[0044] 所述支路I和所述支路II的流量比可为7 : (2~7)，具体可为7 : (2. 5~3. 8)、7 : 2· 57、7 :2. 59、7 :3. 73 或 7 :3. 75。
[0045] 本发明具有如下有益效果：
[0046] (1)本发明方法可在常压或低压条件下实现连续操作，对设备的要求不高；
[0047] (2)本发明方法采用制冷剂与盐水直接接触进行换热，提高了传热效率，有效降低 了设备尺寸，有利于规模化生产；
[0048] (3)本发明方法可以结合工艺要求，将盐水提浓至不同浓度，适应力强；
[0049] (4)本发明方法适用范围广，可以广泛应用于化工行业（如气化炉黑水、污水处理 等）、海水淡化等等。
[0050] (5)针对黑水处理，本发明方法不仅可以获得较高纯度的冷冻水，还可以将黑水中 杂质提浓，杂质浓度可以提浓5~100倍，显著的降低了后续工艺的处理规模。
【附图说明】
[0051] 图1为实施例1中冷冻浓缩处理含盐废水的工艺流程图。
[0052] 图2为实施例2中冷冻浓缩处理含盐废水的工艺流程图。
[0053] 图3为实施例3中冷冻浓缩处理含盐废水的工艺流程图。
[0054] 图4为实施例4中冷冻浓缩处理含盐废水的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0055] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0056] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0057] 下述实施例中所提及的百分含量如无特别说明，均为质量百分含量。
[0058] 下述实施例中所用的制冷剂均为异丁烷。
[0059] 下述实施例中的浓盐水均是指含盐废水浓缩液。
[0060] 实施例1、冷冻浓缩处理气化炉黑水
[0061] 如图1所示，本实施例中冷冻浓缩处理气化炉黑水的工艺流程如下：
[0062] (1)结晶器中各物料的混合
[0063] A、原水和浓盐水：来自上游单元的气化炉黑水原水01，首先通过空冷器Bl冷却降 温至45°C得原水02,原水02通过水冷器B2降温至40°C，得原水03。来自结晶器B3底部 的较浓的含盐废水16 (含盐量为4. 5 %，温度为-1°C，压力为0. 42MPa)和来自固液分离器 B4底部的洗涤水和杂质30共同与上述原水03混合为04,送至结晶器B3。
[0064] B、制冷剂：来自压缩机B7出口的气相制冷剂08,通过空气冷却器B8降温冷凝成 液体09,液体制冷剂09经过水冷器B9再次冷却为液体制冷剂10。冷却后的制冷剂10分 作两股11和13,流股11与结晶器B3顶部的气相制冷剂06在换热器BlO内换热冷却；流 股13与来自化冰罐B5的部分冷冻水28在换热器Bll内换热冷却。两股换热冷却后的制 冷剂12和14混合后得到流股15,送至结晶器B3内。
[0065] (2)结晶器内的换热
[0066] 结晶器B3的操作压力为0. 42MPa，结晶器B3内冷盐水与液相制冷剂直接接触换 热，液相制冷剂气化吸收大量的热，使得冷盐水中的部分水分受冷凝固为固体冰晶。
[0067] 制冷剂气体06从结晶器B3的顶部排出后，与液体制冷剂11在换热器BlO内换热， 换热后的制冷剂气体07温度升至20°C~38°C。液体制冷剂11进一步冷却至7°C即为液体 制冷剂12。来自换热器BlO的气相制冷剂07,送至压缩机B7(压缩机的压力为I. 6Mpa指 压缩机出口，压缩机进口压力〇.42Mpa)的进口。
[0068] 浓盐水16从结晶器B3底部排出，其中一部分与来自固液分离器M底部的洗涤水 和杂质30混合为17,与进料03混合为04 (F = 2451. 3T/HR)，送至结晶器B3内，以提高盐 水的浓缩程度；另一部分21 (被排出系统的浓盐水占系统进料总量的2% )被送至换热器 B12中，经过换热回收冷量后排出系统即浓盐水27,经过其它工艺手段进行处理。
[0069] 结晶器B3中，较小的冰核逐渐缩小并消失，较大的冰核逐渐长大为冰晶，冰晶与 残留的浓盐水固液混合物20进一步被输送至固液分离器M中，在固液分离器M的顶部喷 淋一股冷冻水18,洗掉晶体表面的杂质后，将冰晶19从固液分离器M排出，送入化冰罐B5 中，洗涤水和杂质30从固液分离器M的底部排出，与进料03混合后送至结晶器。化冰罐 B5内通入一股外部的工艺水22 (32°C )，融化洗净的冰晶，获得7°C的冷冻水24,部分冷冻水 18被送入固液分离器M中用于洗涤冰晶，为了保持化冰罐中的液位能没过冰晶，需要将一 部分冷冻水25循环回化冰罐中，部分冷冻水28在换热器Bll内与液相制冷剂13进行热交 换，即得工业用循环冷却水29,固体冰晶处理为纯的冷冻水24。表一以非限定性方式总结 了根据上述流程描述情况下，各个物流可以具有的参数：
[0070] 表一实施例1部分物流参数
【主权项】
1. 一种冷冻浓缩处理含盐废水的方法，包括如下步骤： 待处理的含盐废水和制冷剂被输送至结晶器中，经换热后，得含盐废水浓缩液和固体 冰晶，一部分含盐废水浓缩液被排出系统；将夹杂有含盐废水浓缩液的所述固体冰晶送入 固液分离器中进行固液分离，用水洗涤后进入化冰罐，经融化后得冷冻水。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述制冷剂、剩余的所述含盐废水浓缩液 和所述固体冰晶的洗涤水重复下述步骤（1)-步骤（3): (1) 待处理的含盐废水、所述含盐废水浓缩液和所述固体冰晶的洗涤水混合后，被输送 至所述结晶器中； (2) 所述制冷剂被输送至所述结晶器中，与步骤（1)中的混合液接触，经换热后，得固 体冰晶和含盐废水浓缩液，一部分含盐废水浓缩液被排出系统； (3) 夹杂有含盐废水浓缩液的所述固体冰晶被送入固液分离器中进行固液分离，被水 洗涤后进入化冰罐，经融化后得冷冻水。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述含盐废水为气化炉黑水、污水或 海水； 所述含盐废水中的盐的质量百分含量为〇. 05%~0. 5%。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：被排出系统的含盐废水浓缩 液的质量占系统进料原液质量的2 %~33 % ; 所述含盐废水浓缩液中的盐的质量百分含量为〇. 1%~5%。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：当所述含盐废水的温度高于 55°C时，所述方法在步骤（1)前还包括将所述含盐废水进行预冷降温的步骤，所述预冷降 温通过下述1)、2)或3): 1) 依次通过空气冷却器I和水冷却器I ; 2) 依次经空气冷却器I、水冷却器I和换热器III，所述换热器III中的冷流体来自所述 冷冻水； 3) 依次经空气冷却器I和水冷却器I后分成两股，一股进入换热器III中换热，一股进 入所述换热器IV中换热，换热之后汇合；所述换热器III中的冷流体来自所述冷冻水；所述 换热器IV中的冷流体来自所述含盐废水浓缩液。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述换热前，所述制冷剂的温 度为2°C~9°C ; 所述制冷剂为下述1)或2): 1) 二氧化碳、丙烷、丙烯、异丁烷、丁烷和丁烯中的任一种； 2) 二氧化碳、丙烷、丙烯、异丁烷、丁烷和丁烯的任一种的同分异构体； 所述制冷剂与所述含盐废水的质量比为（〇. 5~1. 5) :1 ; 所述换热时，所述结晶器的压力为〇. 1~〇. 5MPa。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：在所述化冰罐中，所述固体冰 晶在工艺水的作用下融化，所述工艺水的温度为11~40°C ; 所述冷冻水中盐的质量百分含量小于〇. 〇〇5%，所述冷冻水的温度为rc~ire。
8. 根据权利要求2-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述含盐废水与所述含盐废 水浓缩液的质量比为5 : (1~70); 所述固体冰晶的洗涤水的质量占进入固液分离器内的固液混合物的质量的3%~ 6% ； 所述制冷剂与步骤（1)得到的混合液的质量比为1 : (5~12)。
9. 权利要求2-8中任一项所述的方法，其特征在于：换热后的制冷剂经压缩机加压 后温度升至90°C~IKTC，进一步经空气冷却器II和水冷器II的冷却后，温度降至45°C~ 50°C，得初步冷却的制冷剂，分别进入支路I和支路II经进一步冷却后汇合，即为所述制冷 剂； 所述压缩机的压力为〇? 5MPa~2. OMPa。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述支路I中，所述初步冷却的制冷剂 与所述换热后的制冷剂在换热器I中进行换热，所述初步冷却的制冷剂的温度降至5°C~ 22°C，所述换热后的制冷剂的温度升至20°C~40°C ; 所述支路II中，所述初步冷却的制冷剂在所述换热器II中进行换热，所述换热器II的 冷流体来自所述冷冻水，所述初步冷却的制冷剂的温度降至5~22°C，所述冷冻水温度升 至32~40°C即工业循环冷却水； 所述工业循环冷却水中盐的质量百分含量小于0. 005% ; 所述支路I和所述支路II的流量比为7 : (2~7)。
【专利摘要】本发明公开了一种冷冻浓缩处理含盐废水的方法。该方法包括如下步骤：待处理的含盐废水和制冷剂被输送至结晶器中，经换热后，得含盐废水浓缩液和固体冰晶，一部分含盐废水浓缩液被排出系统；将夹杂有含盐废水浓缩液的固体冰晶送入固液分离器中进行固液分离，用水洗涤后进入化冰罐，经融化后得冷冻水。本发明方法可在常压或低压条件下实现连续操作，对设备的要求不高；采用制冷剂与含盐废水直接接触进行换热，提高了传热效率，有效降低了设备尺寸，有利于规模化生产；可结合工艺要求，将盐水提浓至不同浓度，显著的降低了后续工艺的处理规模，适应力强；适用范围广，可以广泛应用于化工行业(如气化炉黑水、污水处理等)、海水淡化等等。
【IPC分类】C02F1-22
【公开号】CN104803433
【申请号】CN201510194543
【发明人】李永旺, 郝栩, 李向阳, 高琳, 耿春宇, 张丽, 杨勇, 余晓忠, 王刚
【申请人】中科合成油技术有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日