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制纯碱厂高盐废水循环利用工艺方法

中国污水处理工程网 时间:2018-2-6 11:45:13

污水处理专利技术

  申请日2016.07.08

  公开(公告)日2016.10.26

  IPC分类号C02F9/04; C02F9/10; C01B17/74

  摘要

  本发明涉及一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法,该方法包括如下步骤:(1)按废水中CaCl2和硫酸摩尔浓度1:1的量,向废水中加入浓硫酸,生成CaSO4沉淀和盐酸,CaSO4沉淀在重力作用下沉积在反应器底部,并排入沉淀储池,上部水溶液则进入耐酸储水池;(2)储存在沉淀储池中的CaSO4沉淀通过离心分离进一步脱水,离心后的饼渣储存备用,离心后的水溶液进入耐酸储水池;(3)以CaSO4饼渣为原料,通过焙烧法再制取浓硫酸,同时获得生石灰CaO,浓硫酸回用至步骤(1),实现浓硫酸的闭路循环;(4)耐酸储水池中的酸溶液通过蒸馏或膜吸收法去除盐酸,得到主要含NaCl的浓盐水,NaCl浓盐水将作为原料回用到制碱工艺过程中。

  摘要附图

  权利要求书

  1.一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法,其特征在于,该方法主要包括如下步骤:

  步骤一、加酸沉淀:按废水中CaCl2和硫酸摩尔浓度1:1的量,向废水中加入浓硫酸,所述浓硫酸的浓度>90%,生成CaSO4沉淀和HCl,经过固液分离,CaSO4沉淀排入沉淀储池,水溶液则进入耐酸储水池;

  步骤二、沉淀脱水:沉淀储池中的CaSO4通过脱水、干燥后储存待用,脱水水溶液排入耐酸储水池;

  步骤三、浓硫酸循环:以CaSO4为原料,采用焙烧法制取浓硫酸,浓硫酸回用至步骤一,同时产生石灰CaO,具体方法为CaSO4在高温下焙烧分解为CaO和SO2,SO2在催化塔中被氧化为SO3,并在吸收塔中被硫酸水溶液吸收,最后得到浓硫酸;

  步骤四、蒸馏:耐酸储水池中的含盐酸溶液,在蒸馏作用下去除盐酸,得到浓缩后的NaCl浓盐水和蒸馏得到的盐酸溶液,或者在膜吸收的条件下用CaO乳液吸收HCl得到CaCl2溶液和NaCl浓盐水;NaCl浓盐水将作为原料,回用至制纯碱工艺中。

  2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:在不考虑操作过程物料损失条件下,所述方法不需要外加任何物料,其中,所用的浓硫酸在整个工艺过程中闭路循环。

  3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:沉淀反应后的含盐酸溶液通过蒸馏或者膜吸收去除HCl,得到含NaCl的浓盐水,该浓盐水将作为原料回用至制碱工艺过程,蒸馏所得到的高纯盐酸溶液或者膜吸收得到的氯化钙为副产物。

  说明书

  一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法

  技术领域

  本发明涉及一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法,属于资源综合利用技术领域。

  背景技术

  化工行业生产纯碱的工艺中,需要消耗大量的淡水资源并产生大量的高浓度含盐废水,在水资源匮乏的西部地区,产生的大量高浓度含盐废水如果得不到妥善处理和处置,不仅造成严重的环境污染问题,更是造成水资源的严重浪费,严重制约了相关企业的发展。为此,在这些地区,高浓度含盐废水的再生和资源化将是首要选择。

  目前含盐废水的处理技术主要有离子交换、反渗透、电渗析、蒸馏等方法,通过这些方法可以实现含盐废水的浓缩和减量。而在实际的工艺过程中,往往不是简单的脱盐过程,而是需要选择性脱出某一个或某一类盐,并回收利用其中某一个或某一类盐。这就需要根据实际工艺过程需要,从循环经济和绿色化学的角度出发,创新提出高盐废水的处理处置方案。

  发明内容

  针对纯碱生产工艺过程排放的高浓度含盐废水(CaCl2、NaCl为主要盐类),其中CaCl2约120g/L,NaCl约50g/L,NaCl为制纯碱过程的原料,CaCl2为需要去除的盐类。由此从物料循环和资源再利用的角度出发,本发明提供了一种一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法。

  一种制纯碱厂高盐废水的循环利用工艺方法,包括如下步骤:

  (1)加酸沉淀:向废水中直接添加浓硫酸,生成CaSO4沉淀和盐酸,经过固液分离,CaSO4沉淀排入沉淀储池,水溶液则进入耐酸储水池。本步骤涉及的反应如下:

  CaCl2+H2SO4→CaSO4↓+2HCl

  (2)沉淀脱水:沉淀储池中的CaSO4经过脱水、干燥后作为后续浓硫酸循环生产的原料,脱水水溶液排入耐酸储水池;

  (3)浓硫酸循环:以离心干燥后硫酸钙(CaSO4)为原料,采用焙烧法制取浓硫酸,浓硫酸回用至步骤(1),同时产生石灰CaO。具体方法有两种,一是CaSO4在高温下煅烧,温度高于1200℃,直接分解为CaO、SO2和O2,SO2和O2进入催化塔被氧化为SO3,SO3在吸收塔中被硫酸水溶液吸收得到浓硫酸,涉及反应如下:

  2CaSO4→2CaO+2SO2↑+O2↑

  2SO2+O2→2SO3

  SO3+H2O→H2SO4

  二是在碳粉参与下,CaSO4在高温下焙烧,分解为CaO和SO2,SO2在催化塔中被氧化为SO3,并在吸收塔中被硫酸水溶液吸收,最后得到浓硫酸,涉及反应如下:

  2CaSO4+C→2CaO+2SO2↑+CO2↑

  2SO2+O2→2SO3

  SO3+H2O→H2SO4

  (4)盐酸分离:耐酸储水池中的水溶液主要含NaCl和盐酸,将盐酸分离后,NaCl水溶液将作为原料回用至制纯碱生产工艺过程中。盐酸分离的方法优选两种,一是通过蒸馏法去除水溶液中的盐酸,浓缩后的NaCl浓盐水回用至制纯碱工艺中;二是通过膜吸收法去除水溶液中的盐酸,得到的NaCl盐水回用至制纯碱工艺中。

  本发明通过物料的内循环设计,使整个高盐废水的分离再生过程不需外加任何物料,同时只产生生石灰CaO及有价值的盐酸,整个工艺过程绿色、环保,基本实现零排放。