冷卻結(jié)晶技術在廢水處理中的應用

　　結(jié)晶是化學生產(chǎn)中的基本和普通過程之一。同時，我們又是煤炭資源豐富的國家，如果將豐富的煤資源轉(zhuǎn)化燃油，將極大保證我國的能源安全。結(jié)晶過程分為三大類：冷卻結(jié)晶，蒸發(fā)結(jié)晶和真空結(jié)晶。通過降低溫度，冷卻結(jié)晶基本上將溶質(zhì)從晶體形式的飽和溶液中分離出來。該方法不會除去溶劑，但溶液將被冷卻成過飽和溶液。它也適用于溶解度隨溫度升高而明顯增加的物質(zhì)。冷卻結(jié)晶成為廣泛使用的工業(yè)結(jié)晶方法。

冷卻結(jié)晶技術的行業(yè)應用和優(yōu)勢

　　在工業(yè)中應用的冷卻結(jié)晶技術通過冷卻或冷凍熱飽和溶液來實現(xiàn)結(jié)晶。與蒸發(fā)結(jié)晶相比，冷卻結(jié)晶更適用于隨著溫度升高溶解度顯著增加的物質(zhì)。堿液藥桶連接有加藥泵，通過加藥泵，將堿液輸送到晶種流化床中，氫氧化鈣晶種流化床堿液加藥根據(jù)流化床pH值進行自動控制，pH控制在9。這些物質(zhì)包括氯化銨，磷酸鈉和芒硝。溫度和溶解度的系數(shù)變化很大。當溫度下降時，這些物質(zhì)的溶解度也會降低，并形成過飽和溶液。由于其熱動力學不穩(wěn)定性，溶質(zhì)將從溶液中結(jié)晶出來。冷卻結(jié)晶法利用溶液中各組分的溶解度隨溫度變化的差異（見圖1）來達到材料分離的目的。在工業(yè)應用中，冷卻結(jié)晶經(jīng)常與濃縮技術結(jié)合，使溶液首先蒸發(fā)并濃縮形成飽和溶液。然后將飽和溶液冷卻并結(jié)晶，通過離心分離獲得溶質(zhì)。

脫硫廢水濃縮蒸發(fā)結(jié)晶鹽分離工藝

　　1.一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)原水通過進料泵進入冷凝水預熱器中，預熱升溫;

　　(2)預熱升溫后進入一效降膜蒸發(fā)器的分離器中，一效循環(huán)泵將一效分離器內(nèi)的物料送入一效加熱器頂部形成膜狀向下流動，循環(huán)流動過程中與管外熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(3)所述一效降膜蒸發(fā)器中出來的物料通過所述一效循環(huán)泵進入到四效強制循環(huán)蒸發(fā)器中，在所述四效強制循環(huán)蒸發(fā)器的分離器中，由四效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器換熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(4)所述四效強制循環(huán)蒸發(fā)器中出來的物料經(jīng)過四效轉(zhuǎn)料泵打入三效分離器內(nèi)，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(5)物料由三效中轉(zhuǎn)泵打入二效分離器內(nèi)，由二效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(6)經(jīng)過濃縮后的濃縮液進入旋液器，再進入離心機中，離心分離后獲得硫酸鈉晶體，硫酸鈉晶體進行干燥包裝，分離后的母液進入(7)中;

　　(7)將(6)中的母液輸送至冷凍d晶裝置冷凍，冷凍后的母液經(jīng)過預熱后進入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶;

　　(8)經(jīng)過濃縮結(jié)晶后的濃縮液進入離心機中，氯化鈉離心分離，將氯化鈉結(jié)晶鹽進行洗鹽提純和干燥，得到氯化鈉工業(yè)鹽，母液進入(9)中;

　　(9)將(8)中的母液進入單效強制循環(huán)蒸發(fā)器中進行蒸發(fā)濃縮，濃縮液再進行冷卻結(jié)晶分離，獲得雜鹽。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝，其特征在于，(7)中將冷凍后的母液預熱進行三效蒸發(fā)的步驟包括：

　　步驟一、冷凍后的母液進入冷凝水預熱器中預熱，預熱后進入一效強制循環(huán)蒸發(fā)器中，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　步驟二、步驟一中獲得的物料經(jīng)過一效中轉(zhuǎn)泵輸送至三效強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的分離器中，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　步驟三、步驟二中獲得的物料經(jīng)過三效轉(zhuǎn)料泵打入二效強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的分離器中，由二效強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度。

　　3.根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝，其特征在于，(7)中將(6)中的母液輸送至冷d結(jié)晶裝置冷凍的步驟還包括：

　　第y步、(6)中的母液通過進料泵進入攪拌罐中，由強制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過冷凝器換熱交換，進行物理急凍;

　　第二步、冷d結(jié)晶設兩級處理，末效溫度為-5℃，硫酸鈉以十水硫酸鈉和七水硫酸鈉的混合鹽結(jié)晶存在，結(jié)晶鹽再與原液進行稀釋升溫，結(jié)晶鹽呈熔融狀態(tài)，再經(jīng)過水泵轉(zhuǎn)至(5)中的二效分離器中進行再濃縮，提高純度。

　　4.根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝，其特征在于，在(2)、(3)、(4)、(5)中的蒸發(fā)工藝中，pH為5-6。

結(jié)晶脫硫廢水處理系統(tǒng)

　　1.基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，包括壓濾系統(tǒng)，載體循環(huán)流化床，氫氧化鎂晶種流化床，氫氧化鈣晶種流化床，螯合劑循環(huán)流化床，微晶精濾裝置，納濾裝置，氯h鈉MVR濃縮結(jié)晶裝置和硫酸鈉冷d結(jié)晶裝置，脫硫廢水池的出口與壓濾系統(tǒng)的進口相連，壓濾系統(tǒng)的出口與載體循環(huán)流化床的進口相連，載體循環(huán)流化床的出口與晶種流化床的進口相連，晶種流化床的出口與螯合劑循環(huán)流化床的進口相連，螯合劑循環(huán)流化床的出口與微晶精濾裝置進口相連，微晶精濾裝置的出口與納濾裝置的進口相連，納濾裝置的出口分別與氯h鈉MVR濃縮結(jié)晶裝置及硫酸鈉冷d結(jié)晶裝置相連。一種含有高硝(Na2SO4)鹽水的冷d脫硝的連續(xù)生產(chǎn)方法，具體步驟如下：開啟放料閥，把高硝鹽水排放到第二個結(jié)晶罐內(nèi)進行結(jié)晶分離過程，同時在放空高硝鹽水后關閉放料閥。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，壓濾系統(tǒng)包括污泥泵，壓濾機，壓榨泵和濾液池，脫硫廢水池的出口與污泥泵相連，污泥泵的出口與板框壓濾機的進口相連，板框壓濾機的出口與濾液池的進口相連，壓榨泵的出口與板框壓濾機相連，壓榨泵為板框壓濾機的進一步壓濾提供0.8-1.2MPa的水壓，污泥泵的壓力控制在0.4-0.8MPa，壓濾系統(tǒng)去除脫硫廢水中懸浮物。(2)預熱升溫后進入一效降膜蒸發(fā)器的分離器中，一效循環(huán)泵將一效分離器內(nèi)的物料送入一效加熱器頂部形成膜狀向下流動，循環(huán)流動過程中與管外熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度。

　　3.根據(jù)權利要求1所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，載體循環(huán)流化床包括依次連接的進水泵，載體吸附劑藥桶，載體吸附劑循環(huán)箱和載體循環(huán)流化床，載體吸附劑藥桶連接有加藥泵，配有載體吸附劑的載體循環(huán)流化床，去除脫硫廢水的z金屬元素，并將載體吸附劑進行循環(huán)流化利用，將富集z金屬的載體吸附劑進行固化、包埋無害化處置，或?qū)金屬進行提取、精煉資源化處理。在工業(yè)應用中，冷卻結(jié)晶經(jīng)常與濃縮技術結(jié)合，使溶液首先蒸發(fā)并濃縮形成飽和溶液。

　　4.根據(jù)權利要求1所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，晶種流化床包括氫氧化鎂晶種流化床和氫氧化鈣晶種流化床，載體循環(huán)流化床的出口與氫氧化鎂晶種流化床的進口相連，氫氧化鎂晶種流化床的出口與氫氧化鈣晶種流化床的進口相連，氫氧化鈣晶種流化床出口與螯合劑循環(huán)流化床的進口相連。但由于成分復雜，腐蝕性等原因，各種處理技術均存在一定的局限性。

　　5.根據(jù)權利要求4所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，氫氧化鎂晶種流化床包括依次連接的進水泵，晶種流化床，氫氧化鎂沉淀池和氫氧化鎂晶種篩分干燥器，堿液藥桶連接有加藥泵，通過加藥泵將堿液輸送到晶種流化床中，氫氧化鎂晶種流化床的堿液加藥量根據(jù)流化床pH值進行自動控制，pH控制在8.0-9.5。冷卻結(jié)晶技術在廢水處理中的應用結(jié)晶是化學生產(chǎn)中的基本和普通過程之一。

　　6.根據(jù)權利要求4所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，氫氧化鈣晶種流化床包括依次連接的進水泵，晶種流化床，氫氧化鈣沉淀池和氫氧化鈣晶種篩分干燥器;堿液藥桶連接有加藥泵，通過加藥泵，將堿液輸送到晶種流化床中，氫氧化鈣晶種流化床堿液加藥根據(jù)流化床pH值進行自動控制，pH控制在9.5-11.5。得到的十水硫酸鈉熱融后，回到硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)繼續(xù)蒸發(fā)，此時需要額外蒸發(fā)約1噸水，硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)需要蒸發(fā)73噸水。

　　7.根據(jù)權利要求4所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，螯合劑循環(huán)流化床，包括進水泵，螯合劑藥桶，螯合劑循環(huán)箱和螯合劑循環(huán)流化床，螯合劑藥桶連接有加藥泵，螯合劑循環(huán)流化床，處理每噸螯合劑循環(huán)流化床進水螯合劑投加量控制在5kg-20kg，流化床出水進行部分回流循環(huán)流化，回流比例控制在1:10-100之間。(8)經(jīng)過濃縮結(jié)晶后的濃縮液進入離心機中，氯化鈉離心分離，將氯化鈉結(jié)晶鹽進行洗鹽提純和干燥，得到氯化鈉工業(yè)鹽，母液進入(9)中。

　　8.根據(jù)權利要求4所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，微晶精濾裝置為多介質(zhì)過濾器，陶瓷膜多孔過濾器或管式微濾裝置，微晶精濾裝置去除螯合劑循環(huán)流化床形成的微晶物質(zhì)，并將SDI控制在3以下。

　　9.根據(jù)權利要求1所述的基于多級流化床結(jié)晶的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特性在于，納濾裝置通過高壓進水泵連接微晶精濾裝置，納濾裝置濃水端與濃水箱相連，放置濃水硫化n溶液，納濾裝置產(chǎn)水端與產(chǎn)水箱相連，放置產(chǎn)水氯化n溶液，納濾裝置分別與阻垢劑藥桶，還原劑藥桶和清洗劑藥桶相連，阻垢劑藥桶、還原劑藥桶、清洗劑藥桶均分別與自動清洗系統(tǒng)控制系統(tǒng)及壓力表電氣連接，自動清洗系統(tǒng)控制系統(tǒng)和操作平臺電性連接，納濾裝置將微晶精濾裝置的出水進行多級多段納濾，產(chǎn)水箱與氯h鈉MVR濃縮結(jié)晶裝置相連，濃水箱與硫酸鈉冷d結(jié)晶裝置相連。第二步、冷d結(jié)晶設兩級處理，末效溫度為-5℃，硫酸鈉以十水硫酸鈉和七水硫酸鈉的混合鹽結(jié)晶存在，結(jié)晶鹽再與原液進行稀釋升溫，結(jié)晶鹽呈熔融狀態(tài)，再經(jīng)過水泵轉(zhuǎn)至(5)中的二效分離器中進行再濃縮，提高純度。