公布日：2022.02.15
申请日：2021.10.12
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C01D9/00(2006.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的方法，包括以下步骤：（1）、氧化处理；（2）、硫酸钠蒸发结晶；（3）、硫酸钠冷冻结晶：硫酸钠硝酸钠混合母液通过逐级冷冻结晶，析出十水硫酸钠晶体并得到硝酸钠母液；（4）、硝酸钠蒸发结晶；（5）、干燥：分别对硫酸钠晶体和硝酸钠晶体进行干燥，得到纯度大于98%的无水硫酸钠粉末和纯度大于98%的硝酸钠粉末。本发明的有益效果是通过氧化处理、硫酸钠蒸发结晶、硫酸钠冷冻结晶、硝酸钠蒸发结晶、干燥五个步骤从工业含盐废水中分离、提纯硫酸钠和硝酸钠，所得到的硫酸钠和硝酸钠满足工业品的质量标准要求。
权利要求书
1.一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的方法，其特征是：包括以下步骤：（1）、氧化处理：通过输送洁净空气或臭氧气体，促进工业含盐废水中的亚硫酸钠和亚硝酸钠的氧化而转化为硫酸钠和硝酸钠；（2）、硫酸钠蒸发结晶：从工业含盐废水中用三效逆流蒸发结晶工艺析出硫酸钠晶体，通过固液分离得到硫酸钠晶体和硫酸钠硝酸钠混合母液；（3）、硫酸钠冷冻结晶：硫酸钠硝酸钠混合母液通过逐级冷冻结晶，再通过增稠和固液分离，析出十水硫酸钠晶体并得到硝酸钠母液；（4）、硝酸钠蒸发结晶：利用单效蒸发结晶工艺从硝酸钠母液中析出硝酸钠晶体，通过固液分离得到硝酸钠晶体和硝酸钠母液；（5）、干燥：分别对硫酸钠晶体和硝酸钠晶体进行干燥，得到纯度大于98%的无水硫酸钠粉末和纯度大于98%的硝酸钠粉末。
2.如权利要求1所述的一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的方法，其特征是：所述氧化处理是用曝气方式将洁净空气或臭氧气体鼓入工业含盐废水中。
3.如权利要求1所述的一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的方法，其特征是：所述三效逆流蒸发结晶工艺包括以下步骤：生蒸汽进一效蒸发结晶单元，二效蒸发结晶单元利用一效蒸发结晶单元排出的高温混合蒸汽作为热能，三效蒸发结晶单元利用二效蒸发结晶单元排出的高温混合蒸汽作为热能，工业含盐废水依次通过三效蒸发结晶单元、二效蒸发结晶单元和一效蒸发结晶单元的连续循环加热并逐步蒸发浓缩，最终在一效蒸发结晶单元析出硫酸钠晶体。
4.如权利要求1所述的一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的方法，其特征是：所述逐级冷冻结晶包括以下步骤：硫酸钠硝酸钠混合母液进循环水预冷器预冷，硫酸钠硝酸钠混合母液温度降低至30℃，再进母液外排预冷器，温度进一步降低至25℃，最后进冷冻结晶器，通过冷冻结晶器配套外冷器和冷冻机将硫酸钠母液的温度强制冷却至0~5℃，十水硫酸钠晶体从硫酸钠母液中析出，沉于冷冻结晶器的底部，经出料泵输送至固液分离单元，经过增稠、固液分离得到十水硫酸钠晶体和硝酸钠母液。
5.一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的装置，其特征是：包括：原液氧化单元，所述原液氧化单元用于工业含盐废水中的亚硫酸钠和亚硝酸钠氧化成硫酸钠和硝酸钠；多效强制循环蒸发结晶单元：所述多效强制循环蒸发结晶单元用于蒸发结晶硫酸钠得到硫酸钠和硫酸钠硝酸钠混合母液；冷冻结晶单元，所述冷冻结晶单元用于处理硫酸钠硝酸钠混合母液析出十水硫酸钠晶体并得到硝酸钠母液；单效蒸发结晶单元，所述单效蒸发结晶单元用于蒸发结晶硝酸钠析出硝酸钠晶体和硝酸钠母液；硫酸钠干燥单元，所述硫酸钠干燥单元用于干燥硫酸钠；硝酸钠干燥单元，所述硝酸钠干燥单元用于干燥硝酸钠。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的脱硫脱硝塔外排的工业废水没有处理硫酸钠、硝酸钠、亚硫酸钠和亚硝酸钠的方法，为此提供一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的装置及方法。
本发明的技术方案是：一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的方法，包括以下步骤：（1）、氧化处理：通过输送洁净空气或臭氧气体，促进工业含盐废水中的亚硫酸钠和亚硝酸钠的氧化而转化为硫酸钠和硝酸钠；（2）、硫酸钠蒸发结晶：从工业含盐废水中用三效逆流蒸发结晶工艺析出硫酸钠晶体，通过固液分离得到硫酸钠晶体和硫酸钠母液；（3）、硫酸钠冷冻结晶：硫酸钠母液通过逐级冷冻结晶，再通过增稠和固液分离，析出十水硫酸钠晶体并得到硝酸钠母液；（4）、硝酸钠蒸发结晶：利用单效蒸发结晶工艺从硝酸钠母液中析出硝酸钠晶体，通过固液分离得到硝酸钠晶体和硝酸钠母液；（5）、干燥：分别对硫酸钠晶体和硝酸钠晶体进行干燥，得到纯度大于98%的无水硫酸钠粉末和纯度大于98%的硝酸钠粉末。
上述方案中所述氧化处理是用曝气方式将洁净空气或臭氧气体鼓入工业含盐废水中。
上述方案中所述三效逆流蒸发结晶工艺包括以下步骤：生蒸汽进一效蒸发结晶单元，二效蒸发结晶单元利用一效蒸发结晶单元排出的高温混合蒸汽作为热能，三效蒸发结晶单元利用二效蒸发结晶单元排出的高温混合蒸汽作为热能，工业含盐废水依次通过三效蒸发结晶单元、二效蒸发结晶单元和一效蒸发结晶单元的连续循环加热并逐步蒸发浓缩，最终在一效蒸发结晶单元析出硫酸钠晶体。
上述方案中所述逐级冷冻结晶包括以下步骤：硫酸钠硝酸钠混合母液进循环水预冷器预冷，硫酸钠硝酸钠混合母液温度降低至30℃，再进母液外排预冷器，温度进一步降低至25℃，最后进冷冻结晶器，通过冷冻结晶器配套外冷器和冷冻机将硫酸钠硝酸钠混合母液的温度强制冷却至0~5℃，十水硫酸钠晶体从硫酸钠母液中析出，沉于冷冻结晶器的底部，经出料泵输送至固液分离单元，经过增稠、固液分离得到十水硫酸钠晶体和硝酸钠母液。逐级冷冻的优点在于精确控温，形成3个梯度的冷冻温度控制，避免硫酸钠冷却速度过快会有部分硫酸钠晶体未来得及析出混入硫酸钠母液中，硫酸钠的结晶水在32.4℃以下10H2O无水硫酸钠或1H2O：24℃以下形成七水物,不同水合物的硫酸钠具有不同的性质，不好统一处理，为此本发明利用逐级冷冻结晶，形成统一的十水硫酸钠晶体从硫酸钠母液中析出，确保硫酸钠和硝酸钠母液的完全分离，避免有硫酸钠残留在硝酸钠母液中。
一种在工业含盐废水中分离硫酸钠和硝酸钠的装置，包括：原液氧化单元，所述原液氧化单元用于工业含盐废水中的亚硫酸钠和亚硝酸钠氧化成硫酸钠和硝酸钠；多效强制循环蒸发结晶单元：所述多效强制循环蒸发结晶单元用于蒸发结晶硫酸钠得到硫酸钠和硫酸钠硝酸钠混合母液；冷冻结晶单元，所述冷冻结晶单元用于处理硫酸钠硝酸钠混合母液析出十水硫酸钠晶体并得到硝酸钠母液；单效蒸发结晶单元，所述单效蒸发结晶单元用于蒸发结晶硝酸钠析出硝酸钠晶体和硝酸钠母液；硫酸钠干燥单元，所述硫酸钠干燥单元用于干燥硫酸钠；硝酸钠干燥单元，所述硝酸钠干燥单元用于干燥硝酸钠。
本发明的有益效果是通过氧化处理、硫酸钠蒸发结晶、硫酸钠冷冻结晶、硝酸钠蒸发结晶、干燥五个步骤从工业含盐废水中分离、提纯硫酸钠和硝酸钠，所得到的硫酸钠和硝酸钠满足工业品的质量标准要求，同时工业含盐废水在蒸发结晶过程中，大部分废水被蒸发以冷凝水的方式收集，再回到系统被重新利用，实现工业含盐废水的零排放。
（发明人：吕高平;王天保;沈涛;徐洁书;吴炳智;陈家欢;方健;周枫;李文波;卢冰）
