【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤化工废水处理，具体涉及一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统及其使用方法。
技术介绍
1、现代煤化工项目都布局在煤炭资源丰富、水资源相对短缺的地区，受水资源短缺及缺乏纳污水体的限制，煤化工废水“零排放”成为产业发展的必然选择，煤化工废水包括有机废水和含盐废水，煤化工废水“零排放”是将生产过程中产生的所有有机废水和含盐废水进行处理，实现再生水回用，含盐废水通过煤化工废水零排放分盐技术副产氯化钠产品和硫酸钠产品。
2、煤化工废水零排放分盐技术基本分为三类：热法分盐、纳滤分盐和冷冻+热法分盐技术。其中，热法分盐借鉴了盐化工的硝盐联产技术或盐硝联产技术，利用氯化钠和硫酸钠溶解度随温度升高相反的特性，高温产硝，低温产盐。纳滤分盐利用纳滤膜对一价离子和二价离子分离的特性，将氯离子和硫酸根离子分离，再通过蒸发结晶分别产盐和硝。冷冻+热法分盐技术利用硫酸钠低温易析出的特点，低温析硝产出十水硫酸钠，冷冻母液进一步利用热法产氯化钠，十水硝经加热回溶去除结晶水后产出无水硫酸钠；现有的冷冻分盐技术采用换热器进行降温，冷媒与结晶器循环的物料直接换热降温，换热后物料温度降至-5~5℃，物料在高低温间转化过程中易造成管道和设备的析晶堵塞，且存在氯化钠品质不稳定现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统及其使用方法，用于解决现有的冷冻分盐技术存在物料在高低温间转化过程中易造成管道和设备的析晶堵塞的技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用
3、本专利技术公开了一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，包括进料系统、盐水循环系统、闪蒸降温冷却系统和出料系统；所述进料系统与盐水循环系统连接；所述盐水循环系统分别与闪蒸降温冷却系统和出料系统连接；
4、所述盐水循环系统包括芒硝结晶器和循环泵；所述进料系统的出口与芒硝结晶器的进料口连接；所述芒硝结晶器的外侧壁通过管路和循环泵连接；所述芒硝结晶器的顶部和闪蒸降温冷却系统连接；所述芒硝结晶器的出料口通过管路和出料系统连接；
5、所述出料系统包括固体收集系统和液体收集系统；所述芒硝结晶器的出料口通过管路分别与固体收集系统和液体收集系统的入口连接；所述液体收集系统的出口和进料系统连接。
6、进一步地，所述进料系统包括循环水预冷器和预冷器；所述循环水预冷器的冷介质出口和预冷器的预冷器冷介质进口连接；所述预冷器的预冷器冷介质出口和芒硝结晶器的进料口连接；
7、所述液体收集系统的出口和预冷器的冷却水进口连接。
8、进一步地，所述闪蒸降温冷却系统包括热泵、冷凝器、二级热泵、二级冷凝器、真空泵、冷冻机组、冷冻水箱和冷冻循环泵；
9、所述冷冻水箱的出口、冷冻循环泵、冷冻机组、冷凝器的冷却水进口、冷凝器的冷却水出口和冷冻水箱的入口依次连接，形成冷却循环回路；
10、所述热泵设置在芒硝结晶器的顶部；所述热泵的蒸汽出口与冷凝器的气体进口连接；所述冷凝器的气体出口与二级热泵的蒸汽进口连接；所述二级热泵的蒸汽出口与二级冷凝器的气体进口连接；所述二级冷凝器的气体出口和真空泵连接；所述二级冷凝器的冷却水入口和冷冻机组连接，所述二级冷凝器的冷却水出口和冷冻水箱的入口连接。
11、进一步地，所述固体收集系统包括出料泵和离心机；所述液体收集系统包括上清液泵和滤液收集罐；
12、所述芒硝结晶器底部的出料口通过管路依次连接出料泵和离心机；所述芒硝结晶器上部的澄清段出料口通过管路依次连接上清液泵和滤液收集罐；
13、所述滤液收集罐的出口和预冷器的冷却水进口连接。
14、进一步地，所述离心机设置有固体产物出口和液体产物出口；所述液体产物出口和滤液收集罐连接。
15、本专利技术还公开了上述煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，包括以下步骤：
16、将煤化工含盐废水进入蒸发浓缩系统进行蒸发浓缩处理，得到浓缩后的含盐废水；
17、将浓缩后的含盐废水和氯化钠回流液在芒硝给水池混合后，形成混合水并进入进料系统中降温形成热交换盐水，热交换盐水随后通过管路进入芒硝结晶器中，并通过循环泵形成循环盐水；芒硝结晶器的内部在闪蒸降温冷却系统的作用下形成负压环境，热交换盐水和循环盐水释放闪蒸气，使得芒硝结晶器内部的温度降低，得到芒硝晶体浆液和澄清浆液；芒硝晶体浆液进入固体收集系统得到芒硝晶体和芒硝结晶滤液；澄清浆液和芒硝结晶滤液进入液体收集系统；其中，进入进料系统中的混合水被来自液体收集系统中的芒硝结晶滤液和澄清浆液换热降温；
18、将得到的芒硝晶体放入硫酸钠结晶系统进行硫酸钠热法结晶，得到硫酸钠结晶盐；
19、将在进料系统中换热后的芒硝结晶滤液放入氯化钠结晶系统进行氯化钠热法结晶，得到氯化钠结晶盐；氯化钠热法结晶过程中，通过回流部分芒硝结晶滤液作为氯化钠回流液，用于控制氯化钠结晶系统中芒硝结晶滤液中的硫酸钠的质量浓度≤3.75%；
20、将进行氯化钠热法结晶后的芒硝结晶滤液进行杂盐结晶。
21、进一步地，所述负压环境的压力值为-89 kpa~ -87 kpa；所述芒硝结晶器内部的温度降低至≤10℃。
22、进一步地，所述浓缩后的含盐废水的氯离子浓度≤110000mg/l；所述混合水的氯离子浓度≤156000mg/l。
23、进一步地，氯化钠热法结晶得到的氯化钠结晶盐的纯度为98.5%以上。
24、进一步地，所述混合水的温度为82~86℃；所述热交换盐水的温度为30℃以下。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、本专利技术公开了一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，通过设置进料系统、盐水循环系统、闪蒸降温冷却系统和出料系统，采用闪蒸降温冷却系统降低芒硝结晶器中的温度，使得芒硝晶体析出，通过出料系统得到芒硝结晶滤液，实现冷冻分盐，该系统解决了现有的冷冻分盐技术存在物料在高低温间转化过程中易造成管道和设备的析晶堵塞的技术问题。
27、进一步地，闪蒸降温冷却系统由热泵、冷凝器、二级热泵、二级冷凝器、真空泵、冷冻机组、冷冻水箱和冷冻循环泵组成，采用热泵和二级热泵的喷射式直接接触式冷凝和真空泵抽吸负压闪蒸冷却降温的方式，降低芒硝结晶器中的温度≤10℃，使得芒硝晶体析出，该闪蒸降温冷却系统的冷却降温过程易于控制，能够保证冷冻分盐过程的稳定进行。
28、本专利技术还公开了上述煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，采用该系统进行煤化工含盐废水的分盐，将得到的芒硝晶体和芒硝结晶滤液分别放入硫酸钠结晶系统和氯化钠结晶系统进行硫酸钠热法结晶和氯化钠热法结晶，以得到硫酸钠结晶盐和氯化钠结晶盐；在氯化钠热法结晶过程中，通过回流部分芒硝结晶滤液作为氯化钠回流液至氯化钠热法结晶过程中的芒硝给水池，保证在硫酸钠结晶盐不析出的情况下产出氯化钠结晶盐，且在氯化钠热法结晶后进行杂盐结晶，提高了氯化钠结晶盐的纯度。
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1.一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，包括进料系统、盐水循环系统、闪蒸降温冷却系统和出料系统；所述进料系统与盐水循环系统连接；所述盐水循环系统分别与闪蒸降温冷却系统和出料系统连接；
2.根据权利要求1所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，所述进料系统包括循环水预冷器（14）和预冷器（1）；所述循环水预冷器（14）的冷介质出口（142）和预冷器（1）的预冷器冷介质进口（101）连接；所述预冷器（1）的预冷器冷介质出口（102）和芒硝结晶器（2）的进料口连接；
3.根据权利要求2所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，所述闪蒸降温冷却系统包括热泵（3）、冷凝器（4）、二级热泵（15）、二级冷凝器（16）、真空泵（10）、冷冻机组（5）、冷冻水箱（6）和冷冻循环泵（13）；
4.根据权利要求3所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，所述固体收集系统包括出料泵（7）和离心机（8）；所述液体收集系统包括上清液泵（12）和滤液收集罐（9）；
5.根据权利要求4所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征
6.权利要求1~5中任意一项所述的煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
7. 根据权利要求6所述的煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，其特征在于，所述负压环境的压力值为-89 kPa~ -87 kPa；所述芒硝结晶器（2）内部的温度降低至≤10℃。
8.根据权利要求6所述的煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，其特征在于，所述浓缩后的含盐废水的氯离子浓度≤110000mg/L；所述混合水的氯离子浓度≤156000mg/L。
9.根据权利要求6所述的煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，其特征在于，氯化钠热法结晶得到的氯化钠结晶盐的纯度为98.5%以上。
10.根据权利要求6所述的煤化工含盐废水冷冻分盐系统的使用方法，其特征在于，所述混合水的温度为82~86℃；所述热交换盐水的温度为30℃以下。
...【技术特征摘要】
1.一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，包括进料系统、盐水循环系统、闪蒸降温冷却系统和出料系统；所述进料系统与盐水循环系统连接；所述盐水循环系统分别与闪蒸降温冷却系统和出料系统连接；
2.根据权利要求1所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，所述进料系统包括循环水预冷器（14）和预冷器（1）；所述循环水预冷器（14）的冷介质出口（142）和预冷器（1）的预冷器冷介质进口（101）连接；所述预冷器（1）的预冷器冷介质出口（102）和芒硝结晶器（2）的进料口连接；
3.根据权利要求2所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，所述闪蒸降温冷却系统包括热泵（3）、冷凝器（4）、二级热泵（15）、二级冷凝器（16）、真空泵（10）、冷冻机组（5）、冷冻水箱（6）和冷冻循环泵（13）；
4.根据权利要求3所述的一种煤化工含盐废水冷冻分盐系统，其特征在于，所述固体收集系统包括出料泵（7）和离心机（8）；所述液体收集系统包括上清液泵（12）和滤液收集罐（9）；
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宝祥，马波，谢武强，姜泊，孙威，王江伟，汪继刚，刘鑫，孙晓龙，李祚辉，王为锋，刘万胜，张光荣，樊曹武，
申请(专利权)人：陕煤集团榆林化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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