分鹽提純蒸發結晶設備是用于高鹽廢水處理中將混合鹽類分離并提純的關鍵裝備,尤其適用于化工、制藥、電力脫硫等行業的廢水零排放(ZLD)及資源化利用。以下是其核心技術、設備選型及典型工藝的詳細解析:
一、分鹽提純的核心目標
1.分離混合鹽:如NaCl與Na?SO?、KCl與MgSO?等。
2.提高鹽純度:達到工業級或食品級標準(如NaCl≥98.5%)。
3.降低雜鹽危廢量:減少混合鹽處置成本。
二、關鍵設備組成與選型
1.預處理系統
功能:去除懸浮物、重金屬、有機物等干擾成分。
設備:
多介質過濾器:去除顆粒物。
化學軟化(如NaOH+Na?CO?):去除Ca2?、Mg2?。
氧化/吸附單元:降解COD(如臭氧氧化、活性炭)。
2.蒸發濃縮設備
MVR蒸發器(主流選擇):
降膜式:適合低黏度、易結垢廢水。
強制循環式:適合高黏度、高鹽度廢水(如含Na?SO?)。
多效蒸發器:適用于熱源充足、鹽濃度中等的場景。
3.結晶分鹽設備
分步結晶工藝:利用不同鹽類的溶解度差異分離。
冷卻結晶器:用于溶解度隨溫度變化大的鹽(如Na?SO?·10H?O)。
蒸發結晶器:用于溶解度穩定的鹽(如NaCl)。
OSLO結晶器:生產大顆粒、高純度晶體(如KCl)。
納濾(NF)分鹽:預處理階段通過膜法分離一價/二價離子(如Cl?與SO?2?)。
4.固液分離與干燥
離心機:分離結晶鹽與母液(如臥螺離心機)。
流化床干燥機:制備無水鹽(如Na?SO?)。
三、典型分鹽工藝流程(以NaCl+Na?SO?為例)
工藝說明:
1.納濾分鹽:截留SO?2?(濃縮側),透過Cl?(滲透側)。
2.NaCl結晶:蒸發濃縮至過飽和后離心干燥。
3.Na?SO?結晶:降溫至10~20℃析出十水硫酸鈉,再脫水干燥。
四、技術難點與解決方案
問題 | 原因 | 解決方案 |
鹽純度低 | 共結晶或母液包裹雜質 | 優化結晶溫度梯度,增加洗滌步驟 |
設備結垢 | CaSO?或硅酸鹽沉積 | 預處理軟化,添加阻垢劑,強制循環設計 |
能耗高 | 沸點升高(BPE)明顯 | 選用高壓比壓縮機,串聯多效MVR |
COD干擾 | 有機物粘附晶體表面 | 預處理氧化(如高級氧化AOPs) |
五、應用案例
某化工廠廢水(含NaCl12%、Na?SO?8%):
工藝:納濾分鹽→MVR蒸發(NaCl)→冷卻結晶(Na?SO?)。
效果:NaCl純度≥99%,Na?SO?純度≥98%,雜鹽量減少70%。
煤化工高鹽廢水:
工藝:化學軟化→膜濃縮分鹽→分步結晶。
效果:回收NaCl和Na?SO?,實現廢水零排放。
六、設備選型建議
1.鹽類特性優先:
對溫度敏感的鹽(如芒硝)選用冷卻結晶。
高溶解度鹽(如NaCl)用蒸發結晶。
2.規模與經濟性:
小規模(<10t/h):MVR+分步結晶。
大規模(>50t/h):多效蒸發+連續結晶。
3.自動化需求:
集成DCS系統,實時監控結晶過飽和度、pH等參數。
對于復雜高鹽廢水,建議通過小試→中試→工程放大的流程驗證工藝可行性,以平衡成本與效果。