双介质蒸发结晶装置及工艺的制作方法

本发明涉及高盐度废水的处理技术领域，尤其涉及一种双介质蒸发结晶装置及工艺。

背景技术：

蒸发器主要适用于有结晶体析出溶液的蒸发与结晶，广泛应用于化工行业、金属矿业的冶炼、大型钢厂的酸洗废液、电厂的湿法脱硫废液处理等，蒸发结晶技术是一项很成熟的技术，其相关的研究和应用均比较广泛。目前，市面上的蒸发器主要有普通蒸发器、三效蒸发器、MVR蒸发器等，三效蒸发器和MVR蒸发器由于能够将热量充分利用，在市场上应用较多。

在常规的蒸发器中，一套蒸发器配备一套结晶器，蒸发介质只有一种。对于产生多种高盐度废水的企业，蒸发一种介质需要一套蒸发结晶器。同时，在某些企业的生产工艺流程中，涉及到两次甚至两次以上的蒸发浓缩。在上述情况下，企业需要投资建设多套蒸发器与结晶器，以满足生产的需要。

在农药、印染、医药等行业中的高盐度废水资源化利用的过程中，需要对高盐度废水进行浓缩结晶，得到含有大量有机物的危废盐，危废盐经过一整套精制工艺后，再重新溶解蒸发，得到干净的、可资源化利用的工业盐。在这个工艺中需要进行两次蒸发结晶。针对这种情况，现有的蒸发结晶装置的设计需要两套蒸发器。

对于这种设计，存在很大的弊端。一方面，增加投资建设成本，增大设备的占地面积；另一方面没有将热量资源充分利用，相对而言造成了热量的浪费，增加了企业蒸发结晶的运行成本。因此，在应用上不符合环保理念，其设计方案不够优化。

专利CN 201420752788.7公开了一种进料方式、效数可变的多效蒸发实验装置，该装置可以根据实际情况调节进料方式和多效蒸发的效数，但是，首先其主要是应用于实验室，在实际企业生产中，扩大化的生产，装置的组合和装配很容易产生问题；于此同时，从该专利的装置和工艺来看，装置只是在进料位置上存在多种变化，对于单个装置本身，其也在单个进料口进行进料，至少在物料流向上存在一定的改变，而且，对于多种不同的介质，其本身是不能进行同时进料和处理的，不能满足多种介质的同时进料需求。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种结构简单，方便节能，同时适用于两种介质同时蒸发结晶的装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种双介质蒸发结晶装置，所述的双介质蒸发结晶装置为多效蒸发结晶装置，所述的装置包括蒸发结晶器的第一效体，第二效体至第N效体，3≤N≤10，蒸发结晶装置的任意两个效体上设有蒸发介质进料口，蒸发结晶装置的任意两个效体上设有固体出料口，所述的蒸发结晶器的第一效体，第二效体和第N效体共用一套蒸汽系统。

本发明所述的蒸发结晶装置的一个固体出料口连接稠厚器、固液分离装置和干燥装置，蒸发结晶装置的另一固体出料口连接稠厚器、固液分离装置、危废盐精制装置和除杂装置。

本发明所述的除杂装置的出料口连接在蒸发结晶装置的任意一个原料介质进料口上。

本发明提供了一种用于双介质蒸发结晶工艺，该工艺包括如下步骤：

1）打开蒸汽管路，为蒸发结晶器的第一效体，第二效体、第N效体供热，其中两个蒸发介质进料口分别设置在第A效体和第B效体，两个固体出料口分别设置在第C效体和第D效体，其中1≤A、B、C、D≤N；

2）将企业生产的高盐度、高有机物废水经进料口通入蒸发结晶器的第A效体，依次经过A-C之间的效体浓缩，在第C效体的固体物料出口上得到固液混合物，经过稠厚器和固液分离装置处理后，得到有害有机物含量较高的危废盐；

3）将步骤2）中得到的危废盐经过危废盐精制装置，得到有机物含量不超过20ppm的精制盐；

4）将步骤3）中得到的精制盐重新溶解，经过除杂装置除去危废盐中的炭渣和杂质离子，得到干净的盐溶液；

5）将步骤4）中得到的干净的盐溶液通过另一个蒸发介质进料口通入第B效体中蒸发浓缩，经B-D之间的效体浓缩后，从第D效体的固体物料出口上得到的固液混合物通入到稠厚器中，再经过沉淀、固液分离、干燥后，得到干净的、可资源化利用的工业盐。

本发明所述的步骤2）、5）中的固液分离采用离心的形式进行固液分离。

本发明所述的步骤3）中的有机物分离装置中采用一级干燥、二级热脱附和（或）三级煅烧的工艺进行危废盐的精制。工艺中盐精制工艺能有效去除危废盐中的有机物。危废盐中主要含有大量有毒有害的有机物及杂质离子。在危废盐精制工艺中，其经过一级干燥后，可去除危废盐中的水分，增加盐的流动性，避免板结现象的产生；在经过二级热脱附后可去除大部分有机物；经过三级煅烧后，可去除热脱附不能去掉的有机物。最终，危废盐中有机物含量达到工业用盐的标准。在精制工艺中，温度逐级升高，热量充分利用，如果在热脱附之后能达到相应的标准，可去掉高温煅烧工艺，如果热脱附之后不能达标，也可减少高温煅烧的运行成本，节约资源，减少设备的负荷

本发明所述的步骤4）中的除杂装置中采用下述处理方法的一种或几种：过滤、镁盐沉淀法、树脂吸附法、碱沉淀法、硫化物沉淀法和折点氯化法精制危废盐。除杂工艺中，能有效去除炭渣、磷、氨氮、钙镁、重金属离子。在重新溶解的盐溶液中，如果没有去除杂质离子，这些离子会随着蒸发结晶进入到工业盐中，造成盐的纯度下降。因此，在此阶段将杂质离子去除可有效提高盐的纯度，加强其资源化利用的程度与途径，提高盐的经济附加值。

本发明的优点在于：本发明的蒸发结晶工艺设计巧妙，节省一套蒸发结晶设备。在本工艺流程中，理论上是需要两套蒸发结晶装置的，即危废盐蒸发结晶装置、工业盐精制蒸发结晶装置。但是，通过本发明专利通过巧妙的设计，将工业盐精制结晶放在一号蒸发器中，利用其产生的蒸汽热量通入到危废盐结晶的二效蒸发器中。这个设计不仅可以节约一套蒸发结晶装置，还可以避免工业盐精制结晶的污染，在完全满足蒸发要求的同时，减少企业的设备投资成本。

蒸发的介质为双介质，具有两套结晶分离装置。本发明专利中，蒸发介质不同，在一号蒸发结晶器中的介质是精制盐除杂后的盐溶液，结晶分离出来的固体是可直接资源化利用的工业用盐；在三效蒸发结晶器中的介质是高盐度、高有机物废水，结晶分离出来的固体是含有有害有机物的危废盐。在整套蒸发装置中，蒸汽热量资源充分利用，两种蒸法介质的结晶互不影响。

附图说明

图1为本发明的装置和工艺流程简图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例1：如图1所示：本次实验中主要采用农药厂产生的高含盐、高有机物废水，其中废水的含盐量为10%，有机物的浓度为11053mg/L。本此实验的目的是将高盐度、高有机物废水直接转化为可以资源化利用的工业用盐，同时解决废水问题和固体废弃物的问题。

在双介质蒸发结晶装置中，蒸发结晶器有三个效体，分别为第一效体、第二效体和第三效体。第一效体和第二效体上设置有蒸发介质进料口，第一效体和第三效体上设置有固体出料口。其中，第一效体上的固体出料口依次连接稠厚器、离心分离装置、干燥装置；第三效体上的固体出料口依次连接稠厚器、固液分离装置、危废盐精制装置、除杂装置。

采用本套装对废水进行处理工艺的具体的操作步骤如下：

1）打开蒸汽管路，为蒸发结晶器的第一效体，第二效体、第三效体供热；

2）将企业生产的高盐度、高有机物废水经进料口通入蒸发结晶器的第二效体，依次经过第二效体和第三效体的浓缩，在第三效体上的固体物料出口上得到固液混合物，经过稠厚器和离心分离装置处理后，得到含有有害有机物的危废盐；

3）将步骤2）中得到的危废盐经过危废盐精制装置，危废盐精制装置包括一级干燥、二级热脱附、三级煅烧装置，其中一级干燥的温度为150度，停留时间为40min，二级热脱附的温度为350度，停留时间为60min，三级煅烧的温度为500度，停留时间为40min，最终得到有机物含量为8ppm的精制盐；

4）将步骤5）中得到的精制盐重新溶解，经过除杂装置除去危废盐中的炭渣和杂质离子，得到干净的盐溶液。其中，首先采用过滤的方法出去炭渣，其次采用镁盐沉淀的方法出去磷，再次采用碱沉淀法去除重金属元素及钙镁，最后再用折点氯化的方法出去氨氮。

5）将步骤4）中得到的干净的盐溶液通过第一效体上的蒸发介质进料口进入到第一效体中蒸发浓缩，从第一效体上的固体出料口得到的固液混合物通入到稠厚器中，再通离心分离装置、干燥装置，得到干净的、可资源化利用的工业盐。

蒸发结晶器第一效体、第二效体、第三效体的运行参数如表1所示。

表1蒸发结晶器各个效体的运行参数明细

经过处理后得到的干净的工业盐的纯度指标如表2所示。

表2精制工业盐的纯度分析

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实施例2：本次实验中主要采用农药厂产生的高含盐、高有机物废水，其中废水的含盐量为10%，有机物的浓度为11053mg/L。本此实验的目的是将高盐度、高有机物废水直接转化为可以资源化利用的工业用盐，同时解决废水问题和固体废弃物的问题。

在双介质蒸发结晶装置中，蒸发结晶器有五个效体，分别为第一效体、第二效体、第三效体、第四效体和第五效体。第一效体和第三效体上设置有蒸发介质进料口，第二效体和第五效体上设置有固体出料口。其中，第二效体上的固体出料口依次连接稠厚器、离心分离装置、干燥装置；第五效体上的固体出料口依次连接稠厚器、固液分离装置、危废盐精制装置、除杂装置。

采用本套装对废水进行处理工艺的具体的操作步骤如下：

1）打开蒸汽管路，为蒸发结晶器的第一效体、第二效体、第三效体、第四效体和第五效体供热；

2）将企业生产的高盐度、高有机物废水经进料口通入蒸发结晶器的第三效体，依次经过第三效体、第四效体和第五效体的浓缩，在第五效体上的固体物料出口上得到固液混合物，经过稠厚器和离心分离装置处理后，得到含有有害有机物的危废盐；

3）将步骤2）中得到的危废盐经过危废盐精制装置，危废盐精制装置包括一级干燥、二级热脱附、三级煅烧装置，其中一级干燥的温度为150度，停留时间为40min，二级热脱附的温度为350度，停留时间为40min，三级煅烧的温度为500度，停留时间为30min，最终得到有机物含量为9ppm的精制盐；

4）将步骤5）中得到的精制盐重新溶解，经过除杂装置除去危废盐中的炭渣和杂质离子，得到干净的盐溶液。其中，首先采用过滤的方法出去炭渣，其次采用镁盐沉淀的方法出去磷，再次采用碱沉淀法去除重金属元素及钙镁，最后再用折点氯化的方法出去氨氮。

5）将步骤4）中得到的干净的盐溶液通过第一效体上的蒸发介质进料口进入到第一效体中蒸发浓缩，经过第一效体和第二效体的蒸发浓缩，从第二效体上的固体出料口得到的固液混合物通入到稠厚器中，再通离心分离装置、干燥装置，得到干净的、可资源化利用的工业盐。

蒸发结晶器各个效体的运行参数如表3所示。

表3蒸发结晶器各个效体的运行参数明细

经过处理后得到的干净的工业盐的纯度指标如表4所示。

表4精制工业盐的纯度分析

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实施例3：本次实验中主要采用医药公司产生的高含盐、高有机物废水，其中废水的含盐量为13%，有机物的浓度为18755mg/L。本此实验的目的是将高盐度、高有机物废水直接转化为可以资源化利用的工业用盐，同时解决废水问题和固体废弃物的问题。

在双介质蒸发结晶装置中，蒸发结晶器有七个效体，分别为第一效体、第二效体、第三效体、第四效体、第五效体、第六效体和第七效体。第三效体和第七效体上设置有蒸发介质进料口，第一效体和第四效体上设置有固体出料口。其中，第四效体上的固体出料口依次连接稠厚器、离心分离装置、干燥装置；第一效体上的固体出料口依次连接稠厚器、固液分离装置、危废盐精制装置、除杂装置。

采用本套装对废水进行处理工艺的具体的操作步骤如下：

1）打开蒸汽管路，为蒸发结晶器的第一效体、第二效体、第三效体、第四效体、第五效体、第六效体和第七效体供热；

2）将企业生产的高盐度、高有机物废水经进料口通入蒸发结晶器的第三效体，依次经过第三效体、第二效体和第一效体的浓缩，在第一效体上的固体物料出口上得到固液混合物，经过稠厚器和离心分离装置处理后，得到含有有害有机物的危废盐；

3）将步骤2）中得到的危废盐经过危废盐精制装置，危废盐精制装置包括一级干燥、二级热脱附、三级煅烧装置，其中一级干燥的温度为200度，停留时间为30min，二级热脱附的温度为400度，停留时间为50min，三级煅烧的温度为500度，停留时间为50min，最终得到有机物含量为7ppm的精制盐；

4）将步骤5）中得到的精制盐重新溶解，经过除杂装置除去危废盐中的炭渣和杂质离子，得到干净的盐溶液。其中，首先采用过滤的方法出去炭渣，其次采用镁盐沉淀的方法出去磷，再次采用碱沉淀法去除重金属元素及钙镁，最后再用折点氯化的方法出去氨氮。

5）将步骤4）中得到的干净的盐溶液通过第七效体上的蒸发介质进料口进入到第七效体中蒸发浓缩，经过第七效体、第六效体、第五效体和第四效体的蒸发浓缩，从第四效体上的固体出料口得到的固液混合物通入到稠厚器中，再通离心分离装置、干燥装置，得到干净的、可资源化利用的工业盐。

蒸发结晶器各个效体的运行参数如表5所示。

表5蒸发结晶器各个效体运行参数明细

经过处理后得到的干净的工业盐的纯度指标如表6所示。

表6精制工业盐的纯度分析

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需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所做出的任意组合或等同变换均属于本发明的保护范围。