一种化工企业焚烧灰渣中无机盐分离回收工艺的制作方法

本发明涉及化工分离和固废回收处理领域，具体涉及一种化工企业焚烧灰渣中无机盐分离回收工艺。

背景技术：

1、石油化工行业以及印染、造纸、医药中间体、农药、精细化工等化工行业，在生产过程中都或多或少会产生固废和废液，包括工艺残渣、有机废液、污水处理污泥等。焚烧处理措施是石化及化工行业所青睐的用于处置废物的途径，焚烧是一种高温处理技术，大部分有机物高温燃烧后转变成无机灰渣和so2、nox等烟气；部分行业灰渣中无机盐含量高，合理、有效回收能带来巨大的经济效益。

2、以精对苯二甲酸（pta）生产为例，作为末端治理的焚烧炉灰渣中含有大量的碳酸钠及相对少量的溴化钠，灰渣日产生量大，挤占厂区用地，企业缺乏进一步利用的技术和措施，只能作为固废委外处理或低价转给下游接收单位，其价值没有得到充分体现；另一方面，碳酸钠是pta生产过程部分工段的原料，企业需要大量外购；因此，如有合适的工艺能对焚烧灰渣中的碳酸钠、溴化钠进行有效回收，必将对企业产生巨大的经济效益，同时为环境保护作出应有的贡献。

3、为了解决上述问题，现有技术cn112811444a公开了一种pta焚烧锅炉灰渣溶液分盐结晶工艺，其将带有余热的pta焚烧锅炉灰渣溶解为碳酸钠和溴化钠的近饱和溶液，所述溶液采用金属烧结过滤器除去金属及其它不溶物，得到的滤液采用蒸发结晶法分离得到一水碳酸钠晶体，母液采用置换法除去碳酸钠后再用蒸发结晶法分离得到溴化钠晶体。该工艺在置换步骤需要加入足量的氢溴酸以便将母液中剩余的碳酸钠溶质转化成溴化钠，氢溴酸腐蚀性强、价格高，且用量较大，使得该工艺生产成本陡增，回收过程不经济；如氢溴酸加入量不够，则后续只进行一次结晶分离的前提下，所得溴化钠晶体的纯度变差，因为从共溶解度数据来看，碳酸钠会先析出来，即使其在溶液中的含量相对溴化钠小很多；再者，锅炉灰渣中还含有氯化钠等杂盐，同温度下其饱和溶解度远低于溴化钠，也将影响溴化钠晶体的纯度。该工艺还存在能耗高、连续操作实现较为困难的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种化工企业焚烧灰渣中无机盐分离回收工艺，有效解决企业灰渣处理难题，实现固废处理的资源化利用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种化工企业焚烧灰渣中无机盐分离回收工艺，包括具体如下步骤：

4、1）灰渣溶解过滤：将主要成分为碳酸钠、溴化钠的灰渣在灰渣溶解槽中加水及回用的母液，溶解、配制成盐溶液，经过滤器除去不溶物，收集滤液；

5、2）碳酸钠结晶：将1）步骤得到的滤液先在碳酸钠冷却结晶系统冷却结晶，固液分离得到十水合碳酸钠结晶物和一次母液，十水合碳酸钠结晶物再用水溶解后进入碳酸钠蒸发结晶系统蒸发结晶，固液分离得到一水合碳酸钠结晶物和二次母液，一水合碳酸钠结晶物在碳酸钠干燥器干燥后得到无水碳酸钠成品，二次母液进入回用液配制罐内配成碳酸钠溶液回用；

6、3）树脂交换：将2）步骤得到的一次母液经一次母液加热器加热后进入离子树脂交换系统，被交换到树脂上的溴离子经树脂再生处理后得到纯化、提浓的溴化钠溶液，进入溴化钠结晶系统，流出离子树脂交换系统的母液称作三次母液，进入母液接收罐备用；

7、4）溴化钠结晶：将3）步骤得到的溴化钠溶液送入溴化钠蒸发结晶系统蒸发结晶、固液分离得到溴化钠结晶物，溴化钠结晶物进入溴化钠干燥器干燥得到无水溴化钠成品；

8、5）母液回收：将3）步骤得到的三次母液，一部分回收到灰渣溶解槽内，另一部份外排或者作进一步地回收处理。

9、进一步地，1）步骤中灰渣中各组分的重量百分比为：碳酸钠70～97%，溴化钠1～10%，氯化钠0.1～3%，其余为水不溶物和微量金属离子；1）步骤中灰渣溶解后的盐溶液温度为40～60℃。

10、进一步地，2）步骤中碳酸钠冷却结晶系统包括滤液冷却器、碳酸钠冷却结晶器和固液分离设备一，其中滤液冷却器与碳酸钠冷却结晶器和固液分离设备一通过管道连接，所述碳酸钠蒸发结晶系统包括结晶物溶解器、碳酸钠蒸发结晶器和固液分离设备二，其中结晶物溶解器与碳酸钠蒸发结晶器和固液分离设备二通过管道连接。

11、进一步地，所述滤液冷却器的出口温度为5～25℃，所述碳酸钠冷却结晶器的操作温度为2～15℃；所述滤液冷却器为自动清洗防垢式高效结晶换热器；所述碳酸钠冷却结晶器为fc结晶器、dtb结晶器、os10结晶器、闪蒸式结晶器中的一种；所述固液分离设备一为沉降离心机或过滤离心机。

12、进一步地，所述结晶物溶解器的操作温度为35～85℃；所述结晶物溶解器为带加热夹套、加热内盘管、加热外半管、外部循环加热器中一种加热方式或几种加热组合方式的搅拌釜类设备。

13、进一步地，所述碳酸钠蒸发结晶器的操作温度为45～110℃；所述碳酸钠蒸发结晶器为dp结晶器、dtb结晶器、闪蒸式结晶器、mvr蒸发结晶器、多效蒸发结晶器中的一种；所述固液分离设备二为沉降离心机或过滤离心机。

14、进一步地，4）步骤所述溴化钠蒸发结晶系统包括溴化钠蒸发结晶器和固液分离设备三，其中溴化钠蒸发结晶器与固液分离设备三通过管路连接；所述溴化钠蒸发结晶器为dp结晶器、dtb结晶器、闪蒸式结晶器、mvr蒸发结晶器、多效蒸发结晶器中的一种；所述固液分离设备三为沉降离心机或过滤离心机。

15、进一步地，其中溴化钠蒸发结晶器的操作温度为50～110℃；所述一次母液加热器的出口温度为20～45℃；所述离子树脂交换系统为cl-型树脂交换系统。

16、进一步地，所述碳酸钠干燥器和溴化钠干燥器为流化床干燥机、沸腾干燥机、耙式干燥机、真空干燥机或回转滚筒干燥机。

17、进一步地，所述母液接收罐中的母液回用比例根据母液中溴离子及杂质离子的含量来确定。

18、与现有技术相比较，本发明的有益效果：

19、1）本发明采用冷却结晶和蒸发结晶串联操作的方式实现灰渣中碳酸钠的回收，溶解液先采用冷却结晶，有利于降低过程能耗，后续进一步蒸发结晶，利于提高碳酸钠成品纯度，同时可根据主装置碳酸钠原料使用情况灵活调节碳酸钠的回用和产出比例，并避免了全部蒸发结晶导致的能耗增加；

20、2）本发明采用离子交换和蒸发结晶相结合的方式实现灰渣中溴化钠的回收，先用离子交换树脂将溶液中的溴化钠定向分离、提浓和纯化，避免从低浓度溶液开始蒸发导致蒸汽的大量消耗，同时避免后续蒸发结晶过程中其他杂质离子的混入而影响溴化钠产品品质；

21、3）本发明分离回收碳酸钠和溴化钠后的母液大部分回到灰渣溶解槽用于溶解灰渣，因母液中仍含有氯离子等其他杂质，多次循环将逐渐累积，从而影响工艺的正常运行和产品品质，因此需要移除，如不外排可进一步去回收，以固体的形式离开整个系统，最终实现废液零排放；

22、4）本发明工艺简单，能耗低，可实现连续操作，并通过二次蒸汽利用、冷热物流换热等集成手段进一步降低能耗，通过本发明工艺得到的碳酸钠和溴化钠纯度高、质量好，在满足相关产品标准的前提下可作为副产品外售，大幅提高企业经济效益。