CN2908466Y - 硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，用于硫酸镁含量为1～30g/l的溶液的浓缩、回收，它有活性炭过滤器与硫酸镁溶液罐相连，活性炭过滤器后面连接有保安过滤器，保安过滤器后面连接有纳滤膜装置，纳滤膜装置后面连接有浓缩液罐，浓缩液罐后面连接有预冷器，预冷器后面连接有换热器，换热器后面连接有沉降器，沉降器后面连接有离心机，这种装置的核心部分可采用新颖的模块化设计的纳滤膜装置，结构紧凑、易于安装、适应范围广，可根据实际需要选择适宜的型号，所用的纳滤膜组件经过物理和化学改性，具有优良的脱硫酸镁性能，该装置还具有渗透液可作为工艺水使用、占地面积小、运行成本低、产生的污水量少、可回收利用硫酸镁的优点。
Description
技术领域
本实用新型提供了一种废水处理装置，尤其是一种含硫酸镁废水溶液的处理装置。
背景技术
工业生产中会产生大量含硫酸镁的废水溶液，热电厂烟气镁法脱硫后形成的废水就是如此。下面以此为例进行说明。燃煤烟气中的二氧化硫会对环境造成污染，因此，二氧化硫的脱除(脱硫)作为影响电厂运行的一个重要因素，越来越得到重视。脱硫工艺中的氧化镁湿法脱硫工艺以氧化镁为脱硫剂，该工艺系统简单，适应性好，因此近些年来得到极为广泛地应用，并有逐步代替钙基脱硫的趋势。在氧化镁湿法脱硫装置中，将氧化镁粉末吊装到氧化镁稀释罐中，通入工艺水，并进行搅拌，氧化镁溶解后生成Mg(OH)2溶液。将该溶液用工艺水调节到合适的浓度后，输送到设置有搅拌机的Mg(OH)2储罐。根据烟气中二氧化硫浓度变化、脱硫指标及氧化池和集水池的pH变化情况，调节氢氧化镁注入量，再用氢氧化镁浆液输送泵输送到集水池和氧化池。从燃煤锅炉引风机后端引入的烟气，在脱硫设备的文丘里管中降温，除去粉尘后送入吸收塔。从脱硫设备排出的烟气经过上端烟囱排放。从干式电除尘器排放的高温烟气向下流入到圆筒形高压文丘里塔，与引入的烟气同方向喷淋的水在小面积内气/液充分接触反应，生成亚硫酸镁(MgSO3)。用循环泵把集水池里的水打到喷嘴喷淋，使脱硫污水形成浆液，此过程中除掉大颗粒粉尘和部分氧化硫。用循环泵将浆液输送至脱硫塔内，经喷嘴喷淋，吸收烟气中的二氧化硫。随后，浆液静压流入集水池。一台风机向集水池底部强制送风，使氧化镁与脱硫污水充分混合，亚硫酸镁(MgSO3)进一步氧化成硫酸镁(MgSO4)，并防止悬浮物沉积。循环泵将集水池中的脱硫污水打入吸收塔单层喷嘴，脱硫污水又流入集水池。在脱硫塔烟气入口设置分配板或多孔板，使烟气均匀流动。利用特殊电流装置的阳极板和阴极板通电后产生的高压电场，将圆筒形高压文丘里塔和吸收塔中未除掉的二氧化硫(SO2)、粉尘、微量的HCl和HF、三氧化硫(SO3)等其它有害物质除去。
上述脱硫工艺产生的含有硫酸镁的脱硫废水在去除悬浮物后直接向外排放，因此，脱硫污水又会对环境造成二次污染。同时，也造成了有利用价值的硫酸镁的浪费。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，以减轻含硫酸镁污水造成的环境污染，同时充分回收利用废水中的硫酸镁。
本实用新型是这样实现的，硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，用于硫酸镁含量为1～30g/l的溶液的浓缩、回收，它有活性炭过滤器与硫酸镁溶液罐相连，活性炭过滤器后面连接有保安过滤器，保安过滤器后面连接有采用模块化设计、结构紧凑、易于安装的纳滤膜装置，纳滤膜装置的浓缩液出口上连接有浓缩液罐，浓缩液罐后面连接有预冷器，预冷器后面连接有换热器，换热器后面连接有沉降器，沉降器后面连接有离心机。
这种硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，其核心部分采用模块化设计的纳滤膜装置，可根据实际需要选择适宜的型号，所用的纳滤膜组件经过物理和化学改性，具有优良的脱硫酸镁性能。该浓缩纳滤、回收装置还具有下列优点：
1、纳滤膜装置产生的渗透液含硫酸镁很少，可作为生产中的工艺水使用。
2、浓缩液中硫酸镁浓度高，质量好，其它杂质含量少。
3、纳滤膜装置占地面积小。
4、运行成本低，纳滤膜装置运行仅仅消耗进料泵所需的电能。
5、该装置产生的污水量少，有利于环保。
6、利用冷冻处理回收利用硫酸镁，具有明显的经济效益。
附图说明
图1是本实用新型结构的示意图。
图2本实用新型的纳滤膜装置中的纳滤膜组件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例说明本实用新型的具体结构和工作原理。
如附图所示，本实用新型之硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，用于硫酸镁含量为1～30g/l的溶液的浓缩、回收，它有活性炭过滤器(2)与硫酸镁溶液罐(1)相连，活性炭过滤器后面连接有保安过滤器(3)，保安过滤器后面连接有采用模块化设计、结构紧凑、易于安装的纳滤膜装置(4)，纳滤膜装置的浓缩液出口上连接有浓缩液罐(5)，浓缩液罐后面连接有预冷器(6)，预冷器后面连接有换热器(7)，换热器后面连接有沉降器(8)，沉降器后面连接有离心机(9)。
本实用新型的工作原理是，来自热电厂脱硫装置和其它工业装置的硫酸镁溶液进入大储液罐(15)，经过预处理器(14)中的过滤网等的处理，除去大颗粒杂质后进入硫酸镁溶液罐(1)，在该罐中通过加酸或加碱调整pH值，使之符合后续装置的要求，通过泵把硫酸镁溶液打入活性炭过滤器(2)，利用活性炭的物理吸附和化学吸附作用除去残留的游离氯，活性炭过滤器出口则与保安过滤器(3)进口相连，保安过滤器(滤芯可根据需要选择5um或3um)的作用是防止较大的颗粒进入纳滤膜过滤装置，以免污染纳滤膜。将比较纯净的硫酸镁溶液加压，使其进入纳滤膜过滤装置(4)，硫酸镁溶液中的多数一价盐和水通过纳滤膜，得到硫酸镁浓度较低的渗透液，大多数硫酸镁、碳酸镁、亚硫酸镁等二价盐则被纳滤膜排斥浓缩，从浓缩液出口进入浓缩液罐(5)。从浓缩液罐中出来的浓缩液用泵打入预冷器(6)进行预冷，预冷温度控制在-15℃～0℃，浓缩液中的硫酸镁结晶，然后，进入沉降器(8)中进行沉降，沉降器中的清液通过泵打入换热器(7)与冷冻盐水或液氨进行换热进一步冷却，然后与预冷的浓缩液一起进入沉降器，这样可以有效地防止换热器的堵塞。从沉降器底部流出的流体流入离心机(9)，通过离心分离，可得到七水硫酸镁固体。
在所述的离心机(9)后面还有溶解罐(10)，溶解罐后面连接有蒸发器(11)，蒸发器后面有另一离心机(13)。从离心机出来的七水硫酸镁固体进入溶解罐(10)，通过加入蒸汽或热水进行溶解。溶解后的硫酸镁溶液通过泵进入蒸发器(11)，进一步蒸发，去掉结晶水，并进入离心机(13)进行再次离心，可再经过热风干燥后得到最终产品无水硫酸镁，然后经过包装作为成品进行出售。
在所述的蒸发器(11)后面还连接有另一蒸发器(12)，另一蒸发器(12)连接在另一离心机(13)上。蒸发器(11)与另一蒸发器(12)同时工作，可提高蒸发效率。
所述的保安过滤器(3)采用微滤膜进行过滤，微滤膜材料为聚丙烯(PP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、碳微孔管、金属微孔管和陶瓷微孔管中的一种。
如图2所示，在纳滤膜装置中的纳滤膜组件上有带孔中心管(16)，带孔中心管外面交错有集水材料层(17)、纳滤膜(18)、导流网(20)，最外面为外包装壳(19)。待浓缩硫酸镁液体沿进料方向进入纳滤膜组件内，硫酸镁液体中的多数一价盐和水通过纳滤膜进入带孔中心管，得到硫酸镁含量低的渗透液，从纳滤膜系统上的渗透液出口流出。大多数硫酸镁、碳酸镁、亚硫酸镁等二价盐则被纳滤膜排斥浓缩，得到硫酸镁含量高的浓缩液，从纳滤膜组件上的浓缩液出口流出。通过后续的冷却处理，利用硫酸镁结晶温度与其他二价盐的不同，将硫酸镁分离出来。
可将多个(通常为2～6个)纳滤膜组件串联或并联安装在一个壳体框架内，实现了模块化，结构紧凑，易于安装，占地面积小。纳滤膜组件的数量可根据硫酸镁溶液的流量选定。
纳滤膜装置中采用的纳滤膜材料为聚砜(PS)、复合薄膜(TFM)、醋酸纤维(CA)、芳香聚酰胺(PA)、聚乙烯醇(PVA)、璜化聚醚砜(SPES)中的一种。纳滤膜经过物理和化学方法改性，增加了膜表面电荷富集程度，使其具有优良的脱硫酸镁性能。
本实用新型中的纳滤膜装置采用了膜分离技术。膜是否能将溶解的组分从溶液中分离出来取决于该组分的大小、电荷、形状及其与膜表面的相互作用。由于硫酸镁的原子半径在0.202纳米左右，用纳滤膜来分离硫酸镁废水溶液，就能得到硫酸镁含量低的渗透液和硫酸镁含量高的浓缩液。
Claims (3)
1、硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，用于硫酸镁含量为1～30g/l的溶液的浓缩、回收，其特征在于，它有活性炭过滤器(2)与硫酸镁溶液罐(1)相连，活性炭过滤器后面连接有保安过滤器(3)，保安过滤器后面连接有采用模块化设计、结构紧凑、易于安装的纳滤膜装置(4)，纳滤膜装置的浓缩液出口上连接有浓缩液罐(5)，浓缩液罐后面连接有预冷器(6)，预冷器后面连接有换热器(7)，换热器后面连接有沉降器(8)，沉降器后面连接有离心机(9)。
2、如权利要求1所述的硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，其特征在于，在所述的离心机(9)后面还有溶解罐(10)，溶解罐后面连接有蒸发器(11)，蒸发器后面有另一离心机(13)。
3、如权利要求1或2所述的硫酸镁溶液的浓缩纳滤、回收装置，其特征在于，在所述的蒸发器(11)后面还连接有另一蒸发器(12)，另一蒸发器(12)连接在另一离心机(13)上。
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