从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法与流程

1.本发明涉及焦化废水处理技术领域，具体是从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法。


背景技术：

2.焦化废水主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水。焦化废水中污染物浓度高，难于降解，由于焦化废水中氮的存在，致使生物净化所需的氮源过剩，给处理达标带来较大困难；废水危害大，除含有过量氮之外，还含有酚、氰、油、氨及大量无机盐类。焦化废水中多环芳烃不但难以降解，而且通常还是强致癌物质，对环境造成严重污染的同时也直接威胁到人类健康。随着环保力度的加强及可持续化发展理念的深入，废水零排放要求越来越高。在焦化废水排出之前，需要对焦化废水进行多项处理，其中包括对废水汇总的硫酸钠、氯化钠进行处理。
3.目前对于焦化废水中提取硫酸钠、氯化钠主要采用结晶的方法，主要包括以下步骤：采用活性炭进行脱色预处理，去除不溶性杂质，ca2+、mg2+、硅酸根的可溶性物质；预处理后，先后送入电渗析和机械式蒸汽再压缩装置进行浓缩，根据废水硫酸钠和氯化钠的初始组成，通过浓缩使硫酸钠和氯化钠含量达到接近饱和；浓缩废水送入结晶器，冷却结晶得到芒硝，芒硝直接采出，洗涤，干燥，得到无水硫酸钠产品；脱硝母液的浓缩液进行两级蒸发结晶，氯化钠产品直接采出。氯化钠主要从硫酸钠冷冻结晶母液中蒸发提取，目前常见的蒸发结晶装置，通常采用蒸发釜类型的蒸发结构将氯化钠蒸发结晶出，但是其结晶流程为，将脱硝母液的浓缩液导入蒸发釜内部，对母液进行蒸发结晶，在结晶后，停机将结晶后的氯化钠排出，然后在添加母液，重复进行操作，以此实现对母液中氯化钠进行提取，其虽然能完成对母液中氯化钠的提取操作，但是其单个蒸发结晶周期相互独立，在蒸发结晶前后段，需要进行添加母液以及排除氯化钠结晶操作，不能进行连续提取作业，导致提取效率较低，为此我们提出从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法以解决上述提出的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置，包括蒸发结晶室，所述蒸发结晶室的底部固定安装有电加热底座，所述蒸发结晶室的内部活动安装有三组支撑辊，且支撑辊的外部活动套装有输送滤带，所述输送滤带的外部固定连接有若干输送滤板，所述蒸发结晶室的正面固定安装有可为输送滤带转动提供动力的驱动电机，通过驱动电机带动输出轴上的支撑辊转动，带动输送滤带以及输送滤板转动，通过输送滤板过滤可将蒸发区中结晶出的氯化钠沿倾斜段排出，所述蒸发结晶室的内部设置有位于输送滤带下方的蒸发区，且蒸发结晶室的内部设置有与输
送滤带配合的倾斜段，所述蒸发结晶室的顶部固定安装有冷凝板，且冷凝板底部的一侧固定安装有集液管，所述蒸发结晶室的背面固定安装有集液箱，且集液箱的顶部固定连通有导流管，，蒸发结晶出的气体上升遇冷凝板底部后冷凝，并沿冷凝板底部流入集液管中，经导流管进入集液箱中，回流泵工作可将冷凝出的液体重新导入蒸发结晶室内部进行蒸发结晶，对脱硝母液中的氯化钠进行多次提取，所述集液箱的顶部固定安装有回流泵，且回流泵的出水端固定连接有回流管，所述回流管远离回流泵的一端固定连接有进液管，沿进液管将脱硝母液导入蒸发区中，并通过驱动电机带动输送滤带、输送滤板转动，同时通过电加热底座对蒸发区进行加热，使蒸发区中氯化钠排出量与脱硝母液进液量、蒸发量保持平衡，可实现对脱硝母液中氯化钠进行不间断结晶提取。
6.优选的，所述驱动电机的输出轴与任一支撑辊固定连接，三组所述支撑辊呈三角形分布于蒸发结晶室的内部，所述支撑辊的长度值与输送滤带以及蒸发结晶室内部的宽度值相同，对支撑辊、输送滤带宽度进行限制，保证支撑辊可带动输送滤带稳定转动，同时保证输送滤带外部的输送滤板在转动时可将蒸发区中结晶出的氯化钠完全排出，保证氯化钠排出效果。
7.优选的，所述输送滤带底部输送滤板的底端与蒸发结晶室内侧的底部相抵，保证输送滤带在带动输送滤板转动时，输送滤板可将蒸发区中结晶出的氯化钠完全排出，避免结晶出的氯化钠在蒸发区中积存,所述蒸发结晶室的倾斜段上沿固定安装有延伸板，沿蒸发结晶室中倾斜段排出的氯化钠可沿延伸板传导排出，便于对结晶出的氯化钠进行收集。
8.优选的，所述电加热底座顶部的面积与蒸发区的面积相同，所述电加热底座可对蒸发区进行加热，保证电加热底座可对蒸发区整体完全进行加热，保证蒸发结晶效果与速度。
9.优选的，所述冷凝板靠近进液管的一端向下倾斜，且倾斜角度为10-30
°
，将冷凝板倾斜设置，便于将冷凝板底部冷凝出的液体导入集液管内部，便于对冷凝液体进行收集，所述冷凝板中镶嵌有呈蛇形分布的水冷管，延长水冷管中冷却液在冷凝板内部停留时间，提高冷却效果，所述蒸发结晶室的背面设置有冷水机，且冷水机的出水口、进水口分别与水冷管两端固定连接，通过冷水机对水冷管中冷却液进行冷却并带动冷却液在水冷管中循环流动，可对冷凝板进行冷却。
10.优选的，所述集液管位于冷凝板底部靠近进液管的一端，将集液管设置在冷凝板低位，可通过集液管对冷凝液体进行收集，所述集液管的一端与导流管固定连通，所述冷凝板的底部开设有均布的导流槽，当冷凝板底部冷凝出液体时，通过导流槽进行引导，可将液体导入集液管中，避免液体中途掉落。
11.优选的，所述冷凝板的宽度值与蒸发结晶室的宽度值相同，所述冷凝板的长度值不小于蒸发区的长度值，保证蒸发区中蒸发的气体可完全与冷凝板接触，保证冷凝效果。
12.优选的，所述进液管的底端设置有若干均匀分布的喷嘴，通过喷嘴分散脱硝母液，可使母液沿多点进入蒸发区中，可使母液均匀分布，所述进液管上固定安装有进液泵、管路电磁阀。
13.优选的，所述蒸发结晶室的正面固定连通有连通管，且连通管的内部螺纹连接有液位传感器，所述液位传感器可对连通管内部液位进行检测，通过液位传感器对连通管内部液位进行检测，即对蒸发区液位进行检测，避免液位超过输送滤带底部的高度，避免氯化
钠结晶后进入输送滤带内部对输送滤带转动造成影响。
14.从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置的方法，包括以下操作步骤：
15.s1、将进液管一端与脱硝母液储存设备连通，启动进液泵以及管路电磁阀，将脱硝母液沿进液管以及底部的喷嘴导入蒸发结晶室内部，使脱硝母液落入蒸发区，由于连通管与蒸发结晶室连通，脱硝母液可进入连通管内部，通过液位传感器对连通管内部液位进行检测，进而实现对蒸发区液位进行检测，避免液位超过输送滤带底部高度；
16.s2、启动电加热底座对蒸发区中脱硝母液进行加热，使脱硝母液蒸发，当蒸发区中脱硝母液氯化钠浓度增高时便开始结晶，启动驱动电机带动输出轴上的支撑辊以及输送滤带、输送滤板转动，通过输送滤板对结晶出的氯化钠进行过滤，并沿蒸发结晶室上的倾斜段将结晶出的氯化钠排出；
17.s3、根据结晶速度，对输送滤带转动速度、电加热底座加热温度以及进液管导入脱硝母液的流速进行控制，使蒸发区中脱硝母液蒸发速度、脱硝母液进入流速以及氯化钠排出速度趋于平衡，使蒸发区中脱硝母液浓度保持稳定，保证始终有氯化钠结晶出，实现对氯化钠的不间断结晶提取；
18.s4、在蒸发结晶时，启动冷水机，冷水机带动水冷管中的冷却液流动，并带动冷却液在水冷管内部循环流动，蒸发时上升的气体遇到冷凝板底部冷凝，沿冷凝板底部的导流槽引导进入集液管中，并沿导流管进入集液箱中，当脱硝母液经过一次蒸发结晶后，启动回流泵沿回流管再次将冷凝的液体导入蒸发结晶室内部，再次进行蒸发结晶。
19.本发明提供了从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法，具备以下有益效果：
20.1、该从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法，沿进液管将脱硝母液导入蒸发结晶室内部，使脱硝母液落入蒸发区中，通过电加热底座对蒸发区的脱硝母液进行加热，对氯化钠进行蒸发结晶，同时启动驱动电机带动输送滤带、输送滤板转动，将结晶出的氯化钠排出，使蒸发区中氯化钠排出量与脱硝母液进液量、蒸发量保持平衡，使蒸发区中始终有定量的氯化钠结晶出，可实现对脱硝母液中氯化钠进行不间断结晶提取，提高提取效率。
21.2、该从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法，通过冷水机对水冷管中冷却液进行冷却并带动冷却液在水冷管中循环流动，对冷凝板进行冷却他，蒸发结晶出的气体上升遇冷凝板底部后冷凝，并沿冷凝板底部流入集液管中，经导流管进入集液箱中，回流泵工作可将冷凝出的液体重新导入蒸发结晶室内部进行蒸发结晶，对脱硝母液中的氯化钠进行多次提取，提高氯化钠提取效果。
22.3、该从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置及方法，通过在蒸发结晶室上设置连通管，并在连通管上设置液位传感器，通过液位传感器对连通管内部液位进行检测，即实现对蒸发区液位进行检测，避免液位超过输送滤带底部的高度，避免氯化钠结晶后进入输送滤带内部对输送滤带转动造成影响，同时避免对氯化钠提取量造成影响。
附图说明
23.图1为本发明整体组合后的结构示意图；
24.图2为本发明整体背面的结构示意图；
25.图3为本发明蒸发结晶室内部正视的结构示意图；
26.图4为本发明连通管剖面的结构示意图；
27.图5为本发明水冷管的结构示意图；
28.图6为本发明冷凝板底部的结构示意图。
29.图中：1、蒸发结晶室；2、支撑辊；3、输送滤带；4、输送滤板；5、驱动电机；6、蒸发区；7、电加热底座；8、延伸板；9、冷凝板；10、水冷管；11、冷水机；12、集液管；13、导流槽；14、导流管；15、集液箱；16、回流泵；17、回流管；18、进液管；19、进液泵；20、管路电磁阀；21、连通管；22、液位传感器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.请参阅图1与2，本发明提供技术方案：从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置，包括蒸发结晶室1，蒸发结晶室1的底部固定安装有电加热底座7，蒸发结晶室1的内部活动安装有三组支撑辊2，且支撑辊2的外部活动套装有输送滤带3，输送滤带3的外部固定连接有若干输送滤板4，蒸发结晶室1的正面固定安装有可为输送滤带3转动提供动力的驱动电机5，通过驱动电机5带动输出轴上的支撑辊2转动，带动输送滤带3以及输送滤板4转动，通过输送滤板4过滤可将蒸发区6中结晶出的氯化钠沿倾斜段排出，蒸发结晶室1的内部设置有位于输送滤带3下方的蒸发区6，且蒸发结晶室1的内部设置有与输送滤带3配合的倾斜段，蒸发结晶室1的顶部固定安装有冷凝板9，且冷凝板9底部的一侧固定安装有集液管12，蒸发结晶室1的背面固定安装有集液箱15，且集液箱15的顶部固定连通有导流管14，，蒸发结晶出的气体上升遇冷凝板9底部后冷凝，并沿冷凝板9底部流入集液管12中，经导流管14进入集液箱15中，回流泵16工作可将冷凝出的液体重新导入蒸发结晶室1内部进行蒸发结晶，对脱硝母液中的氯化钠进行多次提取，集液箱15的顶部固定安装有回流泵16，且回流泵16的出水端固定连接有回流管17，回流管17远离回流泵16的一端固定连接有进液管18，沿进液管18将脱硝母液导入蒸发区6中，并通过驱动电机5带动输送滤带3、输送滤板4转动，同时通过电加热底座7对蒸发区6进行加热，使蒸发区6中氯化钠排出量与脱硝母液进液量、蒸发量保持平衡，可实现对脱硝母液中氯化钠进行不间断结晶提取。
32.请参阅图3、5、6，驱动电机5的输出轴与任一支撑辊2固定连接，三组支撑辊2呈三角形分布于蒸发结晶室1的内部，支撑辊2的长度值与输送滤带3以及蒸发结晶室1内部的宽度值相同，对支撑辊2、输送滤带3宽度进行限制，保证支撑辊2可带动输送滤带3稳定转动，同时保证输送滤带3外部的输送滤板4在转动时可将蒸发区6中结晶出的氯化钠完全排出，保证氯化钠排出效果，驱动电机5型号为y100l-2，且驱动电机5配备有减速机。
33.输送滤带3底部输送滤板4的底端与蒸发结晶室1内侧的底部相抵，保证输送滤带3在带动输送滤板4转动时，输送滤板4可将蒸发区6中结晶出的氯化钠完全排出，避免结晶出的氯化钠在蒸发区6中积存,蒸发结晶室1的倾斜段上沿固定安装有延伸板8，沿蒸发结晶室1中倾斜段排出的氯化钠可沿延伸板8传导排出，便于对结晶出的氯化钠进行收集。
34.电加热底座7顶部的面积与蒸发区6的面积相同，电加热底座7可对蒸发区6进行加热，保证电加热底座7可对蒸发区6整体完全进行加热，保证蒸发结晶效果与速度，电加热底
座7为镇江润陆电热电器有限公司制造。
35.冷凝板9靠近进液管18的一端向下倾斜，且倾斜角度为10-30
°
，将冷凝板9倾斜设置，便于将冷凝板9底部冷凝出的液体导入集液管12内部，便于对冷凝液体进行收集，冷凝板9中镶嵌有呈蛇形分布的水冷管10，延长水冷管10中冷却液在冷凝板9内部停留时间，提高冷却效果，蒸发结晶室1的背面设置有冷水机11，且冷水机11的出水口、进水口分别与水冷管10两端固定连接，通过冷水机11对水冷管10中冷却液进行冷却并带动冷却液在水冷管10中循环流动，可对冷凝板9进行冷却，冷水机11型号为hc360。
36.请参阅图2，集液管12位于冷凝板9底部靠近进液管18的一端，将集液管12设置在冷凝板9低位，可通过集液管12对冷凝液体进行收集，集液管12的一端与导流管14固定连通，冷凝板9的底部开设有均布的导流槽13，当冷凝板9底部冷凝出液体时，通过导流槽13进行引导，可将液体导入集液管12中，避免液体中途掉落，冷凝板9的宽度值与蒸发结晶室1的宽度值相同，冷凝板9的长度值不小于蒸发区6的长度值，冷凝板9的长度值比蒸发区6的长度值大5-10cm，且冷凝板9两端部距离蒸发区6端部的距离值为3-5cm，保证蒸发区6中蒸发的气体可完全与冷凝板9接触，保证冷凝效果，进液管18的底端设置有若干均匀分布的喷嘴，通过喷嘴分散脱硝母液，可使母液沿多点进入蒸发区6中，可使母液均匀分布，进液管18上固定安装有进液泵19、管路电磁阀20。
37.请参阅图4，蒸发结晶室1的正面固定连通有连通管21，且连通管21的内部螺纹连接有液位传感器22，液位传感器22可对连通管21内部液位进行检测，通过液位传感器22对连通管21内部液位进行检测，即对蒸发区6液位进行检测，避免液位超过输送滤带3底部的高度，避免氯化钠结晶后进入输送滤带3内部对输送滤带3转动造成影响，液位传感器22为天长市仪器仪表线缆厂制备。
38.从焦化废水硫酸钠冷冻结晶母液提取氯化钠的装置的方法，包括以下操作步骤：
39.s1、将进液管18一端与脱硝母液储存设备连通，启动进液泵19以及管路电磁阀20，将脱硝母液沿进液管18以及底部的喷嘴导入蒸发结晶室1内部，使脱硝母液落入蒸发区6，由于连通管21与蒸发结晶室1连通，脱硝母液可进入连通管21内部，通过液位传感器22对连通管21内部液位进行检测，进而实现对蒸发区6液位进行检测，避免液位超过输送滤带3底部高度；
40.s2、启动电加热底座7对蒸发区6中脱硝母液进行加热，使脱硝母液蒸发，当蒸发区6中脱硝母液氯化钠浓度增高时便开始结晶，启动驱动电机5带动输出轴上的支撑辊2以及输送滤带3、输送滤板4转动，通过输送滤板4对结晶出的氯化钠进行过滤，并沿蒸发结晶室1上的倾斜段将结晶出的氯化钠排出；
41.s3、根据结晶速度，对输送滤带3转动速度、电加热底座7加热温度以及进液管18导入脱硝母液的流速进行控制，使蒸发区6中脱硝母液蒸发速度、脱硝母液进入流速以及氯化钠排出速度趋于平衡，使蒸发区6中脱硝母液浓度保持稳定，保证始终有氯化钠结晶出，实现对氯化钠的不间断结晶提取；
42.s4、在蒸发结晶时，启动冷水机11，冷水机11带动水冷管10中的冷却液流动，并带动冷却液在水冷管10内部循环流动，蒸发时上升的气体遇到冷凝板9底部冷凝，沿冷凝板9底部的导流槽13引导进入集液管12中，并沿导流管14进入集液箱15中，当脱硝母液经过一次蒸发结晶后，启动回流泵16沿回流管17再次将冷凝的液体导入蒸发结晶室1内部，再次进
行蒸发结晶。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。