公布日：2023.09.29
申請日：2022.04.22
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C01D3/22(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/
28(2023.01)N
摘要
本發明涉及一種焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統及方法。系統至少包括過濾組件。過濾組件的過濾箱體通過在內部設置不同的過濾結構將其腔室分割為緩流段、過濾段和輸出段。緩流段在其內腔的兩個相對的側壁上交錯設置有濾流板。濾流板能夠選擇性地從腔室中拔出，從而將攔截有雜質的濾流板從腔室內取出進行沉淀雜質的去除。本申請針對現有技術的缺陷，欲對焦化廢水去除焦油、污泥等固相物質后的氯化鈉和硫酸鈉混合的工業鹽溶液進行成分分離處理，從而能夠將混合狀態的工業鹽溶液中的氯化鈉和硫酸鈉進行快速且充分的分離，并且在利用不同的蒸發結晶工藝對不同成分的鹽溶液進行蒸發結晶處理后直接輸出達到工業鹽的純度標準的結晶鹽產物。
權利要求書
1.一種焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，至少包括用于接收工業生產過程中產生的焦化廢水，并且在對焦化廢水進行除硬和過濾處理后將處理后的焦化廢水輸送至濃縮單元(2)的過濾組件(1)，其特征在于，所述過濾組件(1)的過濾箱體(11)通過在內部設置不同的過濾結構將其腔室分割為至少三個相連通的過濾區，三個相互連通且有序排列的過濾區分別為緩流段、過濾段和輸出段，其中，所述緩流段按照沿其腔室的軸線間隔排布的方式在其內腔的兩個相對的側壁上交錯設置有濾流板(111)，所述濾流板(111)傾斜連接在腔壁上，并且所述濾流板(111)能夠選擇性地從腔室中拔出，從而將攔截有雜質的所述濾流板(111)從腔室內取出進行沉淀雜質的去除。
2.根據權利要求1所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述濃縮單元(2)對焦化廢水進行除水濃縮處理后，完成濃縮處理后的焦化廢水在所述分離組件(3)中進行氯化鈉和硫酸鈉成分的分離處理，其中，分離組件(3)包括外套管(31)和分離濾透結構(32)，外套管(31)通過支撐結構(33)在管腔內沿其軸線方向懸置有能夠對焦化廢水進行分離的分離濾透結構(32)。
3.根據權利要求1或2所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述分離濾透結構(32)的流道呈流線型，所述分離濾透結構(32)的流道內布設有至少一個能夠對流道內的液流進行分流和二次混合的混流結構(321)，其中，所述混流結構(321)能夠將分離濾透結構(32)的流道分隔成兩個子流道(322)，使得液流能夠被混流結構(321)的前端分割成兩個分別流向不同的子流道(322)的子液流，流入子流道(322)的子液流能夠在流出子流道(322)后在混流結構(321)的末端匯合，從而相互匯合的兩個子液流能夠產生相對沖擊力，使得子液流中的成分發生二次混合。
4.根據權利要求1～3任一項所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述緩流段能夠對從所述過濾箱體(11)頂端流入的焦化廢水進行粗過濾和緩沖分流處理，使得焦化廢水能夠均勻且分散地流入過濾段。
5.根據權利要求1～4任一項所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述濾流板(111)按照能夠對可沉淀雜質進行沉淀分離的方式在其板面上開設有多級遞進式的沉淀階梯槽(112)，其中，多個沿水流方向間隔布設的用于攔截和容納可沉降雜質的所述沉淀階梯槽(112)能夠以分級過濾的方式逐步地完成不同體積和質量的雜質的過濾。
6.根據權利要求1～5任一項所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述沉淀階梯槽(112)按照其弧心軸位于槽體內或槽體外的方式選擇性地進行開設，多個所述沉淀階梯槽(112)通過將其曲面弧度沿水流方向逐漸增大的方式進行橫向設置，使得位于同一濾流模塊上且屬于水流下游區域的所述沉淀階梯槽(112)能夠以較大的曲面弧度槽壁來抵御水流的動力。
7.根據權利要求1～6任一項所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述濾流板(111)被所述沉淀階梯槽(112)分隔開的多個條形板面上還間隔布設有能夠對絮狀雜物進行攔截的攔截模塊(113)，其中，多個所述攔截模塊(113)與所述沉淀階梯槽(112)交替布設，從而在所述濾流板(111)上形成階梯式的多重雜質攔截結構。
8.根據權利要求1～7任一項所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，在所述濾流板(111)板面上設置的所述攔截模塊(113)能夠與所述沉淀階梯槽(112)相互配合地對焦化廢水水流中的雜質進行分離。
9.根據權利要求1～8任一項所述的焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，其特征在于，所述攔截模塊(113)的攔截網能夠對未沉淀于其上游的所述沉淀階梯槽(112)中的漂浮雜物進行攔截，其中，同一所述濾流板(111)上的所述攔截模塊(113)根據其所處位置不同而逐級減小其攔截網的網孔間隙大小，從而以逐級過濾的方式實現對不同尺寸雜質的過濾。
10.一種焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收方法，其特征在于，至少包括以下步驟：過濾組件(1)的過濾箱體(11)通過在內部設置不同的過濾結構將其腔室分割為至少三個相連通的過濾區，三個相互連通且有序排列的過濾區分別為緩流段、過濾段和輸出段，其中，所述緩流段按照沿其腔室的軸線間隔排布的方式在其內腔的兩個相對的側壁上交錯設置有濾流板(111)，所述濾流板(111)傾斜連接在腔壁上，并且所述濾流板(111)能夠選擇性地從腔室中拔出，從而將攔截有雜質的所述濾流板(111)從腔室內取出進行沉淀雜質的去除。
發明內容
針對現有技術之不足，本發明提供了一種焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收系統，至少包括用于接收工業生產過程中產生的焦化廢水，并且在對焦化廢水進行除硬和過濾處理后將處理后的焦化廢水輸送至濃縮單元的過濾組件。所述過濾組件的過濾箱體通過在內部設置不同的過濾結構將其腔室分割為至少三個相連通的過濾區，三個相互連通且有序排列的過濾區分別為緩流段、過濾段和輸出段。優選地，所述緩流段按照沿其腔室的軸線間隔排布的方式在其內腔的兩個相對的側壁上交錯設置有濾流板，所述濾流板傾斜連接在腔壁上，并且所述濾流板能夠選擇性地從腔室中拔出，從而將攔截有雜質的所述濾流板從腔室內取出進行沉淀雜質的去除。
根據一種優選的實施方式，所述濃縮單元對焦化廢水進行除水濃縮處理后，完成濃縮處理后的焦化廢水在所述分離組件中進行氯化鈉和硫酸鈉成分的分離處理。優選地，分離組件包括外套管和分離濾透結構，外套管通過支撐結構在管腔內沿其軸線方向懸置有能夠對焦化廢水進行分離的分離濾透結構。
根據一種優選的實施方式，所述分離濾透結構的流道呈流線型，所述分離濾透結構的流道內布設有至少一個能夠對流道內的液流進行分流和二次混合的混流結構。優選地，所述混流結構能夠將分離濾透結構的流道分隔成兩個子流道，使得液流能夠被混流結構的前端分割成兩個分別流向不同的子流道的子液流，流入子流道的子液流能夠在流出子流道后在混流結構的末端匯合，從而相互匯合的兩個子液流能夠產生相對沖擊力，使得子液流中的成分發生二次混合。
根據一種優選的實施方式，所述緩流段能夠對從所述過濾箱體頂端流入的焦化廢水進行粗過濾和緩沖分流處理，使得焦化廢水能夠均勻且分散地流入過濾段。優選地，相鄰兩個所述濾流板的板體面積總和大于所述過濾箱體橫截面的面積。
根據一種優選的實施方式，所述濾流板按照能夠對可沉淀雜質進行沉淀分離的方式在其板面上開設有多級遞進式的沉淀階梯槽。優選地，多個沿水流方向間隔布設的用于攔截和容納可沉降雜質的所述沉淀階梯槽能夠以分級過濾的方式逐步地完成不同體積和質量的雜質的過濾。
根據一種優選的實施方式，所述沉淀階梯槽按照其弧心軸位于槽體內或槽體外的方式選擇性地進行開設，多個所述沉淀階梯槽通過將其曲面弧度沿水流方向逐漸增大的方式進行橫向設置，使得位于同一濾流模塊上且屬于水流下游區域的所述沉淀階梯槽能夠以較大的曲面弧度槽壁來抵御水流的動力。
根據一種優選的實施方式，所述濾流板被所述沉淀階梯槽分隔開的多個條形板面上還間隔布設有能夠對絮狀雜物進行攔截的攔截模塊。優選地，多個所述攔截模塊與所述沉淀階梯槽交替布設，從而在所述濾流板上形成階梯式的多重雜質攔截結構，進而在提高對未沉淀雜質進行攔截的效率的同時還能夠提升單個所述濾流板的雜質可攔截總量。
根據一種優選的實施方式，在所述濾流板板面上設置的所述攔截模塊能夠與所述沉淀階梯槽相互配合地對焦化廢水水流中的雜質進行分離。優選地，所述攔截模塊是與多條所述沉淀階梯槽相互組合進行設置的。
根據一種優選的實施方式，所述攔截模塊的攔截網能夠對未沉淀于其上游的所述沉淀階梯槽中的漂浮雜物進行攔截。優選地，同一所述濾流板上的所述攔截模塊根據其所處位置不同而逐級減小其攔截網的網孔間隙大小，從而以逐級過濾的方式實現對不同尺寸雜質的過濾。
本發明還涉及一種焦化廢水高濃度結晶鹽提取的水回收方法，至少包括以下步驟：過濾組件的過濾箱體通過在內部設置不同的過濾結構將其腔室分割為至少三個相連通的過濾區，三個相互連通且有序排列的過濾區分別為緩流段、過濾段和輸出段。優選地，所述緩流段按照沿其腔室的軸線間隔排布的方式在其內腔的兩個相對的側壁上交錯設置有濾流板，所述濾流板傾斜連接在腔壁上，并且所述濾流板能夠選擇性地從腔室中拔出，從而將攔截有雜質的所述濾流板從腔室內取出進行沉淀雜質的去除。
本發明的技術方案還提供一種焦化廢水結晶分離裝置，其至少包括能夠分別對分離出的至少兩種焦化廢水成分進行結晶處理的結晶組件，焦化廢水在分離組件中分離出的過濾液和截留液分別選擇性地進入所述結晶組件的不同蒸發結晶通道中，從而通過不同的蒸發工序分別完成過濾液和截留液的鹽分蒸發結晶處理，其中，所述結晶組件上還設置有能夠依次對分離處理后的過濾液和截留液進行預加熱的預熱單元，所述預熱單元包覆在所述結晶組件的液流支路上，使得所述預熱單元能夠同時期且有序地完成過濾液和截留液的預加熱處理。其優勢在于，預熱單元能夠對分離組件分離后的過濾液和截留液同時進行預加熱，尤其是其針對過濾液進行蒸發結晶處理時采用的二效蒸發結晶處理和截留液進行蒸發結晶處理時采用的三效蒸發結晶處理的不同，預熱單元首先利用高溫蒸汽對過濾液進行預熱，然后使用高溫蒸汽在放熱反應中生成的乏汽對截留液進行預熱，本申請通過有次序的預熱操作保證了預熱的有效性和適用性。三效蒸發結晶處理能夠為截留液提供更多的熱能，因此，相對于需要進行二效蒸發結晶處理的過濾液，截留液采用乏汽加熱即可達到所需的預熱效果，尤其是預熱處理的設置能夠減少蒸發結晶過程中物料因升溫而需要消耗的熱量。此外，結晶組件能夠在對過濾液和截留液進行蒸發結晶的同時利用其自身逸散出的熱量對預熱單元中冷凝后的液體進行二次加熱，方便蒸發單元能夠快速地將加熱后的液體轉變為高溫蒸汽。
根據一種優選的實施方式，所述預熱單元至少包括能夠盤繞包覆在用于輸送過濾液的第一液流支路的管壁外側的預加熱盤管和盤繞用于輸送截留液的第二液流支路的管壁外側的乏加熱盤管。
根據一種優選的實施方式，所述預加熱盤管和乏加熱盤管是按照構成相互連通的上下游管路的方式進行連接的，使得流經所述預加熱盤管的高溫蒸汽對所述第一液流支路進行加熱后沿管路流入所述乏加熱盤管中，從而對所述第二液流支路進行加熱。
根據一種優選的實施方式，所述第一液流支路按照將在其管道內完成預加熱后的過濾液輸送至結晶處理結構的方式將其下游管路出口與第一結晶組件連通，使得被預熱后的過濾液能夠在所述第一結晶組件中蒸發結晶。
根據一種優選的實施方式，所述第二液流支路中的截留液經乏汽預加熱處理后能夠定向輸送至第二結晶組件，所述第二結晶組件對完成預加熱后的截留液進行蒸發結晶處理。
根據一種優選的實施方式，所述預加熱盤管中定向流動的加熱蒸汽經放熱反應而生成的乏汽能夠流入到所述乏加熱盤管中；在所述乏加熱盤管中定向流動的乏汽釋放熱量對第二液流支路內的截留液進行加熱后產生的氣液混合物能夠輸送至冷凝單元。根據一種優選的實施方式，所述冷凝單元產出的液體能夠回流至蒸發單元中；所述冷凝單元產出的液體能夠回流至蒸發單元中；所述蒸發單元產生的高溫蒸汽能夠定向流入到所述預加熱盤管中，所述蒸發單元至少包括以包覆的方式設置在所述第一結晶組件和第二結晶組件外部的第一加熱單元，所述第一加熱單元能夠吸收蒸發結晶處理過程中所述第一結晶組件和第二結晶組件逸散出的熱量而對液體進行加熱。
根據一種優選的實施方式，所述蒸發單元還包括能夠對加熱后的液體進行汽化的第二汽化單元，所述第二汽化單元與所述預加熱盤管連通。
根據一種優選的實施方式，所述第一結晶組件和第二結晶組件的輸出端還連接有能夠對結晶鹽和殘余母液進行分離的分離組件和用于存儲結晶鹽的鹽腿。
本申請還提供一種焦化廢水結晶鹽分離工藝，至少包括以下步驟：
通過預處理過濾的方式完成焦化廢水中雜質的過濾；
對完成雜質過濾的焦化廢水進行水的減量化處理；
進行焦化廢水中的硫酸鈉濃水和氯化鈉濃水的分離；
利用提鹽蒸發結晶裝置分別對分離出的硫酸鈉濃水和氯化鈉濃水進行蒸發結晶獲取結晶鹽；
將蒸發結晶后的剩余母液放入混鹽結晶裝置產出混鹽，將得到的混鹽進行回溶并重新輸送至循環式納濾裝置繼續進行分鹽處理。
（發明人：權秋紅;權思影;元西方;張普寨）
