脱硫废水的分离提纯系统的制作方法

本发明涉及化工领域，具体地，涉及脱硫废水的分离提纯系统。

背景技术

为了电气设备的使用安全，通常需要在电路板中加入阻燃剂，以保证材料达到一定的阻燃等级，减少火灾事故的发生。电路板制造行业使用的阻燃剂多为溴化环氧树脂、四溴双酚a类反应型含溴阻燃剂。出于对环境和健康风险的考虑，中国在《电子信息产品污染控制管理办法》中对多溴联苯和多溴二苯醚进行了限制。但是，并没有全面禁用溴系阻燃剂。在上述品种以外，溴系阻燃剂依然在世界各国广泛使用。因此国内火法处理废旧电路板工艺的脱硫废水中主要含有一定量的nabr和na2so4。30％以上的nabr具有回收价值。若从脱硫废液中提取出nabr，一方面可以降低脱硫液中盐浓度，另一方面可以创造一定的经济效益。但目前从脱硫废水中回收nabr和na2so4的系统结构复杂，成本高，回收率低。

由此，从脱硫废水中回收nabr和na2so4的系统有待改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种脱硫废水的分离提纯系统，该系统提纯得到nabr和na2so4纯度和回收率高，并且该系统脱硫废液为原料，无原料成本，在生产过程中，无需添加任何其它添加剂或催化剂，并且提取过程产生的液体可以在系统中重复循环利用，不产生三废，环境污染小。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种脱硫废水的分离提纯系统。根据本发明的实施例，该脱硫废水的分离提纯系统包括：

预热器，所述预热器具有脱硫废水入口和预热后脱硫废水出口；

二效蒸发器，所述二效蒸发器具有预热后脱硫废水入口、一效产出蒸汽入口、供热后二效不凝蒸汽出口、二效汽液出口和二效冷凝水出口，所述预热后脱硫废水入口与所述预热后脱硫废水出口相连；

二效分离器，所述二效分离器具有二效汽液入口、二效蒸汽出口、分离的二效蒸发后液出口和二效溶液出口，所述二效汽液入口与所述二效汽液出口相连，所述分离的二效蒸发后液出口与所述预热后脱硫废水入口相连；

一效蒸发器，所述一效蒸发器具有二效溶液入口、新蒸汽入口、供热后一效不凝蒸汽出口、一效汽液出口和一效冷凝水出口，所述二效溶液入口与所述二效溶液出口相连；

一效分离器，所述一效分离器具有一效汽液入口、一效蒸汽出口、分离的一效蒸发后液出口和一效饱和溶液出口，所述一效汽液入口与所述一效汽液出口相连，所述一效蒸汽出口与所述一效产出蒸汽入口相连，所述分离的一效蒸发后液出口与所述二效溶液入口相连；

第一固液分离器，所述第一固液分离器具有一效饱和溶液入口、第一固体出口和第一母液出口，所述一效饱和溶液入口与所述一效饱和溶液出口相连；

冷却结晶罐，所述冷却结晶罐具有第一母液入口和结晶后浆液出口，所述第一母液入口与所述第一母液出口相连；以及

第二固液分离器，所述第二固液分离器具有结晶后浆液入口、第二固体出口和第二母液出口，所述结晶后浆液入口与所述结晶后浆液出口相连，所述第二母液出口与所述二效溶液入口相连。

根据本发明实施例的脱硫废水的分离提纯系统，不仅通过逆流双效蒸发处理提纯得到nabr和na2so4纯度和回收率高，并且该系统以脱硫废液为原料，无原料成本，在生产过程中，无需添加任何其它添加剂或催化剂，并且提取过程产生的液体可以在系统中重复循环利用，不产生三废，环境污染小。

另外，根据本发明上述实施例的脱硫废水的分离提纯系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：集水池，所述集水池具有集水入口和集水出口，所述集水出口与所述预热器的脱硫废水入口相连。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：搅拌槽，所述搅拌槽具有加料口、预处理液入口和沉淀后液出口；压滤机，所述压滤机具有沉淀后液入口、滤渣出口和滤液出口，所述沉淀后液入口与所述沉淀后液出口相连；集水坑，所述集水具有滤液入口和滤液排出口，所述滤液入口与所述滤液出口相连，所述滤液排出口与所述预热器的脱硫废水入口相连。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：ph调节器，所述ph调节器与所述压滤机的滤液出口相连，用于调节滤液的ph值至6-8。

根据本发明的实施例，所述压滤机为板框式压滤机。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：第一储水罐，所述第一储水罐与所述预热器和所述一效蒸发器的供热后一效不凝蒸汽出口相连；第二储水罐，所述第二储水罐与所述预热器相连。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：冷凝器，所述冷凝器具有二效蒸汽入口、冷凝水入口和冷凝水出口，所述二效蒸汽入口与所述二效蒸汽出口相连，第三储水罐，所述第三储水罐与所述冷凝器的冷凝水出口相连。

根据本发明的实施例，所述二效蒸发器进一步包括：二效温度控制件，所述二效温度控制件设置在所述二效蒸发器内，所述二效温度控制件用于控制所述二效蒸发器的蒸发温度为60-70摄氏度；二效压力控制件，所述二效压力控制件设置在所述二效蒸发器内，所述二效压力控制件用于控制所述二效蒸发器的蒸发压力为20-30kpa。

根据本发明的实施例，所述一效蒸发器进一步包括：一效温度控制件，所述一效温度控制件设置在所述一效蒸发器内，所述一效温度控制件用于控制所述一效蒸发器的蒸发温度为95-105摄氏度；一效压力控制件，所述一效压力控制件设置在所述一效蒸发器内，所述一效压力控制件用于控制所述一效蒸发器的蒸发压力为70-80kpa。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：第一母液罐、所述第一母液罐分别与所述第一固液分离器的第一母液出口和所述冷却结晶罐的第一母液入口相连；第二母液罐、所述第二母液罐分别与所述第二固液分离器的第二母液出口和所述一效蒸发器的二效溶液入口相连。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的脱硫废水的分离提纯系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种脱硫废水的分离提纯系统。参考图1，根据本发明的实施例，对该脱硫废水的分离提纯系统进行解释说明，该系统包括：预热器100、二效蒸发器200、二效分离器300、一效蒸发器400、一效分离器500、第一固液分离器600、冷却结晶罐700和第二固液分离器800。

根据本发明实施例的脱硫废水的分离提纯系统，不仅通过逆流双效蒸发处理提纯得到nabr和na2so4纯度和回收率高，并且该系统脱硫废液为原料，无原料成本，在生产过程中，无需添加任何其它添加剂或催化剂，并且提取过程产生的液体可以在系统中重复循环利用，不产生三废，环境污染小。

为了便于理解该脱硫废水的分离提纯系统，下面对该系统的各装置进行解释说明：

预热器100：根据本发明的实施例，该预热器100具有脱硫废水入口和预热后脱硫废水出口。由此，预热后的脱硫后液更易于在二效蒸发器中蒸发，节省能源。

根据本发明的一些实施例，该预热器100为换热器，具体地，可以为板式换热器，利用一效蒸发器排出的一效蒸汽液化后的水为热源进行换热。

根据本发明的一些实施例，该系统进一步包括：第一储水罐900和第二储水罐1000，其中，第一储水罐900与预热器100和一效蒸发器400的供热后一效不凝蒸汽出口相连，用于存储一效蒸发器排出的一效蒸汽液化后的水，并输送至预热器100为热源进行换热，第二储水罐1000与预热器100相连，用于收集换热后的冷却水，该冷却水可以作为软化水返回余热锅炉使用。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：集水池1100，该集水池1100具有集水入口和集水出口，其中，集水出口与预热器的脱硫废水入口相连，用于将脱硫废水持续、稳定地输送到预热器中，保持系统处于稳定的工作状态。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：搅拌槽1200、压滤机1300和集水坑1900，其中，该搅拌槽1200具有加料口、预处理液入口和沉淀后液出口，由于脱硫废水中含有大量的氟离子和钙离子，可以由加料口加入石灰乳和碳酸钠，沉淀氟离子和钙离子，生成氟化钙和碳酸钙，除去脱硫废水中的氟和钙杂质，使钙离子的浓度不高于100mg/l，避免系统内部结垢，使氟离子的浓度不高于20mg/l，避免系统内的腐蚀会加剧；压滤机具有沉淀后液入口、滤渣出口和滤液出口，沉淀后液入口与沉淀后液出口相连，用于去除沉淀后液中的滤渣，集水坑1900具有滤液入口和滤液排出口，其中，滤液入口与滤液出口相连，滤液排出口与预热器100的脱硫废水入口相连，用于收集滤液并将滤液以一定的流量稳定地输送至预热器中进行预热。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：ph调节器(图中未示出)，该ph调节器与压滤机1300的滤液出口相连，用于调节滤液的ph值至6-8。如果滤液过酸过碱都会对后续设备造成损害，而ph6-8的滤液酸碱度小，对后续设备的损害小。根据本发明的实施例，脱硫废水的含溴量>1.5g/l。由此，脱硫废水的含溴量高，有利于溴的回收利用。

根据本发明的实施例，该压滤机为板框式压滤机。由此，压滤效率高，效果好。

二效蒸发器200：根据本发明的实施例，该二效蒸发器200具有预热后脱硫废水入口、一效产出蒸汽入口、供热后二效不凝蒸汽出口、二效汽液出口和二效冷凝水出口，其中，预热后脱硫废水入与预热后脱硫废水出口相连，用于对脱硫废水进行加热，蒸发和浓缩，使二效汽液中的硫酸钠接近饱和，易于析出。并且，需要说明的是该二效蒸发器200以蒸汽为热源进行加热，并且该蒸汽可来源于一效分离器分离得到的蒸汽，不仅降低成本，而且实现了系统内蒸汽的综合利用。

根据本发明的实施例，该二效蒸发器200进一步包括：二效温度控制件和二效压力控制件(图中未示出)，其中，二效温度控制件设置在二效蒸发器200内，该二效温度控制件用于控制所述二效蒸发器的蒸发温度为60-70摄氏度；二效压力控制件也设置在二效蒸发器200内，该二效压力控制件用于控制二效蒸发器的蒸发压力为20-30kpa。蒸发温度和压力需要根据脱硫废水中的盐的成分与比例进行调节设定，蒸发压力越低，盐的蒸发温度越低，二效蒸发器在上述条件下进行蒸发，不仅蒸发效果好、效率高，而且蒸发条件与设备性能相匹配，便于节能控制。

二效分离器300：根据本发明的实施例，该二效分离器具有二效汽液入口、二效蒸汽出口、分离的二效蒸发后液出口和二效溶液出口，其中，二效汽液入口与二效汽液出口相连，分离的二效蒸发后液出口与预热后脱硫废水入口相连，用于对二效汽液进行汽液分离处理，并且，分离得到的液体再返回二效蒸发器重复进行加热，蒸发和浓缩，使脱硫废水不断在二效蒸发器和二效分离器间循环，直至液体中的硫酸钠饱和析出，从而初步回收硫酸钠。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：冷凝器1400和第三储水罐1500，该冷凝器1400具有蒸汽入口和冷凝水出口，其中，蒸汽入口与二效蒸汽出口相连，用于冷凝回收二效蒸汽，该第三储水罐1500与冷凝器1400的冷凝水出口相连，用于存储冷凝水，存储的冷凝水可以由冷凝水泵抽出排走，作为循环水的补充水，而冷凝器不能冷凝的部分气体用真空泵吸出保持设备真空。

一效蒸发器400：根据本发明的实施例，该一效蒸发器400具有二效溶液入口、新蒸汽入口、供热后一效不凝蒸汽出口、一效汽液出口和一效冷凝水出口，其中，二效溶液入口与二效溶液出口相连，二效饱和溶液再次进行加热，蒸发和浓缩，使二效饱和溶液中溶解度更高的溴化钠接近饱和，易于析出。同时，该一效蒸发器400也以蒸汽为热源进行加热，并且该蒸汽可来源于工业生产中排出的废蒸汽，不仅降低成本，而且实现了能源的综合利用。

根据本发明的实施例，该一效蒸发器400进一步包括：一效温度控制件和一效压力控制件(图中未示出)，其中，一效温度控制件设置在一效蒸发器400内，该一效温度控制件用于控制一效蒸发器400的蒸发温度为95-105摄氏度；一效压力控制件也设置在一效蒸发器400内，该一效压力控制件用于控制一效蒸发器400的蒸发压力为70-80kpa。由此，利用一效温度控制件和一效压力控制件对一效蒸发器的温度和压力进行控制，使一效蒸发器的温度和压力均高于二效蒸发器，从而进一步蒸发溶液中的水分，使溴化钠更充分地析出，溴化钠的回收率更高。

一效分离器500：根据本发明的实施例，该一效分离器500具有一效汽液入口、一效蒸汽出口、分离的一效蒸发后液出口和一效饱和溶液出口，其中，一效汽液入口与一效汽液出口相连，一效蒸汽出口与一效产出蒸汽入口相连，分离的一效蒸发后液出口与二效溶液入口相连，用于对一效汽液进行汽液分离处理，并且，分离得到的液体再返回一效蒸发器重复进行加热，蒸发和浓缩，使脱硫废水不断在二效蒸发器和二效分离器间循环，直至液体中的溴化钠饱和析出，从而初步回收溴化钠。

第一固液分离器600：根据本发明的实施例，该第一固液分离器600具有一效饱和溶液入口、第一固体出口和第一母液出口，其中，一效饱和溶液入口与一效饱和溶液出口相连，用于对一效饱和溶液进行固液分离，使使以硫酸钠为主的晶体析出，再次回收脱硫废液中的硫酸钠，提高硫酸钠的回收率。

根据本发明的一些实施例，该第一固液分离器600为离心机。由此，固液分离的成本低，效率高，效果好。

根据本发明的一些实施例，该系统进一步包括：储液罐1700，该储液罐1700分别与第一固液分离器600、一效分离器500的一效饱和溶液出口和第三储水罐1500相连，用于存储部分冷凝水和一效饱和溶液，并将一效饱和溶液和冷凝水的混合液稳定输送至第一固液分离器600。

冷却结晶罐700：根据本发明的实施例，该冷却结晶罐700具有第一母液入口和结晶后浆液出口，其中，第一母液入口与第一母液出口相连，由于溴化钠的溶解度高，通过冷凝结晶使溴化钠的溶解度下降，从而促进溴化钠的析出。

根据本发明的一些实施例，该冷却结晶罐700用冷却水夹套冷却并结晶出nabr晶体。

第二固液分离器800：根据本发明的实施例，该第二固液分离器具有结晶后浆液入口、第二固体出口和第二母液出口，其中，结晶后浆液入口与结晶后浆液出口相连，第二母液出口与二效溶液入口相连，用于从结晶后浆液中分离以溴化钠为主的结晶化合物。

根据本发明的一些实施例，第一固液分离器600和第二固液分离器800均为离心机。由此，固液分离效率高，效果好。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：第一母液罐1600和第二母液罐1800、其中，第一母液罐分别与第一固液分离器600的第一母液出口和冷却结晶罐700的第一母液入口相连，用于收集第一固液分离器600分离得到的第一母液，并供给至冷却结晶罐700进行冷却结晶；第二母液罐1800分别与第二固液分离器800的第二母液出口和一效蒸发器400的二效饱和溶液入口相连，用于收集第二固液分离器800分离得到的第二母液，并将该第二母液返回至一效蒸发器400，再进行浓缩蒸发，从而形成一个溶液不断蒸发结晶的闭路循环。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

某冶炼厂利用火法工艺处理废旧印刷线路板，冶炼烟气经脱硫塔后产生的脱硫废液成分如下：

脱硫废液中含有一定量的溴离子，另外氟离子浓度也较高，利用本发明实施例的脱硫废水的分离提纯系统对该废水进行分离提纯处理，具体方法如下：

(1)脱硫废水预处理流程：

脱硫废水→除氟反应槽→除氟沉淀池→除钙反应槽→除钙沉淀池→双效蒸发设备

其中，向除氟反应槽中投加10％的石灰乳溶液，为了避免水质硬度可能使后续处理设备结垢，因此向除钙反应槽中投加10％的na2co3溶液并配合使用1.5mg/l的pam使用盐酸调节废液的ph值为7左右，得到预处理后的脱硫废水。

(2)物料循环

预处理后的脱硫废水由压滤泵送到板框式压滤机过滤；过滤后的废水经进料泵到板式换热器，预热后进入二效蒸发器加热，蒸发，浓缩，蒸发温度为65℃左右，蒸发压力为25kpa左右；

二效蒸发器的浓缩液在串料泵作用下，抽出去送到一效蒸发器，蒸发温度为100℃左右，蒸发压力为75kpa左右。

一效蒸发器中的浓缩液进入储存罐，在一定的浓度范围内浓缩液首先浓缩蒸发出na2so4晶体，用离心机分离出硫酸钠物料和母液；

分离后的母液送到冷却结晶罐中，用冷却水夹套冷却并结晶出nabr晶体，再用离心机分离出溴化钠物料和母液；

分离出来的低温母液送到一效蒸发循环系统中再浓缩蒸发，从而形成一个闭路循环处理系统。

(2)蒸汽、冷凝水流程

二效蒸发器和一效蒸发器加热的主要能源是饱和新蒸汽，蒸汽通过蒸汽控制阀进入一效蒸发器壳程,与物料换热后的冷凝水经过疏水阀汇集到第一冷凝水罐，作为板式换热器的热源，在板式换热器冷却后汇集到第二冷凝水罐作为软化水回余热锅炉使用；

一效蒸发出来的二次蒸汽从一效分离器顶部出来给二效壳程加热，被冷凝后的冷凝水从二效蒸发器底部流出汇集到第三冷凝水罐，二效蒸发出来的二次蒸汽从二效分离器顶部出来进入冷凝器冷凝，被冷凝后的冷凝水汇集到第三冷凝水罐，由冷凝水泵抽出排走，作为循环水的补充水；不能冷凝的部分气体用真空泵吸出保持设备真空。

由此，利用本发明实施例的脱硫废水的分离提纯系统，不仅通过逆流双效蒸发处理提纯得到nabr和na2so4纯度和回收率高，并且该系统脱硫废液为原料，无原料成本，在生产过程中，无需添加任何其它添加剂或催化剂，并且提取过程产生的液体可以在系统中重复循环利用，不产生三废，环境污染小。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。