冷卻結晶技術在廢水處理中的應用

　　結晶是化學生產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化燃油，將極大保證我國的能源安全。結晶過程分為三大類：冷卻結晶，蒸發(fā)結晶和真空結晶。通過降低溫度，冷卻結晶基本上將溶質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。冷卻結晶成為廣泛使用的工業(yè)結晶方法。

冷卻結晶技術的行業(yè)應用和優(yōu)勢

　　在工業(yè)中應用的冷卻結晶技術通過冷卻或冷凍熱飽和溶液來實現結晶。與蒸發(fā)結晶相比，冷卻結晶更適用于隨著溫度升高溶解度顯著增加的物質。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流化床pH值進行自動控制，pH控制在9。這些物質包括氯化銨，磷酸鈉和芒硝。溫度和溶解度的系數變化很大。當溫度下降時，這些物質的溶解度也會降低，并形成過飽和溶液。由于其熱動力學不穩(wěn)定性，溶質將從溶液中結晶出來。冷卻結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，冷卻結晶經常與濃縮技術結合，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晶，通過離心分離獲得溶質。

脫硫廢水濃縮蒸發(fā)結晶鹽分離工藝

　　1.一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、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)器中出來的物料經過四效轉料泵打入三效分離器內，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

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

　　(6)經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，冷凍后的母液經過預熱后進入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進行蒸發(fā)濃縮結晶;

　　(8)經過濃縮結晶后的濃縮液進入離心機中，氯化鈉離心分離，將氯化鈉結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晶分離，獲得雜鹽。

　　2.根據權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、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過一效中轉泵輸送至三效強制循環(huán)蒸發(fā)結晶裝置的分離器中，由三效強制循環(huán)泵輸送物料經換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

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

　　3.根據權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、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)泵輸送物料經過冷凝器換熱交換，進行物理急凍;

　　第二步、冷d結晶設兩級處理，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晶存在，結晶鹽再與原液進行稀釋升溫，結晶鹽呈熔融狀態(tài)，再經過水泵轉至(5)中的二效分離器中進行再濃縮，提高純度。

　　4.根據權利要求1所述的脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結晶、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。

結晶脫硫廢水處理系統(tǒng)

　　1.基于多級流化床結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濃縮結晶裝置和硫酸鈉冷d結晶裝置，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濃縮結晶裝置及硫酸鈉冷d結晶裝置相連。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晶罐內進行結晶分離過程，同時在放空高硝鹽水后關閉放料閥。

　　2.根據權利要求1所述的基于多級流化床結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.根據權利要求1所述的基于多級流化床結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，或對z金屬進行提取、精煉資源化處理。在工業(yè)應用中，冷卻結晶經常與濃縮技術結合，使溶液首先蒸發(fā)并濃縮形成飽和溶液。

　　4.根據權利要求1所述的基于多級流化床結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.根據權利要求4所述的基于多級流化床結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流化床pH值進行自動控制，pH控制在8.0-9.5。冷卻結晶技術在廢水處理中的應用結晶是化學生產中的基本和普通過程之一。

　　6.根據權利要求4所述的基于多級流化床結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.根據權利要求4所述的基于多級流化床結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)經過濃縮結晶后的濃縮液進入離心機中，氯化鈉離心分離，將氯化鈉結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.根據權利要求4所述的基于多級流化床結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，并將SDI控制在3以下。

　　9.根據權利要求1所述的基于多級流化床結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，納濾裝置產水端與產水箱相連，放置產水氯化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，產水箱與氯h鈉MVR濃縮結晶裝置相連，濃水箱與硫酸鈉冷d結晶裝置相連。第二步、冷d結晶設兩級處理，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晶存在，結晶鹽再與原液進行稀釋升溫，結晶鹽呈熔融狀態(tài)，再經過水泵轉至(5)中的二效分離器中進行再濃縮，提高純度。