一种一效四体MVR混盐废水分离装置及分离方法与流程

本发明属于化工废水处理领域，具体涉及一种一效四体mvr混盐废水分离装置及分离方法。

背景技术：

在盐化工、煤化工、湿法冶炼、制药等领域的一些企业，会产生大量同时含有氯化钠、硫酸钠以及其它盐分的高浓度混盐废水。对于这类废水的脱盐处理，通常有以下几种处理技术：一是直接蒸发结晶得到混盐，这种技术工艺简单，但经济价值不高。二是盐硝联产的多效真空蒸发工艺，这项技术利用氯化钠和硫酸钠的溶解度关系，高温得盐（氯化钠），低温得硝（硫酸钠），可以得到较高纯度盐产品和硝产品，但末效蒸汽被冷凝，造成能源的极大浪费。三是盐硝分离的mvr蒸发工艺，这个工艺与上述多效真空蒸发工艺一样也是利用氯化钠和硫酸钠的溶解度关系，高温得盐，低温得硝，不同之处在于二次蒸汽经压缩机压缩后可循环使用。但这个工艺至少需要高温和低温两硝蒸汽压缩机，且低温蒸汽压缩机的体积流量非常大，无论是设备投资还是运行能耗都很大。四是冷冻提硝工艺，即采用冷冻法使硫酸钠结晶从而与氯化钠分离，这个工艺冷冻温度低，需要大循环量的低温母液，系统能耗很高。五是膜法浓缩分离，利用纳滤膜使废水中的氯化钠和硫酸钠分离，然后结合蒸发结晶或冷冻结晶的方法可以得到较高纯度的硫酸钠和氯化钠。其中，蒸发结晶或冷冻结晶装置及其运行方式直接决定盐硝分离的效果以及整个工艺系统的投资和运行成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节约成本、降低能耗的一效四体mvr混盐废水分离装置及分离方法，通过该装置和方法可实现混盐废水零排放，并从中分离、回收高纯度的盐和无水硝。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种一效四体mvr混盐废水分离装置，包括预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器和蒸汽压缩机，所述预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器的二次蒸汽出口连接到同一效蒸汽压缩机的进口，所述蒸汽压缩机的进口蒸汽温度为80~100℃。

所述的一效四体mvr混盐废水分离装置，其中，蒸汽压缩机的出口分别连接预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器的加热蒸汽入口。

所述的一效四体mvr混盐废水分离装置，其中，蒸汽压缩机的出口分别连接预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器的加热蒸汽入口以及第二蒸汽压缩机的入口，第二蒸汽压缩机的出口连接杂盐蒸发结晶器的加热蒸汽入口。

所述的一效四体mvr混盐废水分离装置，其中，预浓缩蒸发器的物料出口连接盐蒸发结晶器的物料入口，盐蒸发结晶器的物料出口外接盐离心机的入口，盐离心机的母液出口分别连接盐蒸发结晶器以及杂盐蒸发结晶器的物料入口；硝蒸发结晶器的物料出口外接硝离心机的入口，硝离心机的母液出口分别连接硝蒸发结晶器以及杂盐蒸发结晶器的物料入口；杂盐蒸发结晶器的物料出口外接杂盐离心机的入口，杂盐离心机的母液出口连接杂盐蒸发结晶器的物料入口。

所述的一效四体mvr混盐废水分离装置，其中，预浓缩蒸发器的物料入口外接纳滤膜的产水出口；硝蒸发结晶器的物料入口外接纳滤膜的浓水出口；纳滤膜的入口连接需要分离的混盐废水。

所述的一效四体mvr混盐废水分离装置，其中，预浓缩蒸发器为降膜蒸发器；盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器为强制循环蒸发结晶器；盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器设有淘析柱。

所述的一效四体mvr混盐废水分离装置，其中，蒸汽压缩机、第二蒸汽压缩机为罗茨压缩机、离心鼓风机或高速离心压缩机；蒸汽压缩机、第二蒸汽压缩机的进出口温差为10~18℃。

本发明还公开了一种使用上述分离装置的一效四体mvr混盐废水分离方法，其采用的技术方案是：

一种一效四体mvr混盐废水分离方法，通过mvr工艺，纳滤膜产水先由预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器浓缩结晶，后由盐离心机洗涤分离得到盐产品，纳滤膜浓水先由硝蒸发结晶器浓缩结晶，后由硝离心机洗涤分离得到硝产品，盐离心机母液和硝离心机母液先由杂盐蒸发结晶器浓缩结晶，后由杂盐离心机分离得到杂盐；预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器中循环的二次蒸汽进入同一效蒸汽压缩机，经同一效蒸汽压缩机压缩升温后分流回用。

所述的一效四体mvr混盐废水分离方法，其中，纳滤膜产水中的氯化钠的质量浓度与硫酸钠的质量浓度之比大于5.5；纳滤膜浓水中的氯化钠的质量浓度与硫酸钠的质量浓度之比小于5.5。

本发明的有益效果如下。

1．本发明采用同一效蒸汽压缩机对氯化钠和硫酸钠进行mvr蒸发结晶，且蒸汽压缩机的进口温度为80~100℃，与以往采用高低温两效或多效蒸汽压缩机进行mvr蒸发结晶相比，大大降低了对压缩机的流量和性能要求，从而达到了降低成本和运行能耗的目的。

2．由于降膜蒸发器的换热系数约为强制循环蒸发结晶器的2倍，本发明在纳滤膜产水进入盐蒸发结晶器前先采用预浓缩蒸发器预浓缩，可以大幅度降低系统的总换热面积以及运行能耗。

3．针对混盐废水中含有的除氯化钠、硫酸钠之外的其它盐分和高沸点组分，本发明采用杂盐蒸发结晶器进行处理。通过杂盐蒸发结晶器，一方面可以提高氯化钠和无水硫酸钠两种产品的纯度，另一方面可以实现废水零排放，整个装置除了固体盐外，只有可以回用的冷凝水产生，无其它污水排放。

4、本发明的盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器设有淘析柱，通过淘析柱淘析、杂盐蒸发结晶、离心机洗涤可生产出高质量的工业盐和工业无水硫酸钠。

附图说明

图1为本发明第一实施例的示意图；

图2为本发明第二实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种一效四体mvr混盐废水分离装置，包括预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器和蒸汽压缩机。其中，预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器的二次蒸汽出口与同一效蒸汽压缩机的进口相连。

预浓缩蒸发器为降膜蒸发器，包括蒸发器本体、与蒸发器本体相连的气液分离室。

盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器为强制循环蒸发结晶器，包括换热器、设有淘析柱的结晶分离器以及强制循环泵。其中，换热器的加热蒸汽入口为强制循环蒸发结晶器的加热蒸汽入口，换热器的物料入口为强制循环蒸发结晶器的物料入口，换热器的物料出口与结晶分离器的物料入口相连。结晶分离器的二次蒸汽出口为强制循环蒸发结晶器的二次蒸汽出口，结晶分离器的物料出口为强制循环蒸发结晶器的物料出口。强制循环泵的入口和出口分别与结晶分离器的物料出口和换热器的物料入口相连。

蒸汽压缩机为罗茨压缩机、离心鼓风机或高速离心压缩机，蒸汽压缩机的进口蒸汽温度为80~100℃，进出口温差为10~18℃。

一效四体mvr混盐废水分离装置物料管道的连接如下：

预浓缩蒸发器的物料入口外接纳滤膜的产水出口，预浓缩蒸发器的物料出口连接盐蒸发结晶器的物料入口，盐蒸发结晶器的物料出口外接盐离心机的入口，盐离心机的母液出口分别连接盐蒸发结晶器的物料入口以及杂盐蒸发结晶器的物料入口。

硝蒸发结晶器的物料入口外接纳滤膜的浓水出口，硝蒸发结晶器的物料出口外接硝离心机的入口，硝离心机的母液出口分别连接硝蒸发结晶器的物料入口以及杂盐蒸发结晶器的物料入口。

杂盐蒸发结晶器的物料入口外接盐离心机、硝离心机以及杂盐离心机的母液出口，杂盐蒸发结晶器的物料出口外接杂盐离心机的入口。

一效四体mvr混盐废水分离装置蒸汽管道的连接结合以下实施例子进行说明。

实施例1：

如图1所示，预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器的二次蒸汽出口与同一效蒸汽压缩机的进口相连，蒸汽压缩机的出口分别连接预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器的加热蒸汽入口。

实施例2：

如图2所示，预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器、杂盐蒸发结晶器的二次蒸汽出口与同一效蒸汽压缩机的进口相连，蒸汽压缩机的出口分别连接预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器的加热蒸汽入口以及第二蒸汽压缩机的入口，第二蒸汽压缩机的出口连接杂盐蒸发结晶器的加热蒸汽入口。

使用上述分离装置的一效四体mvr混盐废水分离方法，具体实施方式如下。

1．混盐废水通过纳滤膜，得到富含氯化钠的产水以及富含硫酸钠的浓水，其中，纳滤膜产水中的氯化钠的质量浓度与硫酸钠的质量浓度之比大于5.5，纳滤膜浓水中的氯化钠的质量浓度与硫酸钠的质量浓度之比小于5.5。

2．纳滤膜产水经换热后进入一效四体mvr混盐废水分离装置的预浓缩蒸发器，先由预浓缩蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发温度为80~100℃，当预浓缩蒸发器中的氯化钠接近饱和时，送至蒸发温度为80~100℃的盐蒸发结晶器进一步浓缩结晶。当盐蒸发结晶器中硫酸钠接近饱和时，晶浆出料送至盐离心机进行固液分离，经洗涤干燥处理后可以得到盐产品。晶浆送至盐离心机前也可以先经盐稠厚器提高晶体的粒度和晶浆的固含量。盐离心机的离心母液一部分回流至盐蒸发结晶器，另一部分则泵至杂盐蒸发结晶器处理。

3．纳滤膜浓水经换热后进入一效四体mvr混盐废水分离装置的硝蒸发结晶器进行浓缩结晶，硝蒸发结晶器的蒸发温度为80~100℃。当硝蒸发结晶器中的氯化钠接近饱和时，晶浆出料送至硝离心机进行固液分离，经洗涤干燥处理后可以得到硝产品。晶浆送至硝离心机前也可以先经硝稠厚器提高晶体的粒度和晶浆的固含量。硝离心机的离心母液一部分回流至硝蒸发结晶器，另一部分则泵至杂盐蒸发结晶器处理。

4．由于混盐废水中通常会含有除氯化钠、硫酸钠之外的其它盐分以及有机物等高沸点组分，这些盐分和有机物如果不断在盐蒸发结晶和硝蒸发结晶过程中循环积累，将一方面影响盐产品和硝产品的纯度，另一方面会导致物料的沸点温升严重升高，影响氯化钠和硫酸钠的析出。为了避免上述情况，现有技术一般需要定期排出部分离心母液，无法实现废水零排放。本发明采用杂盐蒸发结晶器处理盐离心母液和硝离心母液，经蒸干处理后得到杂盐，无其它污水排放。

5.预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器以及杂盐蒸发结晶器产生的80~100℃的二次蒸汽共同进入同一台蒸汽压缩机，经蒸汽压缩机压缩温度提高10~18℃后分流回到预浓缩蒸发器、盐蒸发结晶器、硝蒸发结晶器以及杂盐蒸发结晶器作为加热蒸汽循环使用。当混盐废水中含有高沸点杂盐和组分导致物料的沸点温升严重升高时，上述分流回到杂盐蒸发结晶器的加热蒸汽在进入杂盐蒸发结晶器前还需要进入第二蒸汽压缩机，经第二蒸汽压缩机压缩、再提高10~18℃后再送至杂盐蒸发结晶器。