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高盐废水直接蒸腾结晶,得到是杂盐结晶产品。假如废水中含有的盐主要有两种,比如氯化钠和硫酸钠,可考虑经过火盐工艺,得到两种结晶盐产品。目前主要存在两种分盐工艺:膜法(纳滤)分盐和热法分盐。
膜法分盐是使用纳滤膜对二价及以上价态离子的高截留作用,实现NaCl和Na2SO4的分离,产水中的[Cl-]/[SO42-]进一步增大,而浓水中的[Cl-]/[SO42-]进一步减小,都尽可能地偏离共饱满曲线,结晶盐纯度能到达相关规范的要求。但纳滤分盐出资较高,运转费用也较高,而且纳滤膜存在功能衰减快、回收率低一级问题,随着运转时间的推移,其分盐作用会变差。
热法分盐是依据氯化钠和硫酸钠在不同温度下溶解度的差异,结合相图,直接经过蒸腾结晶方式,使大部分氯化钠和硫酸钠别离结晶出来。热法分盐优势是工艺简单,运转可靠性强,出资和运转成本低,不足之处是结晶盐质量略低,终究产品盐纯度受来料影响显着。
高盐废水进入蒸腾前,大都经过预处理,进入蒸腾的水杂质较少,故热法分盐得到广泛选用。在蒸腾设备选择上,当沸点升较低(小于10℃)时,MVR压缩机功率比四效蒸腾蒸汽火用具有显着的优势,固在蒸腾沸点升较低的溶液时,机械蒸汽再压缩工艺有优势。本文主要是经过某一含盐废水实例,进行MVR蒸腾结晶分盐的工艺规划。
1、氯化钠和硫酸钠的三相共饱满点
使用硫酸钠和氯化钠具有不同的溶解度特性,规划成一封闭式循环体系,氯化钠和硫酸钠别离在该体系的两个蒸腾工序中结晶分出。在硫酸钠蒸腾结晶工序中分出硫酸钠晶体,并使氯化钠不断浓缩。在氯化钠蒸腾结晶工序中,使来自硫酸钠蒸腾工序的接近饱满的富含氯化钠的制硝母液蒸腾结晶分出氯化钠晶体,与此一起制盐母液中硫酸钠含量上升但不结晶分出。
从相关规划手册,得到硫酸钠、氯化钠在不同温度下溶解度,并依据文献中相图数据,换算成三相共饱满时的溶解度,汇总在表1中。
依据MVR的蒸腾原理,温度规划上既要保证氯化钠和硫酸钠溶解度有一定的差异,而且温度不要太低,以防止压缩机进口气体体积较大,增大出资费用。故本文中在硫酸钠蒸腾时选取90℃,在氯化钠蒸腾时选取60℃。
2、分盐的物料平衡
当为了提高回收率,会有一部分母液循环量,并可依据进料含量的变化,可经过体系参数的验算来确认母液循环量的调节规模。
选取一种典型的含两种盐的废水,以5000kg/h的进料,按含氯化钠8%,硫酸钠4%规划。
当规划为直接蒸腾分离出杂盐时,需要规划蒸腾的水量为4400kg/h。
当规划为分盐时,先在90℃分离出硫酸钠盐,再60℃分离出氯化钠盐,两套蒸腾装置蒸腾水量别离为3540kg/h和860kg/h。详细如图1所示。
其中各管段的物料组成如表2所示
循环量的添加在提高回收率的一起,也添加了运转的能耗。一起在高含盐量条件下,盐的溶解度受到其他离子的影响,溶解度会改变,甚至形成较难分出的共混盐,然后下降硫酸钠和氯化钠的纯度。这时能够经过外排一部分母液或者产生杂盐的方式,来下降循环量,并来提高产品质量。
3、MVR工艺对比剖析
在三相共饱满时氯化钠的含量比较高,依据文献,本文取沸点升8℃,压缩机温升规划取15℃,据此经过工艺计算,将热法分盐的工艺与杂盐工艺的MVR进行对比,剖析结果如表3所示。
实践上分盐工艺中,当过料量从90℃进入60℃的环境中,会闪蒸出一部分蒸汽,氯化钠的MVR的进气量实践上并没有以上规划的体积流量大。
在氯化钠蒸腾中,尽管进口压力比较低,气体密度比较低,但由于需要蒸腾的水量究竟较少,故在选型上仍是比硫酸钠的压缩机要小一些。
一起在耗费功率上尽管压比比较高,但升压仍是较低,故氯化钠选型功率仍是比较小的。分盐的两台压缩机选型上功率之和为275kW,仅比单台产杂盐的压缩机功率250kW,仅多10%,能耗增大得不是很多。
4、结论与展望
(1)完全能够依据氯化钠和硫酸钠三相共饱满点的在不同温度下差异,进行分盐结晶,这对其它的分盐过程相同适用。
(2)在分盐规划上,存在循环物料以提高盐的回收率,在实践生产中可能会经过外排一部分杂盐的方式,工业污水处理减少循环量,并提高产品质量。
(3)分盐的两台的蒸汽压缩机总功率与单台蒸汽压缩机的总功率附近,在压缩机能耗上比产杂盐的能耗添加不大。
(4)MVR蒸腾结晶分盐完全是可行的,主要增大的能耗仍是在循环量上。详细做经济剖析,还有从出资和产品出路上进行剖析。