一种离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置及工艺

摘要

本发明公开了一种离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置及工艺。离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，包括：一价离子膜盐分离装置；加热换热装置，其进水口连接一价离子膜盐分离装置的浓水出口；浓缩结晶装置，其进水口连接加热换热装置的出水口；特种离子膜盐浓缩装置，其进水口连接一价离子膜盐分离装置的淡水出口；冷却换热装置，其进水口连接特种离子膜盐浓缩装置的浓水出口；冷冻结晶装置，其进水口连接冷却换热装置的出水口。本发明提高了系统回收率，强化了盐分离效果，分质得到了高纯度的NaCl结晶盐和芒硝，系统稳定可靠，运行成本低，投资费用少。

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种浓盐水分盐制盐装置及工艺，更具体地说，涉及一种离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置及工艺。

背景技术

传统的制盐工艺是直接将浓缩后的浓水输送至结晶系统获得杂盐或者通过蒸发结晶与冷冻结晶组合制取不同的盐，但是杂盐只能作为危废处理，很难保证浓盐水处理达到回用及零排放的要求，而未经分盐直接通过蒸发结晶与冷冻结晶制盐，投资大，运行成本高，回收率低，得到的盐的纯度低。

发明内容

为解决上述传统技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置及工艺。其采用一价离子膜盐分离装置和特种离子膜盐浓缩装置对软化处理后的浓盐水进行盐分的浓缩和分离。一价离子膜盐分离装置和特种离子膜盐浓缩装置的浓水分别输送至强制循环结晶单元（包括加热换热装置和浓缩结晶装置）和连续冷冻结晶单元（包括冷却换热装置和冷冻结晶装置），通过浓缩结晶和冷冻结晶后制取NaCl结晶盐、芒硝。

本发明提供的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，包括：

一价离子膜盐分离装置，具有进水口、浓水出口和淡水出口；

加热换热装置，其进水口连接所述一价离子膜盐分离装置的浓水出口；

浓缩结晶装置，其进水口连接所述加热换热装置的出水口；

特种离子膜盐浓缩装置，其进水口连接所述一价离子膜盐分离装置的淡水出口；

冷却换热装置，其进水口连接所述特种离子膜盐浓缩装置的浓水出口；

冷冻结晶装置，其进水口连接所述冷却换热装置的出水口。

优选地，所述浓缩结晶装置的顶部设有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过设有压缩机的管线与所述加热换热装置的加热介质入口连接；所述浓缩结晶装置的下部设有内循环晶浆出口，所述内循环晶浆出口与所述加热换热装置的进水口连接。

优选地，上述的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，还包括：第一离心干燥装置，其与设置于所述浓缩结晶装置底部的晶浆出口连接，其中所述晶浆出口在水平高度上低于所述内循环晶浆出口。

优选地，上述的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，还包括：增稠器和第二离心干燥装置，所述冷冻结晶装置的晶浆出口连接增稠器的进水口，增稠器的固料出口连接所述第二离心干燥装置。

优选地，所述冷冻结晶装置的晶浆出口连接所述冷却换热装置的进水口；所述冷冻结晶装置的晶浆出口连接所述一价离子膜盐分离装置的进水口。

优选地，上述的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，还包括：生化深度处理单元，其与所述特种离子膜盐浓缩装置的淡水出口连接；冷却机组，其与所述冷却换热装置的冷却介质入口连接。

本发明还提供一种离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐工艺，包括如下步骤：

1）浓盐水经一价离子膜盐分离装置浓缩分离后，成分为一价离子的浓水进入加热换热装置加热至110~115℃后，进入浓缩结晶装置进行结晶，然后将浓缩结晶装置中得到的结晶进行离心干燥，即得氯化钠结晶盐；

2）浓盐水经一价离子膜盐分离装置浓缩分离后的淡水进入特种离子膜盐浓缩装置，盐分浓缩后，浓水进入冷却换热装置冷却至-5~0℃后，进入冷冻结晶装置进行结晶，然后将冷冻结晶装置中得到的结晶，进行增稠、离心和干燥，即得芒硝。

优选地，所述浓缩结晶装置的二次蒸汽通过压缩机升温后再循环至加热换热装置的介质层以对加热换热装置中的浓水进行加热；所述浓缩结晶装置中的部分晶浆强制循环进入加热换热装置。

优选地，所述冷冻结晶装置中的部分晶浆强制循环进入所述冷却换热装置；所述冷冻结晶装置中的晶浆析出芒硝后回流入所述一价离子膜盐分离装置。

优选地，所述特种离子膜盐浓缩装置的淡水进行生化深度处理。

本发明能够达到以下效果：

本发明由于采用了上述结构，通过一价离子膜盐分离装置和特价膜离子膜装置对软化处理后的浓盐水实现了盐分的浓缩和分离，提高了系统回收率和NaCl结晶盐、芒硝的纯度。回收NaCl结晶盐采用强制循环结晶单元，可以将结晶后的部分晶浆返回与浓水混合后再进入强制循环结晶单元，强化了分离效果，提高了效率，浓缩结晶器中的二次蒸汽经压缩机压缩后进入加热换热装置，作为加热热源循环使用，节约了能源。回收芒硝采用连续冷冻结晶单元，生产强度大，效率高，器内混合效果好，过饱和度均匀，不易结晶疤，产品芒硝质量好，颗粒粗大，粒度分布均匀，纯度高。冷冻结晶装置的部分晶浆回流至一价离子膜盐分离装置继续参与盐分分离，进一步提高结晶盐的纯度和回收率。整个装置系统稳定可靠，运行成本低，投资费用少，很好的弥补了传统分盐制盐技术的不足。

附图说明

图1为本发明的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，包括：一价离子膜盐分离装置1、特种离子膜盐浓缩装置2、强制循环结晶单元和连续冷冻结晶单元（DTB）。

一价离子膜盐分离装置1，具有进水口、浓水出口和淡水出口。

强制循环结晶单元包括：加热换热装置3，其进水口连接一价离子膜盐分离装置1的浓水出口；浓缩结晶装置4，其进水口连接加热换热装置3的出水口，浓缩结晶装置4的顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过设有压缩机6的管线与加热换热装置3的加热介质入口连接，浓缩结晶装置4的下部设有内循环晶浆出口，内循环晶浆出口与加热换热装置3的进水口连接；第一离心干燥装置5，其与设置于浓缩结晶装置底部的晶浆出口连接，其中晶浆出口在水平高度上低于内循环晶浆出口。

特种离子膜盐浓缩装置2，其进水口连接一价离子膜盐分离装置1的淡水出口。

连续冷冻结晶单元包括：冷却换热装置8，其进水口连接特种离子膜盐浓缩装置2的浓水出口；冷却机组7，其与冷却换热装置8的冷却介质入口连接；冷冻结晶装置10，其进水口通过设有进料泵9的管线连接冷却换热装置8的出水口，冷冻结晶装置10的晶浆出口连接冷却换热装置8的进水口，还连接一价离子膜盐分离装置1的进水口；增稠器11，增稠器11的进水口连接冷冻结晶装置的晶浆出口；第二离心干燥装置12，第二离心干燥装置连接增稠器的固料出口。

在本发明的具体实施方式中，上述离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置，还包括生化深度处理单元13，其与特种离子膜盐浓缩装置2的淡水出口连接。

本发明的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置工作时，经软化预处理后的高浓盐水流入一价离子膜盐分离装置1进行盐分的浓缩和分离，一价离子优先透过而二价离子被离子膜截留，进而得到成分为一价离子的浓水。一价离子膜盐分离装置1的浓水与从浓缩结晶装置4内循环的晶浆混合后进入加热换热装置3。混合晶浆经热交换后进入浓缩结晶装置4进行蒸发浓缩结晶，产生的二次蒸汽经压缩机6压缩后进入加热换热装置3，作为加热热源使用，压缩蒸汽释放潜热冷凝成冷凝水回收利用，节约了能源。产生的晶浆部分回流，其余输送至第一离心干燥装置5离心分离并干燥后得到NaCl结晶盐。一价离子膜盐分离装置1的淡水经特种离子膜盐浓缩装置2盐分浓缩后，淡水进入生化深度处理阶段进行进一步处理，浓水与冷冻结晶装置10排出的循环晶浆混合后，经冷却换热装置8换热后由进料泵9输送至冷冻结晶装置10，在螺旋桨和进料泵9的推动下，在冷冻结晶装置10内部形成内循环，并以较高速率反复循环，使料液充分混合，保证了器内各处的过饱和度比较均匀，过冷度较低，极大地提高了冷冻结晶装置10的生产能力。产生的晶浆部分进入增稠器11，提高固含量，经第二离心干燥装置12离心分离并干燥后得到芒硝。冷冻结晶装置10的晶浆析出芒硝后回流至一价离子膜盐分离装置1继续进行盐分分离，提高结晶盐的纯度和回收率。采用外置式冷却机组7对换热器进行冷却，移走浓盐水的热量。

以一具体实施方式对本发明的离子膜分盐浓缩结晶冷冻结晶制盐装置工作时的工艺，进行说明：

1）软化预处理的高浓盐水TDS>30000mg/L经一价离子膜盐分离装置1浓缩分离，得到成分为一价离子的浓水，其TDS为15-18万mg/L的浓水。成分为一价离子的浓水进入加热换热装置3加热至110~115℃后，进入浓缩结晶装置4进行结晶，浓缩结晶装置4的蒸汽经压缩机压缩后循环至加热换热装置3的介质层以对加热换热装置3中的浓水进行加热，蒸汽作为加热热源使用，压缩蒸汽释放潜热冷凝成冷凝水回收利用，节约了能源。浓缩结晶装置4中的部分晶浆内循环至加热换热装置3，其余晶浆进入第一离心干燥装置5进行离心干燥，即得氯化钠结晶盐。

2）一价离子膜盐分离装置1的淡水进入特种离子膜盐浓缩装置2，盐分浓缩后，浓水进入冷却换热装置8冷却至-5~0℃后，进入冷冻结晶装置10进行结晶，冷冻结晶装置1中的部分晶浆回流入冷却换热装置8，部分晶浆回流入一价离子膜盐分离装置1，其余晶浆进入增稠器11进行增稠，然后利用第二离心干燥装置12进行离心和干燥，即得芒硝。而特种离子膜盐浓缩装置2的淡水TDS<5000mg/L、COD<500mg/L，则进入生化深度处理单元13，以进一步通过生化深度处理阶段进行处理。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。