申請(qǐng)日2015.11.05

　　公開(kāi)(公告)日2017.05.17

　　IPC分類號(hào)C01D7/18; C01D7/12; C01C1/16

　　摘要

　　本發(fā)明涉及煤化工廢水處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種利用含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法，該方法包括：(1)將含鹽廢水進(jìn)行分離處理，除去所述含鹽廢水中的二價(jià)鹽，以得到富一價(jià)鹽鹽水;(2)將所述富一價(jià)鹽鹽水進(jìn)行碳化處理，得到碳酸氫鈉沉淀和碳化母液;(3)將步驟(2)得到的碳酸氫鈉沉淀進(jìn)行煅燒處理，以得到純堿;(4)將步驟(2)得到的碳化母液進(jìn)行結(jié)晶分離處理，以得到氯化銨。本發(fā)明的方法，不僅能夠有效解決含鹽廢水中低附加值NaCl的處置難題，還能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，為煤化工等企業(yè)實(shí)現(xiàn)含鹽廢水的近零排放目標(biāo)提供有效的技術(shù)手段，還能同時(shí)解決含鹽廢水中低附加值NaCl的處置難題和巨大的碳減排壓力。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種利用含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法，其特征在于，所述方法包括：

　　(1)將含鹽廢水進(jìn)行分離處理，除去所述含鹽廢水中的二價(jià)鹽，以得到富一價(jià)鹽鹽水;

　　(2)將所述富一價(jià)鹽鹽水進(jìn)行碳化處理，得到碳酸氫鈉沉淀和碳化母液;

　　(3)將步驟(2)得到的碳酸氫鈉沉淀進(jìn)行煅燒處理，以得到純堿;

　　(4)將步驟(2)得到的碳化母液進(jìn)行結(jié)晶分離處理，以得到氯化銨。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(1)中，所述分離處理的條件使得所述富一價(jià)鹽鹽水中NaCl的濃度為50-360g/L，優(yōu)選為90-300g/L。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，步驟(1)中，對(duì)于NaCl濃度不大于10g/L的含鹽廢水，所述分離處理包括對(duì)含鹽廢水依次進(jìn)行反滲透處理和納濾處理;對(duì)于NaCl濃度大于10g/L的含鹽廢水，所述分離處理包括對(duì)含鹽廢水進(jìn)行納濾處理;

　　優(yōu)選地，所述反滲透處理的條件包括：壓力為0-10MPa，溫度為10-50℃，膜孔徑為0.3-1nm，膜材質(zhì)選自醋酸纖維素、芳香聚酰胺、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜和聚丙烯膜中的一種或多種;

　　所述納濾處理的條件包括：壓力為0.5-3MPa，溫度為10-50℃，膜孔徑為1-2nm，膜材質(zhì)選自醋酸纖維素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、聚酰胺和聚乙烯醇一種或多種。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法還包括：步驟(2)中，在碳化處理之前，對(duì)富一價(jià)鹽鹽水進(jìn)行濃縮處理，提高所述富一價(jià)鹽鹽水中NaCl的濃度以得到富NaCl鹽水;優(yōu)選地，使得所述富NaCl鹽水中NaCl的濃度為150-360g/L，進(jìn)一步優(yōu)選為200-350g/L。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，步驟(2)中，所述濃縮處理的方式為冷凍結(jié)晶處理或加熱蒸發(fā)處理，

　　優(yōu)選地，所述冷凍結(jié)晶處理的實(shí)施方式包括：在制冷介質(zhì)存在下，將富一價(jià)鹽鹽水在0～-25℃下制冷10-300min，得到冰和富NaCl鹽水;進(jìn)一步優(yōu)選地，將所述結(jié)晶分離處理得到的液相物料返回至冷凍結(jié)晶處理，分離冰和/或氯化銨結(jié)晶后將得到的液相物料返回至碳化處理，將冷凍結(jié)晶處理得到的冰回收冷量后返回生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)使用;

　　優(yōu)選地，所述加熱蒸發(fā)處理的實(shí)施方式包括：將富一價(jià)鹽鹽水在80-120℃下加熱10-300min，得到富NaCl鹽水。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，步驟(2)中，所述碳化處理的實(shí)施方式包括：將富一價(jià)鹽鹽水或富NaCl鹽水與NH3和CO2進(jìn)行碳化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25-50℃，反應(yīng)時(shí)間為10-300min;或者

　　將富一價(jià)鹽鹽水或富NaCl鹽水與碳酸氫銨進(jìn)行碳化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25-50℃，反應(yīng)時(shí)間為10-300min。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(3)中，所述煅燒處理的溫度為150-250℃，時(shí)間為10-150min。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(4)中，將碳化母液進(jìn)行結(jié)晶分離處理得到氯化銨的實(shí)施方式包括：將碳化母液直接冷凝至0～10℃，或者向碳化母液中加入富NaCl鹽水和/或固體NaCl后冷凝至0～10℃，然后進(jìn)行固液分離，得到氯化銨，并將得到的液相物料返回至碳化處理。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述含鹽廢水中NaCl含量為2-400g/L，Ca2+與Mg2+的總含量為0-200mg/L，COD值為0-1000mg/L。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種利用含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及煤化工廢水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種利用煤氣化含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法。

　　背景技術(shù)

　　近年來(lái)，受水資源和水環(huán)境問(wèn)題的雙重制約，國(guó)內(nèi)煤化工項(xiàng)目紛紛提出廢水零排放方案。廢水零排放是在對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行合理劃分的基礎(chǔ)上，結(jié)合廢水特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最大程度的處理回用，不再以廢水的形式外排至自然水體的設(shè)計(jì)方案。按水質(zhì)和水量，煤化工廢水主要分為煤氣化有機(jī)廢水和含鹽廢水。含鹽廢水包括生化處理達(dá)標(biāo)廢水和清凈廢水，總?cè)芙夤腆w(TDS)含量為1-3g/L。煤化工含鹽廢水組成以無(wú)機(jī)鹽、難溶性難降解有機(jī)物為主。典型的煤化工含鹽廢水零排放流程首先通過(guò)預(yù)處理和膜濃縮工藝獲得TDS為50-80g/L的高濃鹽水，然后通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶等結(jié)晶處理工藝進(jìn)一步提濃獲得結(jié)晶鹽。

　　然而，結(jié)晶器排出的結(jié)晶鹽組成復(fù)雜、有害物質(zhì)濃度高，需作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行處理，不能和鍋爐灰渣、氣化爐渣等一起去渣場(chǎng)混埋。危險(xiǎn)廢物最終處置前一般采用物理、化學(xué)、生物等方法進(jìn)行預(yù)處理，改變其物理、化學(xué)、生物等特性，降低毒性，減小體積，避免此生環(huán)境污染。目前對(duì)于如何通過(guò)預(yù)處理將結(jié)晶鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榉俏ｋU(xiǎn)廢物尚無(wú)具體可行的方案提出。

　　因此，如何合理利用結(jié)晶鹽，實(shí)現(xiàn)真正的廢水近零排放方案是煤化工行業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種利用含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法，該方法能夠合理利用結(jié)晶鹽，實(shí)現(xiàn)真正的廢水近零排放，并能有效解決含鹽廢水中低附加值NaCl的處置難題。

　　本發(fā)明的發(fā)明人在大量研究中發(fā)現(xiàn)，目前煤化工生產(chǎn)排放的含鹽廢水中NaCl的主要處置方法是蒸發(fā)結(jié)晶，但是其產(chǎn)生的NaCl的附加值較低，并沒(méi)有很好的去向，且處置不當(dāng)很容易被歸為危廢，從而大大增加處置的費(fèi)用;相反地，目前工業(yè)上廣泛采用NaCl等原料生產(chǎn)純堿(全世界純堿的市場(chǎng)容量約為5000-6000萬(wàn)噸/年)，而NaCl主要來(lái)自于海水曬鹽等工藝，然而，需要引起重視的是，海水中的NaCl是一種自然存在的組分，本身并不是一種污染源。因此，綜合前述因素，本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量的試驗(yàn)，驚奇的發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將含鹽廢水依次進(jìn)行分離處理和碳化處理，使得含鹽廢水通過(guò)所述分離處理除去二價(jià)鹽以得到富一價(jià)鹽鹽水，富一價(jià)鹽鹽水通過(guò)所述碳化處理得到碳酸氫鈉沉淀和碳化母液，將碳酸氫鈉沉淀進(jìn)行煅燒處理以得到純堿，將碳化母液進(jìn)行結(jié)晶分離處理以得到氯化銨的方式，能夠利用且首次利用煤化工生產(chǎn)排放的含鹽廢水中含有的大量的NaCl聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨，既有效緩解了含鹽廢水中NaCl的處置難題，又成功地變廢為寶。

　　因此，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法，所述方法包括：

　　(1)將含鹽廢水進(jìn)行分離處理，除去所述含鹽廢水中的二價(jià)鹽，以得到富一價(jià)鹽鹽水;

　　(2)將所述富一價(jià)鹽鹽水進(jìn)行碳化處理，得到碳酸氫鈉沉淀和碳化母液;

　　(3)將步驟(2)得到的碳酸氫鈉沉淀進(jìn)行煅燒處理，以得到純堿;

　　(4)將步驟(2)得到的碳化母液進(jìn)行結(jié)晶分離處理，以得到氯化銨。

　　本發(fā)明的利用含鹽廢水聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨的方法，不僅能夠有效解決含鹽廢水中低附加值NaCl的處置難題，還能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，為煤化工等企業(yè)實(shí)現(xiàn)含鹽廢水的近零排放目標(biāo)提供有效的技術(shù)手段。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，利用富一價(jià)鹽鹽水或富NaCl鹽水、NH3和CO2之間的碳化反應(yīng)聯(lián)產(chǎn)碳酸鈉和氯化銨，成功地將煤化工生產(chǎn)排放的CO2利用到含鹽廢水的處置過(guò)程，同時(shí)解決了含鹽廢水中低附加值NaCl的處置難題和巨大的碳減排壓力。

　　本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。