公布日：2022.04.12
申請日：2021.12.17
分類(lèi)號：C02F9/04(2006.01)I;B01F21/00(2022.01)I;C01D3/14(2006.01)I;C01D5/16(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于廢棄再利用領(lǐng)域，尤其涉及一種廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，包括低溫溶鹽單元、氯化鈉純化單元和芒硝純化單元，所述低溫溶鹽單元包括通過(guò)管路連接的第一溶鹽設備和第一固液分離設備，所述第一溶鹽設備內有攪拌裝置并使設備內溶液保持在0-5度的反應環(huán)境，所述第一固液分離設備出口分為固相出口和液相出口，其中液相出口與氯化鈉純化單元相連，固相出口與芒硝純化單元相連。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)一種利用該系統對廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純的方法。本發(fā)明創(chuàng )新性的使用低溫水作為雜鹽溶劑節約了能耗和工序、并通過(guò)分質(zhì)提取的方式獲得高純度硫酸鈉和氯化鈉，且整個(gè)布局合理節能有效。
權利要求書(shū)
1.一種廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：包括低溫溶鹽單元、氯化鈉純化單元和芒硝純化單元，所述低溫溶鹽單元包括通過(guò)管路連接的第一溶鹽設備（1）和第一固液分離設備（2），所述第一溶鹽設備內有攪拌裝置并使設備內溶液保持在0-5度的反應環(huán)境，所述第一固液分離設備出口分為固相出口和液相出口，其中液相出口與氯化鈉純化單元相連，固相出口與芒硝純化單元相連。
2.按權利要求1所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：所述氯化鈉純化單元包括預熱組件（3）、納濾膜分鹽系統（4）、反滲透膜濃縮組件（5）和蒸發(fā)結晶裝置（6），所述液相出口連接至預熱組件（3）冷水源進(jìn)口，預熱組件（3）熱水源出口經(jīng)管路與納濾膜分鹽系統（4）連接，所述納濾膜分鹽系統（4）對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中納濾產(chǎn)水出口接入反滲透膜組件（5），反滲透膜組件（5）的濃水出口與蒸發(fā)結晶裝置（6）相連，反滲透膜組件（5）產(chǎn)水出口通過(guò)回流管路連接至預熱組件（3）熱水副進(jìn)口。
3.按權利要求1所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：所述芒硝純化單元包括第二溶鹽設備（7）、第二固液分離設備（8）、熔融結晶設備（9），所述固相出口與第二溶鹽設備（7）相連，第二溶鹽設備（7）通過(guò)管路與第二固液分離設備（8）連接，第二固液分離設備的沉淀出口連接至熔融結晶設備（9），第二固液分離設備的清液出口經(jīng)管路回流至第一溶鹽設備（1）和\或第二溶鹽設備（7）。
4.按權利要求1或2或3任意項所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：還包括預冷器（10），所述預冷器（10）安裝在第二分離設備（8）的清液出口與第一溶鹽設備（1）和第二溶鹽設備（7）之間的管路上,所述預熱組件（3）的冷水副出口通過(guò)管路連接至預冷器入口。
5.按權利要求2或3所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：所述納濾膜分鹽系統（4）得到的芒硝固體通過(guò)管路連接至熔融結晶設備。
6.按權利要求1或3任意項所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：所述第一固液分離設備（2）和第二固液分離設備（8）包括但不限于離心機、壓濾機、過(guò)濾機。
7.按權利要求2所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：所述納濾膜分鹽系統（4）采用申請人現有專(zhuān)利CN202021177913.8，該專(zhuān)利通過(guò)CDNF對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水。
8.按權利要求2所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，其特征在于：所述預熱組件（3）為加熱器或換熱器。
9.一種利用權利要求1-8任一項廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統進(jìn)行提純的方法，其特征在于：包括以下步驟：a、將雜鹽投加在第一溶鹽設備（1）中，向第一溶鹽設備加入溫度0-5度的淡水，使第一溶鹽設備保持0-5度的反應環(huán)境，使氯化鈉濃度保持在24-26.3%，溶解全部氯化鈉形成氯化鈉溶液并結晶析出芒硝。b、對步驟a的結晶液進(jìn)行固液分離，在設備運轉期間，其中氯化鈉溶液作為冷水源經(jīng)過(guò)換熱器（3）升溫至25-40℃后進(jìn)入納濾膜分鹽系統（4）提純得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中芒硝固體進(jìn)入熔融結晶設備（9）處理，納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件（5）處理。c、納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件（5），所得濃縮液經(jīng)蒸發(fā)結晶后得到高純度固體氯化鈉，所得透過(guò)液返回換熱器（3），并利用步驟b所述的冷水源換熱降溫，作為溫度0-5度的次冷水。d、步驟a析出的芒硝在第二溶鹽設備（7）中經(jīng)過(guò)低溫沖洗進(jìn)入第二固液分離設備（8），固液分離后得到的芒硝與步驟b得到的芒硝固體共同進(jìn)入熔融結晶設備（9）處理后得到高純度硫酸鈉固體，固液分離得到的含濃度低于7%的硫酸鈉清液和步驟c得到的次冷水混合經(jīng)預冷器（10）以降溫至0-5度，并返回第一溶鹽設備（1）和/或第二溶鹽設備（7）重新作為冷水循環(huán)使用，在上述步驟循環(huán)過(guò)程中冷水中硫酸鈉濃度逐漸最高升至7%。
發(fā)明內容
為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開(kāi)一種廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，包括低溫溶鹽單元、氯化鈉純化單元和芒硝純化單元，所述低溫溶鹽單元包括通過(guò)管路連接的第一溶鹽設備和第一固液分離設備，所述第一溶鹽設備內有攪拌裝置并使設備內溶液保持在0-5度的反應環(huán)境，所述第一固液分離設備出口分為固相出口和液相出口，其中液相出口與氯化鈉純化單元相連，固相出口與芒硝純化單元相連。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，所述氯化鈉純化單元包括預熱組件、納濾膜分鹽系統、反滲透膜濃縮組件和蒸發(fā)結晶裝置，所述液相出口連接至預熱組件冷水源進(jìn)口，預熱組件熱水源出口經(jīng)管路與納濾膜分鹽系統連接，所述納濾膜分鹽系統對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中納濾產(chǎn)水出口接入反滲透膜組件，反滲透膜組件的濃水出口與蒸發(fā)結晶裝置相連，反滲透膜組件產(chǎn)水出口通過(guò)回流管路連接至預熱組件熱水副進(jìn)口。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，所述芒硝純化單元包括第二溶鹽設備、第二固液分離設備、熔融結晶設備，所述固相出口與第二溶鹽設備相連，第二溶鹽設備通過(guò)管路與第二固液分離設備連接，第二固液分離設備的沉淀出口連接至熔融結晶設備，第二固液分離設備的清液出口經(jīng)管路回流至第一溶鹽設備和\或第二溶鹽設備。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，還包括預冷器，所述預冷器安裝在第二分離設備的清液出口與第一溶鹽設備和第二溶鹽設備之間的管路上,所述預熱組件的冷水副出口通過(guò)管路連接至預冷器入口。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，所述納濾膜分鹽系統得到的芒硝固體通過(guò)管路連接至熔融結晶設備。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，所述第一固液分離設備和第二固液分離設備包括但不限于離心機、壓濾機、過(guò)濾機。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，所述納濾膜分鹽系統采用申請人現有專(zhuān)利CN202021177913.8，該專(zhuān)利通過(guò)CDNF對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統，所述預熱組件為加熱器或換熱器。
本發(fā)明同時(shí)公布一項利用所述廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統進(jìn)行提純的方法，包括以下步驟：a、將雜鹽投加在第一溶鹽設備中，向第一溶鹽設備加入溫度0-5度的淡水，使第一溶鹽設備保持0-5度的反應環(huán)境，使氯化鈉濃度保持在24-26.3%，溶解全部氯化鈉形成氯化鈉溶液并結晶析出芒硝。
b、對步驟a的結晶液進(jìn)行固液分離，其中氯化鈉溶液作為冷水源經(jīng)過(guò)換熱器升溫至25-40℃后進(jìn)入納濾膜分鹽系統提純得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中芒硝固體進(jìn)入熔融結晶設備處理，納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件處理。
c、納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件，所得濃縮液經(jīng)蒸發(fā)結晶后得到高純度固體氯化鈉，所得透過(guò)液返回換熱器，并利用步驟2所述的冷水源換熱降溫，作為溫度0-5度的次冷水。
d、步驟a析出的芒硝在第二溶鹽設備中經(jīng)過(guò)低溫沖洗進(jìn)入第二固液分離設備，固液分離后得到的芒硝與步驟b得到的芒硝固體共同進(jìn)入熔融結晶設備處理后得到高純度硫酸鈉固體，固液分離得到的含濃度低于7%的硫酸鈉清液和步驟c得到的次冷水混合經(jīng)預冷器以降溫至0-5度，并返回第一溶鹽設備和/或第二溶鹽設備重新作為冷水循環(huán)使用，在上述步驟循環(huán)過(guò)程中冷水中硫酸鈉濃度逐漸最高升至7%。
本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明創(chuàng )新性地使用低溫水作為溶劑溶解雜鹽析出芒硝，從而可以直接對芒硝處理提純，減少了傳統雜鹽分離系統中升溫溶解、配合納濾系統使用要求進(jìn)行降溫以及升溫結晶等過(guò)程的步序和能量損耗；2、本發(fā)明區別于現有技術(shù)的另一個(gè)體現是，現有技術(shù)都是對雜鹽中的氯化鈉和硫酸鈉同步蒸發(fā)或冷凍結晶，因此純度不高，加上氯化鈉等產(chǎn)品價(jià)格低廉等因素再投入提純價(jià)值意義不大；本發(fā)明則實(shí)現了硫酸鈉和氯化鈉分質(zhì)提純，直接可得高純度成品，提高了企業(yè)生產(chǎn)多樣性，實(shí)現了企業(yè)增收。
3、冷水源可以直接分離芒硝，并且冷水源獲取方式多樣而且經(jīng)濟，典型的如季節性水源和低溫自來(lái)水等，亦可將溶鹽設備設計為低溫設備；并通過(guò)合理布局，使冷水在整個(gè)系統循環(huán)過(guò)程中維持低溫，并最終將冷水中硫酸鈉濃度最高提升至7%作為溶鹽溶劑，節約能耗并提高了水資源利用率。
（發(fā)明人：李越彪;林會(huì )杰;李輝;李志偉;馮麗蓉;張卓）
