公布日：2023.03.21
申請(qǐng)日：2022.12.13
分類號(hào)：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I
摘要
本發(fā)明的一種氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，包括如下步驟：(1)向氫能新材料生產(chǎn)廢水中加入堿性鈉鹽溶液，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)使得生產(chǎn)原料及中間體再生、析出，濾液進(jìn)入結(jié)晶器；(2)采用軸流泵抽吸使廢水在冷卻器及結(jié)晶器內(nèi)部循環(huán)，降溫后的廢水在結(jié)晶器內(nèi)析晶、固液分離；(3)精餾塔釜液泵入蒸發(fā)器；精餾塔塔頂分離出有機(jī)物蒸汽及氨氣，冷凝后獲得有機(jī)凝液及高純氨氣；(4)硫酸鈉溶液和精餾塔釜液分別采用蒸發(fā)脫水，分離出蒸發(fā)清液、蒸發(fā)濃液、粗制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉；(5)采用富氧氣化耦合催化燃燒工藝制得精制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉。本發(fā)明處理效率高，運(yùn)行成本低，中間體的利用率高，實(shí)現(xiàn)氨、鹽回收，從而產(chǎn)生了附加價(jià)值。
權(quán)利要求書
1.一種氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于包括如下步驟：(1)向氫能新材料生產(chǎn)廢水中加入堿性鈉鹽溶液，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)使得生產(chǎn)原料及中間體再生、析出，固液分離后漿料循環(huán)至生產(chǎn)車間再利用，濾液進(jìn)入結(jié)晶器；(2)采用軸流泵抽吸使濾液在結(jié)晶器及冷卻器之間內(nèi)部循環(huán)，降溫后的廢水在結(jié)晶器內(nèi)析晶、固液分離，回收獲得芒硝晶體和冷卻殘液；(3)冷卻殘液采用精餾分離技術(shù)，精餾塔釜液泵入蒸發(fā)系統(tǒng)；精餾塔塔頂分離出有機(jī)物蒸汽及氨氣，冷凝后獲得有機(jī)凝液及高純氨氣，有機(jī)凝液循環(huán)至生產(chǎn)車間再利用，氨氣以水吸收制成工業(yè)氨水再利用；(4)芒硝晶體和精餾塔釜液分別進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)脫除水分，分離出蒸發(fā)清液、蒸發(fā)濃液、粗制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉，蒸發(fā)清液回用作為生產(chǎn)補(bǔ)水或采用生物處理后外排；(5)粗制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉采用富氧氣化耦合催化燃燒，反應(yīng)結(jié)束后，制得精制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉，作為工業(yè)鹽再利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水的鹽含量≥10％(w/w)，COD為10000-80000mg/L，氨氮濃度≥3000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述的堿性鈉鹽溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液中的一種或幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述的堿性鈉鹽溶液為氫氧化鈉時(shí)，與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為0.4-2.0；堿性鈉鹽溶液為碳酸鈉時(shí)，與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為0.6-2.7；堿性鈉鹽溶液為碳酸氫鈉時(shí)，與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為1.0-4.5；反應(yīng)時(shí)間為0.25-3.0h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(2)中，所述的冷卻器中冷卻后廢水溫度控制為-5-10℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(3)中，精餾塔塔頂?shù)膲毫Α?/span>0.3MPaG；有機(jī)凝液采出量為處理水量的0.5-3.0％(w/w)；氨水制備方式為噴淋吸收或降膜吸收。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(4)中，所述的蒸發(fā)清液的回用比例為70-95％(w/w)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(5)中，鼓入氧氣或氧氣與惰性氣體的混合氣，氧氣與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為1.0-4.0。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(5)中，所述的富氧氣化的溫度為400-750℃，時(shí)間為1.0-4.0h。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，其特征在于：在步驟(5)中，所述的催化燃燒裝置的煙氣溫度為260-400℃，催化劑載體為多孔材料，催化劑有效成分為過渡金屬及其氧化物中的一種或幾種的組合。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種處理效率高、運(yùn)行成本低的氫能新材料生產(chǎn)廢水處理方法，其能有效去除水中污染物，并將水中有價(jià)值的資源回收再利用。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：本發(fā)明的一種氫能新材料生產(chǎn)廢水處理及資源再生方法，包括如下步驟：
(1)向氫能新材料生產(chǎn)廢水中加入堿性鈉鹽溶液，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)使得生產(chǎn)原料及中間體再生、析出，固液分離后漿料循環(huán)至生產(chǎn)車間再利用，濾液進(jìn)入結(jié)晶器；
(2)采用軸流泵抽吸使濾液在結(jié)晶器及冷卻器之間內(nèi)部循環(huán)，降溫后的廢水在結(jié)晶器內(nèi)析晶、固液分離，回收獲得芒硝晶體和冷卻殘液；
(3)冷卻殘液采用精餾分離技術(shù)，精餾塔釜液泵入蒸發(fā)系統(tǒng)；精餾塔塔頂分離出有機(jī)物蒸汽及氨氣，冷凝后獲得有機(jī)凝液及高純氨氣，有機(jī)凝液循環(huán)至生產(chǎn)車間再利用，氨氣以水吸收制成工業(yè)氨水再利用；
(4)芒硝晶體和精餾塔釜液分別進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)脫除水分，分離出蒸發(fā)清液、蒸發(fā)濃液、粗制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉，蒸發(fā)清液回用作為生產(chǎn)補(bǔ)水或采用生物處理后外排；
(5)粗制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉采用富氧氣化耦合催化燃燒，反應(yīng)結(jié)束后，制得精制鹽產(chǎn)品硫酸鈉和氯化鈉，作為工業(yè)鹽再利用。
進(jìn)一步地，在步驟(1)中，所述的氫能新材料生產(chǎn)廢水的鹽含量≥10％(w/w)，COD為10000-80000mg/L，氨氮濃度≥3000mg/L。
進(jìn)一步地，在步驟(1)中，所述的堿性鈉鹽溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液中的一種或幾種的組合。
進(jìn)一步地，在步驟(1)中，所述的堿性鈉鹽溶液為氫氧化鈉時(shí)，與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為0.4-2.0；堿性鈉鹽溶液為碳酸鈉時(shí)，與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為0.6-2.7；堿性鈉鹽溶液為碳酸氫鈉時(shí)，與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為1.0-4.5；反應(yīng)時(shí)間為0.25-3.0h。
進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述的冷卻器中冷卻后廢水溫度控制為-5-10℃。
進(jìn)一步地，在步驟(3)中，精餾塔塔頂?shù)膲毫Α?/span>0.3MPaG；有機(jī)凝液采出量為處理水量的0.5-3.0％(w/w)；氨水制備方式為噴淋吸收或降膜吸收。
更進(jìn)一步地，在步驟(4)中，所述的蒸發(fā)清液的回用比例為70-95％(w/w)。
進(jìn)一步地，在步驟(5)中，鼓入氧氣或氧氣與惰性氣體的混合氣，氧氣與有機(jī)物(以COD計(jì))質(zhì)量比為1.0-4.0。
進(jìn)一步地，在步驟(5)中，所述的富氧氣化的溫度為400-750℃，時(shí)間為1.0-4.0h。
更進(jìn)一步地，在步驟(5)中，所述的催化燃燒裝置的煙氣溫度為260-400℃，催化劑載體為多孔材料，催化劑有效成分為過渡金屬及其氧化物中的一種或幾種的組合。
有益效果：本發(fā)明處理效率高，運(yùn)行成本低，生產(chǎn)原料及中間體的利用率高；可實(shí)現(xiàn)氨、鹽回收，從而產(chǎn)生附加價(jià)值；廢氣總量小，氮氧化物產(chǎn)生量大幅降低，易處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：
(1)采用堿性鈉鹽溶液實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)原料及中間體再生，提高了原料利用率，且有利于富氧氣化耦合催化燃燒反應(yīng)。
(2)精餾分離技術(shù)進(jìn)一步提高了原料的利用率及氨氣純度，氨水品質(zhì)達(dá)到工業(yè)氨水標(biāo)準(zhǔn)，雜質(zhì)含量<0.1％；同時(shí)，有利于提高蒸發(fā)清液品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢水回用。
(3)在富氧氣化耦合催化燃燒反應(yīng)過程，富氧氛圍可顯著提高鹽品質(zhì)，達(dá)到工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)一步利用。
（發(fā)明人：王文標(biāo);陳夢(mèng)帆;王美靜;李智豪;張凱）
