申請(qǐng)日2017.11.07

　　公開(kāi)(公告)日2018.03.06

　　IPC分類號(hào)C02F9/10; C01D3/04; C01F5/40; C02F103/18

　　摘要

　　本發(fā)明實(shí)施例提供了一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的系統(tǒng)，其特征在于，包括：預(yù)處理單元、分離濃縮單元及蒸發(fā)結(jié)晶單元;經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元去除脫硫廢水中的鈣和重金屬，在經(jīng)過(guò)分離濃縮單元將一價(jià)鹽和二價(jià)鹽進(jìn)行分離，最后通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶單元制得氯化鈉結(jié)晶鹽和七水合硫酸鎂。本發(fā)明與傳統(tǒng)脫硫廢水處理相比，省去了對(duì)廢水中鎂的去除，從而節(jié)省了前期藥劑的投加種類及投加量，節(jié)省了處理成本，后續(xù)通過(guò)納濾對(duì)脫硫廢水進(jìn)行預(yù)分鹽，降低后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶處理難度，可以獲得高純度的氯化鈉及硫酸鎂結(jié)晶鹽，提高了產(chǎn)品附加值，提高了企業(yè)收益，本工藝通過(guò)在前期節(jié)省藥劑投加，后期提高產(chǎn)品收益，從而使運(yùn)行成本降低，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的系統(tǒng)，其特征在于，包括：預(yù)處理單元、分離濃縮單元及蒸發(fā)結(jié)晶單元，其中，

　　所述預(yù)處理單元包括：除鈣除雜裝置、pH調(diào)節(jié)裝置及超濾裝置;所述除鈣除雜裝置設(shè)置有廢水進(jìn)水口、出水口，所述pH調(diào)節(jié)裝置設(shè)置有進(jìn)水口、出水口，所述超濾裝置設(shè)置有進(jìn)水水箱、產(chǎn)水水箱;所述pH調(diào)節(jié)裝置的進(jìn)水口與所述除鈣除雜裝置的出水口連接，所述超濾裝置的進(jìn)水水箱與所述pH調(diào)節(jié)裝置的出水口連接;

　　所述分離濃縮單元包括：納濾裝置、第一減量化裝置及第二減量化裝置;所述納濾裝置設(shè)置有進(jìn)水水箱、產(chǎn)水水箱、濃水水箱，所述第一減量化裝置設(shè)置有進(jìn)水口、產(chǎn)水水箱、濃水水箱，所述第二減量化裝置設(shè)置有進(jìn)水口、產(chǎn)水水箱、濃水水箱;所述納濾裝置的進(jìn)水水箱與所述超濾裝置的產(chǎn)水水箱連接，所述第一減量化裝置的進(jìn)水口與所述納濾裝置的產(chǎn)水水箱連接，所述第二減量化裝置的進(jìn)水口與所述納濾裝置的濃水水箱連接;

　　所述蒸發(fā)結(jié)晶單元包括：氯化鈉結(jié)晶裝置、硫酸鎂結(jié)晶裝置及母液緩存裝置;其中，所述氯化鈉結(jié)晶裝置設(shè)置有進(jìn)水口、母液出口，所述硫酸鎂結(jié)晶裝置設(shè)置有進(jìn)水口、母液出口，所述母液緩存裝置設(shè)置有進(jìn)水口、出水口;所述氯化鈉結(jié)晶裝置的進(jìn)水口與所述第一減量化裝置的濃水水箱連接，所述硫酸鎂結(jié)晶裝置的進(jìn)水口與所述第二減量化裝置的濃水水箱連接，所述母液緩存裝置的進(jìn)水口分別與所述氯化鈉結(jié)晶裝置的母液出口和所述硫酸鎂結(jié)晶裝置的母液出口連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述除鈣除雜裝置包括：混凝沉淀設(shè)備。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述混凝沉淀設(shè)備包括：依次連接的混合池、絮凝池和沉淀池。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一減量化裝置包括：

　　高壓反滲透裝置、電滲析裝置、卷式高壓膜裝置、或碟管式反滲透裝置。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二減量化裝置包括：碟管式反滲透裝置。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氯化鈉結(jié)晶裝置包括：多效蒸發(fā)器或MVR蒸發(fā)器。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述硫酸鎂結(jié)晶裝置包括：蒸發(fā)濃縮裝置和冷凍結(jié)晶裝置。

　　說(shuō)明書

　　一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　脫硫廢水主要是鍋爐煙氣濕法脫硫(石膏法/氧化鎂法)過(guò)程中吸收塔的排放水。為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過(guò)規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水，廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過(guò)飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，其中很多是國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的第一類污染物。

　　在中國(guó)，基于水資源緊缺和水污染形勢(shì)嚴(yán)重逐漸提出ZLD(廢水零排放ZeroLiquid Discharge，簡(jiǎn)稱ZLD)概念，ZLD是首先由歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家于20世紀(jì)70年代提出的概念，相比國(guó)外的技術(shù)，在不到20年時(shí)間內(nèi)，雖然取得一些進(jìn)步，但是與國(guó)外的差距較大。我國(guó)是以煤炭資源為基礎(chǔ)進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的大國(guó)，2014年底，火力發(fā)電廠占能源結(jié)構(gòu)的70%，我國(guó)火力發(fā)電廠取水量約占總工業(yè)取水量的30%-40%。為了節(jié)約水資源，治理環(huán)境污染，國(guó)家有關(guān)部門出臺(tái)一系列政策，對(duì)火電廠生產(chǎn)的總體目標(biāo)要求實(shí)現(xiàn)零排放，燃煤電廠廢水零排放是電廠用水的最高水平。

　　火電廠廢水零排放概念，很多電廠曾做過(guò)許多嘗試和研究，部分宣稱實(shí)現(xiàn)了廢水零排放。實(shí)際上，這些電廠僅僅實(shí)現(xiàn)部分廢水的減排，或僅僅實(shí)現(xiàn)了部分種類廢水處理后回用，而其他廢水如循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污水、脫硫廢水、非經(jīng)常性廢水等處理后則直接排放或部分用于干灰加濕，沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)廢水零排放。從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)看，隨著水資源日益的匱乏，環(huán)保要求的逐步嚴(yán)格，廢水的零排放是電廠用水發(fā)展的一種趨勢(shì)。

　　電廠排放的各種廢水中，脫硫廢水最為難處理，主要體現(xiàn)在硬度高，懸浮物高，含鹽量高同時(shí)腐蝕性較強(qiáng)且水質(zhì)水量波動(dòng)性較大，目前國(guó)內(nèi)脫硫方法主要為以石灰石、生石灰為基礎(chǔ)的鈣法及以氧化鎂為基礎(chǔ)的鎂法，由于燃煤電廠運(yùn)行工況，使用煤的品質(zhì)以及脫硫劑品質(zhì)的影響，國(guó)內(nèi)不同燃煤電廠的脫硫廢水水質(zhì)有很大的不同，其中水中的硬度主要來(lái)源于脫硫劑及電廠所用煤，根據(jù)硬度組成中鈣、鎂離子的不同，可以將脫硫廢水分為三類：第一類廢水水質(zhì)是鈣低鎂高，第二類是鈣鎂離子數(shù)量相當(dāng)，第三類是鈣高鎂低。

　　目前，主流的脫硫廢水零排放工藝包括以下步驟：1)脫硫廢水預(yù)處理除雜，去除水中的硬度及重金屬，使脫硫廢水中的鈣、鎂離子和重金屬離子生成氫氧化物沉淀;2)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的脫硫廢水經(jīng)過(guò)濾進(jìn)入膜濃縮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的減量化;3)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢水的固液分離，獲取蒸發(fā)冷凝水和可回用鹽，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。然而上述工藝獲得的結(jié)晶鹽為氯化鈉、硫酸鈉，目前工業(yè)級(jí)氯化鈉價(jià)格約60～100元/噸，高純度的硫酸鈉價(jià)格在400元/噸，經(jīng)濟(jì)效益差。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放和資源化再利用，提高產(chǎn)品附加值。具體技術(shù)方案如下：

　　本發(fā)明實(shí)施的一方面，提供了一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的系統(tǒng)，包括：預(yù)處理單元、分離濃縮單元及蒸發(fā)結(jié)晶單元，其中，

　　所述預(yù)處理單元包括：除鈣除雜裝置、pH調(diào)節(jié)裝置及超濾裝置;所述除鈣除雜裝置設(shè)置有廢水進(jìn)水口、出水口，所述pH調(diào)節(jié)裝置設(shè)置有進(jìn)水口、出水口，所述超濾裝置設(shè)置有進(jìn)水水箱、產(chǎn)水水箱;所述pH調(diào)節(jié)裝置的進(jìn)水口與所述除鈣除雜裝置的出水口連接，所述超濾裝置的進(jìn)水水箱與所述pH調(diào)節(jié)裝置的出水口連接;

　　所述分離濃縮單元包括：納濾裝置、第一減量化裝置及第二減量化裝置;所述納濾裝置設(shè)置有進(jìn)水水箱、產(chǎn)水水箱、濃水水箱，所述第一減量化裝置設(shè)置有進(jìn)水口、產(chǎn)水水箱、濃水水箱，所述第二減量化裝置設(shè)置有進(jìn)水口、產(chǎn)水水箱、濃水水箱;所述納濾裝置的進(jìn)水水箱與所述超濾裝置的產(chǎn)水水箱連接，所述第一減量化裝置的進(jìn)水口與所述納濾裝置的淡水水箱連接，所述第二減量化裝置的進(jìn)水口與所述納濾裝置的濃水水箱連接;

　　所述蒸發(fā)結(jié)晶單元包括：氯化鈉結(jié)晶裝置、硫酸鎂結(jié)晶裝置及母液緩存裝置;其中，所述氯化鈉結(jié)晶裝置設(shè)置有進(jìn)水口、母液出口，所述硫酸鎂結(jié)晶裝置設(shè)置有進(jìn)水口、母液出口，所述母液緩存裝置設(shè)置有進(jìn)水口、出水口;所述氯化鈉結(jié)晶裝置的進(jìn)水口與所述第一減量化裝置的濃水水箱連接，所述硫酸鎂結(jié)晶裝置的進(jìn)水口與所述第二減量化裝置的濃水水箱連接，所述母液緩存裝置的進(jìn)水口分別與所述氯化鈉結(jié)晶裝置的母液出口和所述硫酸鎂結(jié)晶裝置的母液出口連接。

　　可選的，所述除鈣除雜裝置包括：混凝沉淀設(shè)備。

　　可選的，所述混凝沉淀設(shè)備包括：依次連接的混合池、絮凝池和沉淀池。

　　可選的，所述第一減量化裝置包括：

　　高壓反滲透裝置、電滲析裝置、卷式高壓膜裝置、或碟管式反滲透裝置。

　　可選的，所述第二減量化裝置包括：碟管式反滲透裝置。

　　可選的，所述氯化鈉結(jié)晶裝置包括：多效蒸發(fā)器或MVR蒸發(fā)器。

　　可選的，所述硫酸鎂結(jié)晶裝置包括：蒸發(fā)濃縮裝置和冷凍結(jié)晶裝置。

　　本發(fā)明實(shí)施例提供的一種從脫硫廢水中制取硫酸鎂的工藝與傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝相比，省去了對(duì)廢水中鎂的去除，從而節(jié)省了前期藥劑的投加種類及投加量，節(jié)省了處理成本，后續(xù)通過(guò)納濾對(duì)脫硫廢水進(jìn)行預(yù)分鹽，降低后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶處理難度，可以獲得高純度的氯化鈉及硫酸鎂結(jié)晶鹽，提高了產(chǎn)品附加值，提高了企業(yè)收益。當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。