一种高盐废水中无机盐和水的分离回收方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113233676A(43)申请公布日2021.08.10(21)申请号202110472318.XC01D3/06(2006.01)(22)申请日2021.04.29C01D5/16(2006.01)(71)申请人中石化宁波工程有限公司地址315103浙江省宁波市高新区院士路660号申请人中石化宁波技术研究院有限公司中石化炼化工程(集团)股份有限公司(72)发明人李管社周华辉李寒羿赵国忠吴伟伟郭凯(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人刘凤钦张群(51)Int.Cl.C02F9/10(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种高盐废水中无机盐和水的分离回收方法(57)摘要本发明涉及一种高盐废水中无机盐和水的分离回收方法，本发明利用相对较低的大气温度，并辅以冷却系统将预处理后的高盐废水冷却到0℃附近，在低温高压下利用液化气这样的小分子气体与高盐废水发生水合反应，生成似冰状气体水合物结晶，浓缩高盐废水并使废水中的硫酸钠以十水硫酸钠结晶的形式析出，完成高盐废水浓缩、十水硫酸钠结晶分离和回收工业用水的目的；本发明在低温高压下利用气体水合和无机盐硫酸钠结晶水合，在一套设备里同时完成含盐废水的浓缩和硫酸钠的分离，省去了采用膜浓缩和热蒸发浓缩引起的工艺流程复杂、设备多投资大、废水预处理要求高、能耗高、易结垢等问题，从而实现了低能耗、低投资、无二次污染的废水零排放处理。CN113233676ACN113233676A权利要求书1/2页1.一种高盐废水中无机盐和水的分离回收方法，其特征在于包括以下步骤：预处理后的高盐废水送入高盐废水池(1)，冷却到环境温度，然后经废水温度调控器(2)调节到气体水合反应温度，从水合结晶反应器(3)顶部喷洒下落；原料液化气连同水合结晶反应器(3)顶部返回的未反应液化气和气体水合物解析塔(6)解析出的液化气，经液化气压缩机(13)压缩到水合反应所需压力，送入液化气温度调控器(14)，调节液化气温度到水合反应所需温度；调节好温度的液化气从水合结晶反应器(3)底部通过气体分布器进入水合结晶反应器(3)中，与水合结晶反应器(3)液相中的高盐废水进行水合反应；水合反应生成的气体水合物因密度小于液相高盐废水的密度，浮力克服重力随向上移动的液化气一起上浮到达液相的液面；从水合结晶反应器(3)顶部喷洒下落的高盐废水，在下落过程中与上升的液化气组份进行水合反应，生成气体水合反应结晶，生成的气体水合物结晶连同未反应的高盐废水下落，未反应完的液化气组份继续上升，汇同气体水合物结晶液固分离器(4)逸出的液化气组份一同组成未水合反应的液化气，返回液化气压缩机(13)循环利用；连同气体水合物结晶一起下落的高盐废水进入高盐废水水相后继续与液相中上升的液化气进行水合反应，生成的气体水合物结晶同样上浮到液面，聚集在液面的气体水合物结晶与部分高盐废水组成气体水合物浆液从液面处的出口送入气体水合物结晶液固分离器(4)中进行液固分离；气体水合物结晶液固分离器(4)中逸出的气体返回水合结晶反应器(3)中，分离出的高盐废水从下部返回水合结晶反应器(3)中，分离出的气体水合物结晶送气体水合物解析塔(6)；进入气体水合物解析塔(6)中的气体水合物结晶洒落到气体水合物解析塔(6)中的斜板上，与顶部喷洒的温水接触，分解成液化气和水，分解出的液化气返回压缩机循环利用，分解出的水大部分送工业水储罐中待用，小部分水经液相水加热器(7)加热到≥20℃后送入气体水合物解析塔(6)中解析气体水合物；水合结晶反应器(3)中的高盐废水在生成气体水合物的同时被浓缩，当其浓缩到硫酸钠饱和时，废水中的硫酸钠分子与十个水分子结合生成十水硫酸钠结晶，由于十水硫酸钠结晶的密度高于高盐废水的密度，其在重力的作用下下沉，在生成十水硫酸钠的同时高盐废水被进一步浓缩，控制水合结晶反应器(3)低部高盐废水中氯化钠的浓度，当其达到或接近25％wt时，将水合结晶反应器(3)底部的浓缩高盐废水连同沉积在水合结晶反应器(3)底部的十水硫酸钠结晶组成十水硫酸钠结晶浆液一同排出，送十水硫酸钠结晶离心分离机(5)进行液固分离；十水硫酸钠结晶离心分离机(5)中分离出的湿十水硫酸钠结晶去脱水得元明粉产品或风化得无水硫酸钠产品，分离出的液体高盐废水经热交换器(8)升温后进入蒸发结晶器(9)蒸发结晶，将结晶浆液送入氯化钠离心分离机(10)进行液固分离，分离出的湿氯化钠产品干燥后得精制盐产品，离心分离出的液体根据其中杂盐组成情况送固化工序脱水固化得杂盐或直接送回高盐废水池(1)中循环利用；蒸发结晶器(9)中蒸发出的水蒸汽在蒸汽冷凝器(11)中与工业水储罐(12)中泵入的冷水混合，冷凝成液体水排入工业水