公布日：2022.09.09
申请日：2022.08.15
分类号：C01D7/24(2006.01)I;C01D3/10(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺，其包括预处理模块、蒸发结晶模块以及冷却结晶模块，预处理模块用以过滤废水中的杂质得到溴化钠和碳酸钠混合溶液，蒸发结晶模块用以将溴化钠‑碳酸钠‑水三元混合体系加热至蒸发温度并持续蒸发浓缩，析出碳酸钠结晶，并得到含溴化钠和碳酸钠的母液，冷却结晶模块用以将含溴化钠和碳酸钠的母液冷却至冷却温度并析出溴化钠晶体。从而通过预处理模块得到碳酸钠和溴化钠的混合溶液，再通过蒸发结晶模块和冷却结晶模块分别生产出高浓度的溴化固体盐产品和钠碳酸钠固体盐产品。
权利要求书
1.一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺，其特征在于，其包括步骤：S100将PTA废水经预处理模块过滤处理，得到溴化钠和碳酸钠混合溶液；S210通过蒸发结晶模块将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度70℃-90℃时，使得经过预处理的混合溶液处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内，并在70℃-90℃持续蒸发浓缩，直至析出一水碳酸钠晶体；S220此时混合体系平衡位置处于一水碳酸钠三角区域内，随着新物料不断进入所述蒸发结晶模块中，将持续的析出一水碳酸钠晶体，并由第一离心机分离出一水碳酸钠干盐；S230在一水碳酸钠晶体连续析出的过程中平衡点位置将持续向第一共饱点靠近，溴化钠的浓度持续富集，使得剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液，其中，第一共饱点为70℃-90℃下碳酸钠和溴化钠的共饱点；S310将母液转移至冷却结晶模块中，使得母液中的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度28℃-32℃时，得以处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二元溴化钠结晶区内；S320随着第二共饱点的偏移，所述第一共饱点位于二水溴化钠的三角区域内，冷却析出二水溴化钠晶体；S330通过第二离心机分离出二水溴化钠干盐。
2.根据权利要求1所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺，其特征在于，所述步骤S210中的蒸发温度为78-82℃，蒸发压力为-70kpa--80kpa。
3.根据权利要求1或2中所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺，其特征在于，进一步包括步骤S400：调节预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值至11-12，再将物料通过预热器预热至55℃-65℃，经过预热后的物料先进入降膜蒸发器提浓2-3倍，得到浓缩的溴化钠和碳酸钠溶液，使得出料浓度适于步骤S200中的蒸发结晶，其中，通过闪蒸罐将高温热水闪蒸成低压蒸汽，气相为所述降膜蒸发器提供热源，液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液，所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为50℃-60℃。
4.根据权利要求3所述的含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺，其特征在于，所述步骤S210中的蒸发温度为80℃，蒸发压力为-75kpa，所述步骤S310中的冷却温度为30℃，所述预热器将预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液温度提高到60℃，所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为55℃，蒸发压力为-85kpa。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺，其通过预处理模块得到碳酸钠和溴化钠的混合溶液，再通过蒸发结晶模块和冷却结晶模块分别生产出高浓度的溴化固体盐产品和钠碳酸钠固体盐产品。
本发明的另一目的在于提供一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统和工艺，其通过交替式冷却结晶模块对蒸发结晶模块输出的高含溴母液进行冷却结晶，通过溴化钠-碳酸钠-水相图三元体系相图可推算并分离出二水溴化钠，实现PTA工业废水中的二水溴化钠固体盐分离技术。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
根据本申请的第一个方面，一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统包括预处理模块、蒸发结晶模块以及冷却结晶模块，所述预处理模块用以过滤废水中的杂质得到溴化钠和碳酸钠混合溶液，所述蒸发结晶模块用以将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系加热至蒸发温度并持续蒸发浓缩，析出碳酸钠结晶，并得到含溴化钠和碳酸钠的母液，所述冷却结晶模块用以将含溴化钠和碳酸钠的母液冷却至冷却温度并析出溴化钠晶体。
进一步地，所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括预调节模块，所述预调节模块用以调节溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值和预热温度，所述预调节模块包括蒸发进水箱、闪蒸罐、预热器以及降膜蒸发器，所述溴化钠和碳酸钠混合溶液在所述蒸发进水箱中调节pH值至11-12，所述闪蒸罐用于将高温热水闪蒸成低压蒸汽，气相为所述降膜蒸发器提供热源，液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液，所述降膜蒸发器用以蒸发浓缩所述预热的溴化钠和碳酸钠混合溶液，得到所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液。
进一步地，所述蒸发结晶模块对所述浓缩的溴化钠和碳酸钠混合溶液进行负压蒸发，使混合体系符合在蒸发温度时，处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内，分离出一水碳酸钠结晶固相，剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液，所述冷却结晶模块对所述母液进行冷却结晶，使混合体系符合在冷却温度时，处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内，分离出二水溴化钠结晶固相。
进一步地，所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收系统进一步包括第一离心机和第二离心机，所述第一离心机用于对通过蒸发分离出的碳酸钠晶浆进行离心，收集碳酸钠干盐，所述第二离心机用于对通过冷却分离出的溴化钠晶浆进行离心，收集溴化钠干盐。
根据本申请的第二个方面，一种含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺，其包括步骤：
S100将废水经预处理模块过滤处理，得到溴化钠和碳酸钠混合溶液；
S200通过蒸发结晶模块将组成的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度时，处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内，在所述蒸发温度下，持续蒸发浓缩，直至分离出所述一水碳酸钠晶体，剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液；
S300通过冷却结晶模块将母液进行冷却结晶，使溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度时，处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二水溴化钠结晶区内，分离出二水溴化钠结晶固相。
进一步地，所述步骤S200具体包括步骤：
S210将溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在蒸发温度70℃-90℃时，使得经过预处理的混合溶液处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的一水碳酸钠结晶区内，并在70℃-90℃持续蒸发浓缩，直至析出一水碳酸钠晶体；
S220此时混合体系平衡位置处于一水碳酸钠三角区域内，随着新物料不断进入所述蒸发结晶模块中，将持续的析出一水碳酸钠晶体，并由第一离心机分离出一水碳酸钠干盐；
S230在一水碳酸钠晶体连续析出的过程中平衡点位置将持续向第一共饱点靠近，溴化钠的浓度持续富集，使得剩余母液为增浓后的溴化钠和低浓度碳酸钠混合溶液，其中，第一共饱点为70℃-90℃下碳酸钠和溴化钠的共饱点。
进一步地，所述步骤S300具体包括步骤：
S310将母液转移至冷却结晶模块中，使得母液中的溴化钠-碳酸钠-水三元混合体系符合在冷却温度20℃-40℃时，得以处于溴化钠-碳酸钠-水三元体系相图的二元溴化钠结晶区内；
S320随着第二共饱点的偏移，所述第一共饱点位于二水溴化钠的三角区域内，冷却析出二水溴化钠晶体；
S330通过第二离心机分离出二水溴化钠干盐。
进一步地，所述步骤S200中的蒸发温度为78-82℃，蒸发压力为-70kpa--80kpa，所述步骤S300中的冷却温度为28℃-32℃。
进一步地，所述含溴化钠和碳酸钠的废水回收工艺进一步包括步骤S400：调节预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液的pH值至11-12，再将物料通过预热器预热至55℃-65℃，经过预热后的物料先进入降膜蒸发器提浓2-3倍，得到浓缩的溴化钠和碳酸钠溶液，使得出料浓度适于步骤S200中的蒸发结晶，其中，通过闪蒸罐将高温热水闪蒸成低压蒸汽，气相为所述降膜蒸发器提供热源，液相为所述预热器预热溴化钠和碳酸钠混合溶液，所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为50℃-60℃。
进一步的，所述步骤S200中的蒸发温度为80℃，蒸发压力为-75kpa，所述步骤S300中的冷却温度为30℃，所述预热器将预处理后的溴化钠和碳酸钠混合溶液温度提高到60℃，所述降膜蒸发器的平均蒸发温度为55℃，蒸发压力为-85kpa。
（发明人：周海明;唐二松;朱思宇;杨栋君;陈明波;周天睿;刘根廷;陈志刚）
