硝酸钠蒸发结晶装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种在工业含盐废水中分离硝酸钠的装置及方法。


背景技术：

2.采用“臭氧氧化 碱液吸收”法脱硫脱硝工艺，需要定期外排部分工业废水以保持脱硫脱硝塔的吸收效率，外排的工业废水富含硫酸钠和硝酸钠等混合杂盐，称之为工业含盐废水，这种工业含盐废水中的杂盐因难以降解已被定性为危险废物，直接排放对生态环境危害极大，而且也不允许外排且必须进行专门处理，工业含盐废水的主要成分为硫酸钠，所占比例16.6%；硝酸钠，所占比例3.22%，其次为氯化钠，所占比例低于0.08%；亚硫酸钠，所占比例0.45%；亚硝酸钠，所占比例0.25%。如何回收这些主要成分是亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是现有的硝酸钠没有能够循环利用的蒸发结晶方法，为此提供一种硝酸钠蒸发结晶装置及其使用方法。
4.本发明的技术方案是：硝酸钠蒸发结晶装置，包括：单效蒸发结晶单元、冷凝水回收单元和固液分离单元，所述单效蒸发结晶单元包括单效加热器、单效分离器、单效旋流除沫器、单效循环泵和硝酸钠母液出料泵，所述冷凝水回收单元包括冷凝器、冷凝水罐、真空罐、真空泵和板式换热器，所述单效加热器中部通过硝酸钠进料泵与硝酸钠缓冲池连接，所述单效加热器底部通过单效循环泵与单效分离器连接，所述单效加热器顶部与单效分离器连接，所述单效分离器的顶部与单效旋流除沫器的上部连接，所述单效分离器的上部与单效旋流除沫器的下部连接，所述单效分离器的下部与固液分离单元连接，所述单效分离器的底部通过硝酸钠母液出料泵与固液分离单元连接，所述单效旋流除沫器的底部与冷凝器的上部连接，所述冷凝器的下部与单效加热器的下部连接，所述冷凝器的中部通过真空泵与真空罐连接，所述冷凝器的下部与冷凝水罐连接，所述真空泵和真空罐通过板式换热器连接。
5.上述方案的改进是所述单效旋流除沫器的顶部通过冷凝水泵与冷凝水罐连接。
6.上述方案中所述单效加热器的上部与冷凝器的上部连接。
7.上述方案中所述固液分离单元包括与硝酸钠母液出料泵连通的增稠器，所述增稠器的底部连通有离心机，所述离心机的出料口连接有硝酸钠母液槽，所述硝酸钠母液槽的底部连接有硝酸钠母液外排泵。
8.上述方案中所述增稠器的侧壁通过旁路与硝酸钠母液槽连接，增稠器的侧壁设有腔体与旁路连通，腔体上设有向外打开的单向阀。
9.硝酸钠蒸发结晶装置的使用方法，包括以下步骤：从硝酸钠缓冲池中用硝酸钠进料泵向单效加热器泵入硝酸钠母液，单效循环泵使得硝酸钠母液在单效加热器和单效分离器之间循环加热，同时单效旋流除沫器对单效分离器内的硝酸钠母液除沫，硝酸钠母液最
后由硝酸钠母液母液出料泵泵入增稠器内，经过增稠器和离心机后送入硝酸钠母液槽，蒸发结晶过程中，生蒸汽在单效加热器内生成的冷凝水、单效旋流除沫器产生的冷凝水、硝酸钠母液在单效加热器内蒸发过程中产生的冷凝水进冷凝器，冷凝器通过真空泵、真空罐和板式换热器形成循环冷却水系统，冷凝器排出的废水输入冷凝水罐内，由冷凝水外排泵排入单效旋流除沫器内作为冲洗水。
10.本发明的有益效果是通过设计一套单效蒸发结晶装置，使得生蒸汽得到最大程度的利用，加热、分离、冷凝都具有独立的循环系统，提高了能量利用率，硝酸钠分离效果好。
附图说明
11.图1是本发明的硝酸钠逐级冷冻结晶装置示意图；图2是图1中旁路示意图；图中，1、单效加热器，2、单效分离器，3、单效旋流除沫器，4、单效循环泵，5、硝酸钠母液出料泵，6、冷凝器，7、冷凝水罐，8、冷凝水泵，9、真空罐，10、真空泵，11、板式换热器，12、硝酸钠进料泵，13、硝酸钠缓冲池，14、增稠器，15、离心机，16、硝酸钠母液槽，17、硝酸钠母液外排泵，18、旁路，19、腔体。
具体实施方式
12.下面结合附图 ，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
13.如图1所示，在众多的高含盐废水的处理技术中，蒸发脱盐的工艺方法具有技术成熟、投资成本较低、可处理废水的范围广等优点而被较多采用，国内很多企业采用这种工艺方法从高含盐废水中分别回收氯化钠、硫酸钠、硝酸钠并取得良好的成效。
14.硝酸钠蒸发结晶装置，包括：单效蒸发结晶单元、冷凝水回收单元和固液分离单元，所述单效蒸发结晶单元包括单效加热器1、单效分离器2、单效旋流除沫器3、单效循环泵4和硝酸钠母液出料泵5，所述冷凝水回收单元包括冷凝器6、冷凝水罐7、冷凝水泵8、真空罐9、真空泵10和板式换热器11，所述单效加热器中部通过硝酸钠进料泵12与硝酸钠缓冲池13连接，所述单效加热器底部通过单效循环泵与单效分离器连接，所述单效加热器顶部与单效分离器连接，所述单效分离器的顶部与单效旋流除沫器的上部连接，所述单效分离器的上部与单效旋流除沫器的下部连接，所述单效分离器的下部与固液分离单元连接，所述单效分离器的底部通过硝酸钠母液出料泵与固液分离单元连接，所述单效旋流除沫器的底部与冷凝器的上部连接，所述冷凝器的下部与单效加热器的下部连接，所述冷凝器的中部通过真空泵与真空罐连接，所述冷凝器的下部与冷凝水罐连接，所述真空泵和真空罐通过板式换热器连接。所述单效旋流除沫器的顶部通过冷凝水泵8与冷凝水罐连接，所述单效加热器的上部与冷凝器的上部连接，所述固液分离单元包括与硝酸钠母液出料泵连通的增稠器14，所述增稠器的底部连通有离心机15，所述离心机的出料口连接有硝酸钠母液槽16，所述硝酸钠母液槽的底部连接有硝酸钠母液外排泵17。
15.这里的单效蒸发结晶单元通过单效加热器1、单效循环泵4和单效分离器构成循环
加热系统，通过单效加热器1、单效循环泵4和冷凝器6构成冷却系统，冷凝器的冷却水由真空罐9、真空泵10和板式换热器11构成冷却水的循环利用，经过冷凝水外排泵将冷凝水作为冲洗水输入单效旋流除沫器3内，定时冲洗旋流除沫器的丝网除沫器，作为脱硫脱硝系统添加水，每个单元都对能量进行了循环利用，最终得到的硝酸钠经过干燥后，也能得到纯度大于98%的硝酸钠粉末。
16.硝酸钠蒸发结晶装置的使用方法，包括以下步骤：从硝酸钠缓冲池中用硝酸钠进料泵向单效加热器泵入硝酸钠母液，单效循环泵使得硝酸钠母液在单效加热器和单效分离器之间循环加热，同时单效旋流除沫器对单效分离器内的硝酸钠母液除沫，硝酸钠母液最后由硝酸钠母液母液出料泵泵入增稠器内，经过增稠器和离心机后送入硝酸钠母液槽，蒸发结晶过程中，生蒸汽在单效加热器内生成的冷凝水、单效旋流除沫器产生的冷凝水、硝酸钠母液在单效加热器内蒸发过程中产生的冷凝水进冷凝器，冷凝器通过真空泵、真空罐和板式换热器形成循环冷却水系统，冷凝器排出的废水输入冷凝水罐内，由冷凝水外排泵排入单效旋流除沫器内作为冲洗水。
17.在离心机输出口通过管路排入硝酸钠母液槽的过程中，会由于硝酸钠的浓度较高，造成管路内的硝酸钠流速变慢，甚至堵塞管路，为了避免这一问题，作为本发明的优选例，如图2所示，所述增稠器的侧壁通过旁路18与硝酸钠母液槽连接，增稠器的侧壁设有腔体19与旁路连通，腔体上设有向外打开的单向阀，硝酸钠母液经过离心机离心后排出，通过管路输入至硝酸钠母液槽内，硝酸钠母液在经过管路与旁路连通处增时，由于单向阀关闭，旁路处于负压状态，会有部分硝酸钠母液被吸入旁路内，最终从单向阀内排入增稠器内，如此循环，这样设计的优点在于利用旁路的负压给管路引流，促使管路内的硝酸钠加速流动，避免管路堵塞。