公布日：2023.09.29
申请日：2022.04.22
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C01D3/22(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/
28(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统及方法。系统至少包括过滤组件。过滤组件的过滤箱体通过在内部设置不同的过滤结构将其腔室分割为缓流段、过滤段和输出段。缓流段在其内腔的两个相对的侧壁上交错设置有滤流板。滤流板能够选择性地从腔室中拔出，从而将拦截有杂质的滤流板从腔室内取出进行沉淀杂质的去除。本申请针对现有技术的缺陷，欲对焦化废水去除焦油、污泥等固相物质后的氯化钠和硫酸钠混合的工业盐溶液进行成分分离处理，从而能够将混合状态的工业盐溶液中的氯化钠和硫酸钠进行快速且充分的分离，并且在利用不同的蒸发结晶工艺对不同成分的盐溶液进行蒸发结晶处理后直接输出达到工业盐的纯度标准的结晶盐产物。
权利要求书
1.一种焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，至少包括用于接收工业生产过程中产生的焦化废水，并且在对焦化废水进行除硬和过滤处理后将处理后的焦化废水输送至浓缩单元(2)的过滤组件(1)，其特征在于，所述过滤组件(1)的过滤箱体(11)通过在内部设置不同的过滤结构将其腔室分割为至少三个相连通的过滤区，三个相互连通且有序排列的过滤区分别为缓流段、过滤段和输出段，其中，所述缓流段按照沿其腔室的轴线间隔排布的方式在其内腔的两个相对的侧壁上交错设置有滤流板(111)，所述滤流板(111)倾斜连接在腔壁上，并且所述滤流板(111)能够选择性地从腔室中拔出，从而将拦截有杂质的所述滤流板(111)从腔室内取出进行沉淀杂质的去除。
2.根据权利要求1所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述浓缩单元(2)对焦化废水进行除水浓缩处理后，完成浓缩处理后的焦化废水在所述分离组件(3)中进行氯化钠和硫酸钠成分的分离处理，其中，分离组件(3)包括外套管(31)和分离滤透结构(32)，外套管(31)通过支撑结构(33)在管腔内沿其轴线方向悬置有能够对焦化废水进行分离的分离滤透结构(32)。
3.根据权利要求1或2所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述分离滤透结构(32)的流道呈流线型，所述分离滤透结构(32)的流道内布设有至少一个能够对流道内的液流进行分流和二次混合的混流结构(321)，其中，所述混流结构(321)能够将分离滤透结构(32)的流道分隔成两个子流道(322)，使得液流能够被混流结构(321)的前端分割成两个分别流向不同的子流道(322)的子液流，流入子流道(322)的子液流能够在流出子流道(322)后在混流结构(321)的末端汇合，从而相互汇合的两个子液流能够产生相对冲击力，使得子液流中的成分发生二次混合。
4.根据权利要求1～3任一项所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述缓流段能够对从所述过滤箱体(11)顶端流入的焦化废水进行粗过滤和缓冲分流处理，使得焦化废水能够均匀且分散地流入过滤段。
5.根据权利要求1～4任一项所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述滤流板(111)按照能够对可沉淀杂质进行沉淀分离的方式在其板面上开设有多级递进式的沉淀阶梯槽(112)，其中，多个沿水流方向间隔布设的用于拦截和容纳可沉降杂质的所述沉淀阶梯槽(112)能够以分级过滤的方式逐步地完成不同体积和质量的杂质的过滤。
6.根据权利要求1～5任一项所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述沉淀阶梯槽(112)按照其弧心轴位于槽体内或槽体外的方式选择性地进行开设，多个所述沉淀阶梯槽(112)通过将其曲面弧度沿水流方向逐渐增大的方式进行横向设置，使得位于同一滤流模块上且属于水流下游区域的所述沉淀阶梯槽(112)能够以较大的曲面弧度槽壁来抵御水流的动力。
7.根据权利要求1～6任一项所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述滤流板(111)被所述沉淀阶梯槽(112)分隔开的多个条形板面上还间隔布设有能够对絮状杂物进行拦截的拦截模块(113)，其中，多个所述拦截模块(113)与所述沉淀阶梯槽(112)交替布设，从而在所述滤流板(111)上形成阶梯式的多重杂质拦截结构。
8.根据权利要求1～7任一项所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，在所述滤流板(111)板面上设置的所述拦截模块(113)能够与所述沉淀阶梯槽(112)相互配合地对焦化废水水流中的杂质进行分离。
9.根据权利要求1～8任一项所述的焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，其特征在于，所述拦截模块(113)的拦截网能够对未沉淀于其上游的所述沉淀阶梯槽(112)中的漂浮杂物进行拦截，其中，同一所述滤流板(111)上的所述拦截模块(113)根据其所处位置不同而逐级减小其拦截网的网孔间隙大小，从而以逐级过滤的方式实现对不同尺寸杂质的过滤。
10.一种焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收方法，其特征在于，至少包括以下步骤：过滤组件(1)的过滤箱体(11)通过在内部设置不同的过滤结构将其腔室分割为至少三个相连通的过滤区，三个相互连通且有序排列的过滤区分别为缓流段、过滤段和输出段，其中，所述缓流段按照沿其腔室的轴线间隔排布的方式在其内腔的两个相对的侧壁上交错设置有滤流板(111)，所述滤流板(111)倾斜连接在腔壁上，并且所述滤流板(111)能够选择性地从腔室中拔出，从而将拦截有杂质的所述滤流板(111)从腔室内取出进行沉淀杂质的去除。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收系统，至少包括用于接收工业生产过程中产生的焦化废水，并且在对焦化废水进行除硬和过滤处理后将处理后的焦化废水输送至浓缩单元的过滤组件。所述过滤组件的过滤箱体通过在内部设置不同的过滤结构将其腔室分割为至少三个相连通的过滤区，三个相互连通且有序排列的过滤区分别为缓流段、过滤段和输出段。优选地，所述缓流段按照沿其腔室的轴线间隔排布的方式在其内腔的两个相对的侧壁上交错设置有滤流板，所述滤流板倾斜连接在腔壁上，并且所述滤流板能够选择性地从腔室中拔出，从而将拦截有杂质的所述滤流板从腔室内取出进行沉淀杂质的去除。
根据一种优选的实施方式，所述浓缩单元对焦化废水进行除水浓缩处理后，完成浓缩处理后的焦化废水在所述分离组件中进行氯化钠和硫酸钠成分的分离处理。优选地，分离组件包括外套管和分离滤透结构，外套管通过支撑结构在管腔内沿其轴线方向悬置有能够对焦化废水进行分离的分离滤透结构。
根据一种优选的实施方式，所述分离滤透结构的流道呈流线型，所述分离滤透结构的流道内布设有至少一个能够对流道内的液流进行分流和二次混合的混流结构。优选地，所述混流结构能够将分离滤透结构的流道分隔成两个子流道，使得液流能够被混流结构的前端分割成两个分别流向不同的子流道的子液流，流入子流道的子液流能够在流出子流道后在混流结构的末端汇合，从而相互汇合的两个子液流能够产生相对冲击力，使得子液流中的成分发生二次混合。
根据一种优选的实施方式，所述缓流段能够对从所述过滤箱体顶端流入的焦化废水进行粗过滤和缓冲分流处理，使得焦化废水能够均匀且分散地流入过滤段。优选地，相邻两个所述滤流板的板体面积总和大于所述过滤箱体横截面的面积。
根据一种优选的实施方式，所述滤流板按照能够对可沉淀杂质进行沉淀分离的方式在其板面上开设有多级递进式的沉淀阶梯槽。优选地，多个沿水流方向间隔布设的用于拦截和容纳可沉降杂质的所述沉淀阶梯槽能够以分级过滤的方式逐步地完成不同体积和质量的杂质的过滤。
根据一种优选的实施方式，所述沉淀阶梯槽按照其弧心轴位于槽体内或槽体外的方式选择性地进行开设，多个所述沉淀阶梯槽通过将其曲面弧度沿水流方向逐渐增大的方式进行横向设置，使得位于同一滤流模块上且属于水流下游区域的所述沉淀阶梯槽能够以较大的曲面弧度槽壁来抵御水流的动力。
根据一种优选的实施方式，所述滤流板被所述沉淀阶梯槽分隔开的多个条形板面上还间隔布设有能够对絮状杂物进行拦截的拦截模块。优选地，多个所述拦截模块与所述沉淀阶梯槽交替布设，从而在所述滤流板上形成阶梯式的多重杂质拦截结构，进而在提高对未沉淀杂质进行拦截的效率的同时还能够提升单个所述滤流板的杂质可拦截总量。
根据一种优选的实施方式，在所述滤流板板面上设置的所述拦截模块能够与所述沉淀阶梯槽相互配合地对焦化废水水流中的杂质进行分离。优选地，所述拦截模块是与多条所述沉淀阶梯槽相互组合进行设置的。
根据一种优选的实施方式，所述拦截模块的拦截网能够对未沉淀于其上游的所述沉淀阶梯槽中的漂浮杂物进行拦截。优选地，同一所述滤流板上的所述拦截模块根据其所处位置不同而逐级减小其拦截网的网孔间隙大小，从而以逐级过滤的方式实现对不同尺寸杂质的过滤。
本发明还涉及一种焦化废水高浓度结晶盐提取的水回收方法，至少包括以下步骤：过滤组件的过滤箱体通过在内部设置不同的过滤结构将其腔室分割为至少三个相连通的过滤区，三个相互连通且有序排列的过滤区分别为缓流段、过滤段和输出段。优选地，所述缓流段按照沿其腔室的轴线间隔排布的方式在其内腔的两个相对的侧壁上交错设置有滤流板，所述滤流板倾斜连接在腔壁上，并且所述滤流板能够选择性地从腔室中拔出，从而将拦截有杂质的所述滤流板从腔室内取出进行沉淀杂质的去除。
本发明的技术方案还提供一种焦化废水结晶分离装置，其至少包括能够分别对分离出的至少两种焦化废水成分进行结晶处理的结晶组件，焦化废水在分离组件中分离出的过滤液和截留液分别选择性地进入所述结晶组件的不同蒸发结晶通道中，从而通过不同的蒸发工序分别完成过滤液和截留液的盐分蒸发结晶处理，其中，所述结晶组件上还设置有能够依次对分离处理后的过滤液和截留液进行预加热的预热单元，所述预热单元包覆在所述结晶组件的液流支路上，使得所述预热单元能够同时期且有序地完成过滤液和截留液的预加热处理。其优势在于，预热单元能够对分离组件分离后的过滤液和截留液同时进行预加热，尤其是其针对过滤液进行蒸发结晶处理时采用的二效蒸发结晶处理和截留液进行蒸发结晶处理时采用的三效蒸发结晶处理的不同，预热单元首先利用高温蒸汽对过滤液进行预热，然后使用高温蒸汽在放热反应中生成的乏汽对截留液进行预热，本申请通过有次序的预热操作保证了预热的有效性和适用性。三效蒸发结晶处理能够为截留液提供更多的热能，因此，相对于需要进行二效蒸发结晶处理的过滤液，截留液采用乏汽加热即可达到所需的预热效果，尤其是预热处理的设置能够减少蒸发结晶过程中物料因升温而需要消耗的热量。此外，结晶组件能够在对过滤液和截留液进行蒸发结晶的同时利用其自身逸散出的热量对预热单元中冷凝后的液体进行二次加热，方便蒸发单元能够快速地将加热后的液体转变为高温蒸汽。
根据一种优选的实施方式，所述预热单元至少包括能够盘绕包覆在用于输送过滤液的第一液流支路的管壁外侧的预加热盘管和盘绕用于输送截留液的第二液流支路的管壁外侧的乏加热盘管。
根据一种优选的实施方式，所述预加热盘管和乏加热盘管是按照构成相互连通的上下游管路的方式进行连接的，使得流经所述预加热盘管的高温蒸汽对所述第一液流支路进行加热后沿管路流入所述乏加热盘管中，从而对所述第二液流支路进行加热。
根据一种优选的实施方式，所述第一液流支路按照将在其管道内完成预加热后的过滤液输送至结晶处理结构的方式将其下游管路出口与第一结晶组件连通，使得被预热后的过滤液能够在所述第一结晶组件中蒸发结晶。
根据一种优选的实施方式，所述第二液流支路中的截留液经乏汽预加热处理后能够定向输送至第二结晶组件，所述第二结晶组件对完成预加热后的截留液进行蒸发结晶处理。
根据一种优选的实施方式，所述预加热盘管中定向流动的加热蒸汽经放热反应而生成的乏汽能够流入到所述乏加热盘管中；在所述乏加热盘管中定向流动的乏汽释放热量对第二液流支路内的截留液进行加热后产生的气液混合物能够输送至冷凝单元。根据一种优选的实施方式，所述冷凝单元产出的液体能够回流至蒸发单元中；所述冷凝单元产出的液体能够回流至蒸发单元中；所述蒸发单元产生的高温蒸汽能够定向流入到所述预加热盘管中，所述蒸发单元至少包括以包覆的方式设置在所述第一结晶组件和第二结晶组件外部的第一加热单元，所述第一加热单元能够吸收蒸发结晶处理过程中所述第一结晶组件和第二结晶组件逸散出的热量而对液体进行加热。
根据一种优选的实施方式，所述蒸发单元还包括能够对加热后的液体进行汽化的第二汽化单元，所述第二汽化单元与所述预加热盘管连通。
根据一种优选的实施方式，所述第一结晶组件和第二结晶组件的输出端还连接有能够对结晶盐和残余母液进行分离的分离组件和用于存储结晶盐的盐腿。
本申请还提供一种焦化废水结晶盐分离工艺，至少包括以下步骤：
通过预处理过滤的方式完成焦化废水中杂质的过滤；
对完成杂质过滤的焦化废水进行水的减量化处理；
进行焦化废水中的硫酸钠浓水和氯化钠浓水的分离；
利用提盐蒸发结晶装置分别对分离出的硫酸钠浓水和氯化钠浓水进行蒸发结晶获取结晶盐；
将蒸发结晶后的剩余母液放入混盐结晶装置产出混盐，将得到的混盐进行回溶并重新输送至循环式纳滤装置继续进行分盐处理。
（发明人：权秋红;权思影;元西方;张普寨）
