針對含鹽化工廢水的特點及含鹽化工廢水處理中的問題,工業(yè)結(jié)晶方法也應(yīng)運而生。工業(yè)結(jié)晶技術(shù)特點及常用方法如下:
蒸發(fā)是實現(xiàn)結(jié)晶的手段,結(jié)晶是蒸發(fā)的目的。蒸發(fā)過程的控制要滿足結(jié)晶過程的需要。要得到好的晶體產(chǎn)品需要蒸發(fā)速率控制,蒸發(fā)過程控制,蒸發(fā)設(shè)備的優(yōu)化。
1. 蒸發(fā)與結(jié)晶的匹配
(1)過飽和:決定過程的進行速率和什么過程發(fā)生。
(2)結(jié)晶過程的基本階段:過飽和度的產(chǎn)生過程,晶體的成核過程,晶體的成長過程
(3)工業(yè)結(jié)晶過程包括的基本物理過程:晶體的成核,晶體的破碎,晶體的成長,晶體的聚并。
2. 蒸發(fā)結(jié)晶過程的基本特征
結(jié)晶過程(成核、成長)在同一裝置中同時發(fā)生,可分為連續(xù)、間歇操作。過飽和度的產(chǎn)生與消耗速率處于一個平衡狀態(tài),決定于產(chǎn)品的粒度與粒度分布。
3. 過程選擇
在一定的條件下,成核速率高于過程要求,必需采用一些控制手段,使的系統(tǒng)內(nèi)的晶體個數(shù)滿足要求。細晶排除、分級排料、分級排料+細晶排除。
4. 常用方法
(1)蒸發(fā)分鹽
含鹽化工廢水中主要成分為氯化鈉和硫酸鈉,依據(jù)溶解度隨溫度變化的不同,進行分鹽。高溫溶液的兩鹽共飽點:NaSO4:4.4%,NaCl:25.9%;低溫溶液的兩鹽共飽點:NaSO4:5.3% NaCl:24.2%。
特點:含鹽化工廢水中還有大量COD,K、NO3等,在連續(xù)分鹽過程中,結(jié)晶器內(nèi)的雜質(zhì)含量很高,對每種鹽的溶解度影響很大,因此操作點的變化會很大。
優(yōu)點:分鹽是在高溫下進行,設(shè)備相對簡單。
缺點:過程控制比較困難,溶解度的變化范圍較小,單質(zhì)鹽結(jié)晶析出控制要非常嚴格;對原料組成要求的潑動要求較高,操作彈性差;氯化鈉、硫酸鈉的比例不同,蒸發(fā)流程變化較大。
(2)蒸發(fā)結(jié)晶+冷凍結(jié)晶
利用低溫下十水硫酸鈉的溶解度小的特點(-5°C,氯化鈉與硫酸鈉的兩鹽共保點的NaSO4含量為0.71%,氯化鈉含量為25.06%),在低溫下分離硫酸根,在高溫下蒸發(fā)獲得氯化鈉。
依據(jù)含鹽化工廢水組成,確定析鹽規(guī)律,確定蒸發(fā)流程。當蒸發(fā)到兩鹽共保時,進入冷凍階段,制得十水硫酸鈉,進而制得無水硫酸鈉,冷凍母液繼續(xù)蒸發(fā)可制得氯化鈉。
(3)納濾+分別蒸發(fā)結(jié)晶
利用納濾原理,將濃鹽水中的一價離子與二價離子分開。一價離子以氯化鈉為主,含有鉀、硝酸根以及小部分硫酸根,可進行進一步濃縮、蒸發(fā)制得較純凈的氯化鈉。高價離子溶液主要是硫酸鈉和部分氯化鈉。大部分有機物也在二價離子的溶液中,可以濃縮、蒸發(fā)制取無水硫酸鈉,通過冷凍,制取十水硫酸鈉,進而制取硫酸鈉。
優(yōu)點:過程控制比較容易,鹽質(zhì)比較容易控制。
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