2及沉淀罐3的池底均为锥形，有利于结晶的硫酸钠沉降在底部，同时便于硫酸钠结晶的排出。在靠近沉淀罐3的清液出口一侧设有隔板27，隔板27与沉淀罐3的侧壁和底部固定连接，防止硫酸钠晶体由清液出口排出，堵塞冲洗管道15和排水管道14。
冷冻液储罐5内部由隔板分隔成高温区16和低温区17，在低温区17和高温区16对应的罐壁上分别设有进口和出口，低温区17的出口通过管道与低温冷冻液循环泵6的进口连通，低温冷冻液循环泵6的出口通过管道与换热器1的冷介质进口连通，换热器1的冷介质出口通过管道与高温区16的进口连通，高温区16的出口通过管道与高温冷冻液循环泵7的进口连通，高温冷冻液循环泵7的出口通过管道与冷冻机8的热介质进口连通，冷冻机8的热介质出口通过管道与低温区17的进口连通；清水池的出口通过管道与清水泵9的进口连通，清水泵9的出口通过管道与冷冻机8的冷介质进口连通，冷冻机8的冷介质出口通过管道与清水冷却池的进口连通。高温冷冻液作为热介质与冷冻机8内的冷媒进行换热后，再由清水作为冷介质对冷媒进行降温，进而将高温冷冻液的热量带出冷冻机8。
在进水管道11上设有第一阀门18，在冷冻罐2的出口处设有气动调节阀 19，在排水管道14上设有第二阀门 20，在冲洗管道15上设有第三阀门 21，在冷冻罐2内设有第一液位计 22，在沉淀罐3内设有第二液位计23，在污水循环泵4的出口处设有硫酸钠浓度分析仪24，在低温区17设有低温冷冻液温度计 25，在冷冻机8的清水出口处设有清水温度计26；低温冷冻液温度计 25、清水温度计 26、第一液位计22、第二液位计23及硫酸钠浓度分析仪24的信号输出端与控制器10的信号输入端信号连接，控制器10的信号输出端与第一阀门 18、第二阀门 20、第三阀门 21、气动调节阀 19、污水循环泵4、低温冷冻液循环泵 6、高温冷冻液循环泵 7、清水泵9及冷冻机8的信号输入端信号连接。
工作说明：
打开第一阀门18和气动调节阀19，由进水管道11向冷冻罐2和沉淀罐3内注入高含硫酸钠污水，当达到第一液位计22和第二液位计23的上限值时，关闭第一阀门18，开启第一冷冻液循环泵，将冷冻液储罐5低温区17的低温冷冻液送入换热器1内，与高含硫酸钠污水进行换热，换热后得到高温冷冻液回流至冷冻液储罐5的高温区16；同时，启动污水循环泵4，使污水由冲洗管道15回流至冷冻罐2内，利用回流的污水对换热器1表面进行冲洗，将换热器1上析出的硫酸钠冲掉并随污水进入沉淀罐3，沉淀一定时间后，打开沉淀罐3底部排盐口的阀门，使硫酸钠排出至下一工序。当冷冻罐2和沉淀罐3中的污水的硫酸钠低于工艺要求的下限值时，打开第二阀门20，由排水管道14排出后，再次向冷冻罐2和沉淀罐3中注入高含硫酸钠污水，重复以上步骤。
冷冻液储罐5高温区16的高温冷冻液通过高温冷冻液循环泵7送入冷冻机8后再次进入冷冻液储罐5的低温区17，当低温冷冻液温度计25检测到的温度为-5℃时，冷冻机8开启，高温冷冻液在冷冻机8内与冷媒换热，冷媒再将热量释放到清水中，由清水将冷媒的热量带走，当低温冷冻液温度计25检测到的温度为-13℃时，冷冻机8停止运行，保持低温区17的冷冻液的温度在-15～-5℃范围内。通过调节清水泵9的频率，控制冷冻机8的清水出口处的清水温度在30-35℃。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种硫酸钠冷冻结晶系统，其特征在于，包括换热器、冷冻罐、沉淀罐、污水循环泵、冷冻液储罐、低温冷冻液循环泵、高温冷冻液循环泵、冷冻机及清水泵；
高浓度硫酸钠污水池的出口通过进水管道与所述冷冻罐的进口连通，所述换热器固定设于所述冷冻罐内部，所述冷冻罐的进口与所述换热器的热介质进口连通，所述冷冻罐的出口通过管道与所述沉淀罐的进口连通，在所述沉淀罐的底部设有排盐口，在所述排盐口处设有排盐阀，所述沉淀罐的清液出口通过管道与所述污水循环泵的进口连通，所述污水循环泵的出口通过排水管道与污水处理系统的进口连通，所述污水循环泵的出口还通过冲洗管道与所述冷冻罐的进口连通；
所述冷冻液储罐内部由隔板分隔成高温区和低温区，在所述低温区和所述高温区对应的罐壁上分别设有进口和出口，所述低温区的出口通过管道与所述低温冷冻液循环泵的进口连通，所述低温冷冻液循环泵的出口通过管道与所述换热器的冷介质进口连通，所述换热器的冷介质出口通过管道与所述高温区的进口连通，所述高温区的出口通过管道与所述高温冷冻液循环泵的进口连通，所述高温冷冻液循环泵的出口通过管道与所述冷冻机的热介质进口连通，所述冷冻机的热介质出口通过管道与所述低温区的进口连通；清水池的出口通过管道与所述清水泵的进口连通，所述清水泵的出口通过管道与所述冷冻机的冷介质进口连通，所述冷冻机的冷介质出口通过管道与清水冷却池的进口连通。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸钠冷冻结晶系统，其特征在于，还包括控制器，在所述进水管道上设有第一阀门，在所述冷冻罐的出口处设有气动调节阀，在所述排水管道上设有第二阀门，在所述冲洗管道上设有第三阀门，在所述冷冻罐内设有第一液位计，在所述沉淀罐内设有第二液位计，在所述污水循环泵的出口处设有硫酸钠浓度分析仪，在所述低温区设有低温冷冻液温度计，在所述冷冻机的清水出口处设有清水温度计；所述低温冷冻液温度计、所述清水温度计、所述第一液位计、所述第二液位计及所述硫酸钠浓度分析仪的信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，所述控制器的信号输出端与所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述气动调节阀、所述污水循环泵、所述低温冷冻液循环泵、所述高温冷冻液循环泵、所述清水泵及所述冷冻机的信号输入端信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸钠冷冻结晶系统，其特征在于，在所述冷冻罐内固定设有格栅限位板，所述换热器设于所述格栅限位板的上方，所述格栅限位板的孔洞与所述换热器的热介质出口对应设置。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸钠冷冻结晶系统，其特征在于，所述冷冻罐及所述沉淀罐的池底均为锥形。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸钠冷冻结晶系统，其特征在于，在靠近所述沉淀罐的清液出口一侧设有隔板，所述隔板与所述沉淀罐的侧壁和底部固定连接。
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