石家莊鼎威化工設(shè)備工程有限公司    解旭輝、李國(guó)強(qiáng)

行業(yè)背景
      在煤化工行業(yè)中，由于工藝生產(chǎn)的需要企業(yè)會(huì)產(chǎn)生很多高鹽廢水，環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻，煤化工行業(yè)的高濃鹽水如何處理是制約新型煤化工發(fā)展的重要瓶頸。目前，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)和地方，提出所謂的廢水“零排放”技術(shù)在應(yīng)用中存在諸多問(wèn)題。無(wú)論是蒸發(fā)塘還是蒸發(fā)結(jié)晶工藝，大量的有機(jī)物和鹽混在其中，形成雜鹽。雜鹽固廢引發(fā)二次污染，使得所謂的“零排放”難以實(shí)現(xiàn)。
       如果可以將雜鹽經(jīng)過(guò)分質(zhì)結(jié)晶作為產(chǎn)品銷售而非危險(xiǎn)廢物處置，這將有社會(huì)效益。現(xiàn)在部分企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始嘗試采用分質(zhì)鹽結(jié)晶技術(shù)，在廢水零排放處理過(guò)程進(jìn)行精制提純獲取高純度結(jié)晶鹽，實(shí)現(xiàn)雜鹽的減量化、資源化、產(chǎn)品化、無(wú)害化，這是煤化工解決雜鹽的有效途徑之一，也是我們最期許的解決雜鹽的方案。但是目前我國(guó)部分工藝技術(shù)和水處理工藝不夠成熟，這就需要我們探尋更好的煤化工高鹽廢水解決方案和分質(zhì)鹽結(jié)晶工藝。下面我來(lái)淺談下分質(zhì)結(jié)晶中蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝及裝置的體會(huì)

公司介紹
      石家莊鼎威化工設(shè)備工程有限公司是一家以化工單元操作裝備及工程為主營(yíng)業(yè)務(wù)的科技型企業(yè)。公司主要致力于蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、過(guò)濾、塔器等單元操作的研發(fā)、設(shè)計(jì)及成套裝備供應(yīng)，在以上工程領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┳稍�、�?guī)劃、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制作、安裝、調(diào)試的一體化優(yōu)質(zhì)服務(wù)，是國(guó)內(nèi)一流的化工單元操作裝備及系統(tǒng)工程的技術(shù)提供商和總承包商。

      主要產(chǎn)品有三大系列：蒸發(fā)產(chǎn)品系列，結(jié)晶產(chǎn)品系列，干燥產(chǎn)品系列。
蒸發(fā)產(chǎn)品系列：TVR蒸發(fā)器、MVR蒸發(fā)器、MED多效蒸發(fā)器、 降膜蒸發(fā)器、升膜蒸發(fā)器、自然循環(huán)蒸發(fā)器、刮板蒸發(fā)器等。
結(jié)晶產(chǎn)品系列：Oslo結(jié)晶器、DTB結(jié)晶器、DP結(jié)晶器、閃蒸結(jié)晶器、濃熔結(jié)晶器等。
干燥產(chǎn)品系列：盤式連續(xù)干燥機(jī)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)、噴霧干燥機(jī)、空心槳葉干燥機(jī)等。
塔器產(chǎn)品系列：蒸氨塔、氨氮吹脫塔、尾氣吸收塔、溶劑精餾塔（板式、填料）等。

公司分質(zhì)鹽工藝介紹
1、磷酸鹽和氯化鈉的分鹽工藝：
這是為內(nèi)蒙的一個(gè)化工廠所提供的工藝及設(shè)備，工藝路線是：


將有機(jī)磷廢水氧化成無(wú)機(jī)磷以后先經(jīng)過(guò)脫氨工段除去氨氮，得到的塔底母液再進(jìn)入到結(jié)晶工段，結(jié)晶工段采用兩級(jí)OSLO降溫結(jié)晶，得到帶結(jié)晶水的磷酸氫二鈉，作為產(chǎn)品銷售，結(jié)晶母液再到后面的多效蒸發(fā)工段得到氯化鈉，作為工業(yè)鹽回收。

2、氯化鈉和氯化鉀的分鹽工藝：
       我公司為唐山遷安某單位設(shè)計(jì)了以鋼廠燒結(jié)機(jī)機(jī)頭灰為原料提取氯化鉀的工藝。這種工藝是根據(jù)氯化鉀和氯化鈉在水中溶液度的不同，當(dāng)溫度變化時(shí)，氯化鈉的變化很小，而氯化鉀的變化卻相當(dāng)顯著，用熱法先將含有氯化鈉和氯化鉀的溶液蒸發(fā)濃縮到飽和狀態(tài)，飽和溶液然后降溫冷卻析出氯化鉀，離心母液返回到蒸發(fā)系統(tǒng)，當(dāng)母液中鉀鈉比例達(dá)到一定濃度時(shí)，氯化鈉在蒸發(fā)工段析出。


3、硫酸鈉和氯化鈉的分鹽工藝：
背景技術(shù)
       煤化工行業(yè)最大的特點(diǎn)就是廢水量巨大，廢水水質(zhì)復(fù)雜，污染物濃度高，處理難度大。煤化工廢水主要來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程的洗滌、冷凝和分餾工段。隨著煤化工行業(yè)的快速發(fā)展，用水量在迅速增大，廢水量也在快速增加，若廢水處理未達(dá)標(biāo)便外排將加劇水污染，致使水資源嚴(yán)重短缺。以前，我國(guó)大型煤化工高濃鹽廢水處理大多依賴國(guó)外技術(shù)，或者是將廢水蒸發(fā)濃縮后排到蒸發(fā)塘中，依靠自然晾曬蒸發(fā)回收廢水中的鹽，這樣會(huì)造成二次污染。有的企業(yè)雖然采用了結(jié)晶裝置，但是由于廢水組分復(fù)雜且不確定，在運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)管道堵塞，或者結(jié)晶分離不好的問(wèn)題，導(dǎo)致裝置不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
工藝路線內(nèi)容：
       經(jīng)過(guò)預(yù)處理的煤化工廢水先經(jīng)過(guò)納濾后得到的納濾濃水進(jìn)入到硫酸鈉蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮和離心分離，得到鹽產(chǎn)品硫酸鈉和母液；硫酸鈉蒸發(fā)后的母液進(jìn)入冷凍結(jié)晶分離裝置進(jìn)行冷凍結(jié)晶和離心分離，得到鹽產(chǎn)品十水硫酸鈉和冷凍母液；十水硫酸鈉返回到硫酸鈉蒸發(fā)器，冷凍母液經(jīng)過(guò)處理后部分返回到氯化鈉蒸發(fā)器，部分作為雜鹽處理。
       進(jìn)過(guò)納濾后的MBC濃水進(jìn)入到氯化鈉蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮和離心分離，得到鹽產(chǎn)品氯化鈉和氯化鈉母液；硫酸鈉母液和氯化鈉母液共同收集集中處理本工藝的處理效果好，且處理過(guò)程中無(wú)二次污染，解決了困擾煤化工行業(yè)的高濃鹽廢水處理問(wèn)題，讓煤化工高濃鹽廢水處理實(shí)現(xiàn)零排放成為可能， 也使更多的大型煤化工企業(yè)高濃鹽廢水處理有技術(shù)可依。

分質(zhì)鹽結(jié)晶中蒸發(fā)系統(tǒng)工藝及裝置的體會(huì)
1.工藝路線的選擇
     （1）分鹽工藝不能一概而論，來(lái)水中都含有硫酸鈉和氯化鈉，濃度含量不同處理方法也就不同，就是同一種類型的廢水因?yàn)閬?lái)水水量的不同，在工藝選擇方面也有所不同。
     （2）以Na2SO4和NaCL水為例，根據(jù)來(lái)料中各組分含量的不同可以采用不同的工藝路線，比如在膜濃縮工段：有DTRO膜，有ED膜，還有納氯膜，在分鹽工段中需兼顧鹽的品質(zhì)和回收率做相應(yīng)調(diào)整，總之這不應(yīng)該是一個(gè)固體模式。
     （3）同樣在蒸發(fā)濃縮工段中也有很多種工藝路線，前面提到的是用膜提濃還是用多效蒸發(fā)器亦或是用MVR蒸發(fā)器，我們認(rèn)為這也是需要全面衡量的問(wèn)題。
     （4）膜濃縮的問(wèn)題是故障率和濾芯的更換問(wèn)題、MVR蒸發(fā)主要是壓縮機(jī)穩(wěn)定性和溫升的問(wèn)題、傳統(tǒng)多效主要是蒸汽消耗高的問(wèn)題，作為企業(yè)的決策人切記一刀切，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)具體情況選擇適合的工藝路線。
2.鹽的品質(zhì)、鹽回收率及外排雜鹽的平衡問(wèn)題
回收鹽的品質(zhì)越高，回收率也越低，雜鹽排放量也會(huì)越多，如果一味追求得到工業(yè)鹽的品質(zhì)，那么雜鹽處理成本勢(shì)必增加，為了得到高品質(zhì)的工業(yè)鹽處理雜鹽成本很高，經(jīng)濟(jì)性是否合理，所以能否降低一些工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)，使雜質(zhì)排放量降低，使污染物最大可能的減量化，這是我們業(yè)界專家和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人共同需要思考的問(wèn)題。

石家莊鼎威化工設(shè)備工程有限公司
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4、硝酸鈉和氯化鈉的分鹽工藝：
      在煤化工廢水中往往還有硝酸鹽的存在，利用氯化鈉和硝酸鈉在水中溶解度的不同，先將來(lái)水蒸發(fā)濃縮，氯化鈉產(chǎn)品析出，得到的母液閃蒸降溫結(jié)晶，得到硝酸鈉產(chǎn)品，工藝流程如下：

某中試分鹽試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)情況
       這次進(jìn)行中試分鹽試驗(yàn)的項(xiàng)目為煤制烯烴廢水，合作單位是上海某環(huán)保公司，采用的工藝流程是：廢水先經(jīng)過(guò)預(yù)處理，ED濃縮到蒸發(fā)結(jié)晶分鹽工段，蒸發(fā)分鹽工段流程是先經(jīng)過(guò)冷凍結(jié)晶得到十水硫酸鈉從而回收無(wú)水硫酸鈉，冷凍母液蒸發(fā)濃縮得到氯化鈉。
       在本次中試分鹽試驗(yàn)中：分離得到了硫酸鈉和氯化鈉，工藝技術(shù)路線證明是可行的。但是試驗(yàn)還是存在著一些問(wèn)題，主要是結(jié)晶鹽的回收率低于預(yù)期，換句話說(shuō)，回收率低母液排放量大，雜鹽外排量就多。
針對(duì)這次中試所作的試驗(yàn)，我們進(jìn)行了總結(jié)：
     （1）進(jìn)行中試分鹽的這家煤制烯烴廢水中含有的氯化鈉濃度高于硫酸鈉，回收硫酸鈉應(yīng)用的工藝是冷凍法，在試驗(yàn)中冷凍溫度的選擇很重要，試驗(yàn)證明，冷凍溫度高硫酸鈉的回收率就低，后面的氯化鈉品質(zhì)就差，冷凍溫度低，硫酸鈉的回收率就高，后面的氯化鈉品質(zhì)就好。冷凍溫度高，冷凍母液中留下的硫酸鈉含量就高，這樣既會(huì)影響硫酸鈉的回收率也會(huì)影響氯化鈉鹽的品質(zhì)。所以說(shuō)我們建議采用冷凍法回收硫酸鈉，才能保證硫酸鈉的回收率和氯化鈉的品質(zhì)。
    （2）這次試驗(yàn)方法采用的先濃縮再分鹽的工藝。我們考慮采用納濾方法將一價(jià)鹽和二價(jià)鹽先分開(kāi)，分開(kāi)的納濾濃水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、冷凍回收硫酸鈉，一價(jià)鹽主要是氯化鈉，對(duì)氯化鈉的回收和品質(zhì)保證應(yīng)該是更有利一些。