含硝酸废水分离硝酸钠的系统的制作方法

专利2025-04-09  4


本技术涉及一种工业废水处理装置,尤其涉及一种含硝酸废水分离硝酸钠的系统,属于资源循环利用。


背景技术:

1、硝酸钠是一种无机化合物,为吸湿性无色透明三角系晶体。极易溶于水、液氨,能溶于硝酸和乙醇,极微溶于丙酮,微溶于甘油。溶于水时吸热,溶液变冷,水溶液为中性。用于制硝酸、亚硝酸钠,作玻璃、火柴、搪瓷或陶瓷工业中的配料、肥料、制硫酸工业中的催化剂等。溶解度随着温度的升高提升明显,但溶解度的升高对于沸点温升影响却不显著。工业上一般用天然产的智利硝石用水溶解,过滤浓缩结晶而制得;实验室中通常使用酸和碱反应制备,如氢氧化钠溶液和稀硝酸反应生成硝酸钠和水。

2、硝酸,是一种具有强氧化性、腐蚀性的一元无机强酸,是六大无机强酸之一,也是一种重要的化工原料。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料等;在有机化学中,浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。浓硝酸不稳定,遇光或热会分解而放出二氧化氮,分解产生的二氧化氮溶于硝酸,从而使外观带有浅黄色。依据sh/t3501-2021化学物质分类,硝酸被划分为中度危害类别。如何在含有硝酸的废水溶液中安全提取所需产品是行业内一直研究的重难点。

3、公开号为cn113998825a的中国发明专利申请,公开了一种硝酸钠蒸发结晶装置及其使用方法,包括单效蒸发结晶单元、冷凝水回收单元和固液分离单元。通过设计一套单效蒸发结晶装置,利用加热蒸汽对废水中的硝酸钠进行蒸发结晶。 该技术方案以及现有技术中存在以下缺陷:

4、该硝酸钠蒸发结晶系统主要采用单效蒸发工艺,硝酸钠析出主要依靠蒸发结晶,能耗较高,结晶效率低。只对硝酸钠废水进行蒸发结晶,产出的硝酸钠晶体容易夹带其他杂质,产出硝酸钠产品难以获得较高的纯度,不符合gb/t4553-2016中硝酸钠产品一般工业型一等品的标准,经济性较差。对于含有硝酸等有毒有害的硝酸钠废水分离,该系统并未设置紧急事故处理措施,也没有安装有毒气体报警仪等监控设备,因此该方案对于含硝酸废水的硝酸钠提取是不适用的,实用性较差。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本实用新型。

3、本实用新型的目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种含硝酸废水分离硝酸钠的系统,可以实现含硝酸废水和硝酸钠的有效分离,提高硝酸钠的利用率和产出效率,并且提高产品中硝酸钠的纯度,提高系统运行的安全性。

4、为解决以上技术问题,本实用新型的一种含硝酸废水分离硝酸钠的系统,包括进料泵,所述进料泵的出口经冷凝水预热器和不凝气预热器的冷侧与蒸发分离循环管相连,所述蒸发分离循环管从蒸发分离器的循环液出口引出后,经蒸发强制循环泵及强制循环蒸发器的管程与所述蒸发分离器的循环液入口相连;所述蒸发分离器的浓缩液出料口经浓缩物料泵与降温结晶器的入口相连,降温结晶器的底流出口通过浓缩物料泵与降温结晶器的入口相连;

5、所述降温结晶器的溢流出口通过降温料液循环管及结晶强制循环泵与降温换热器的管程入口相连,所述降温换热器的管程出口与所述降温结晶器的入口相连;

6、所述降温结晶器的底部出口通过降温晶浆泵与稠厚罐的入口相连,所述稠厚罐的底流出口与离心机的入口相连,所述离心机的固相出口与吨包打包机相连;所述离心机的液相出口通过离心机液相管与母液罐的入口相连,所述稠厚罐的溢流出口通过物料溢流管与所述离心机液相管相连;所述母液罐的底部出口通过母液回流泵与所述蒸发分离循环管相连。

7、作为本实用新型的改进,所述蒸发分离器的顶部二次汽出口与洗气塔的入口相连,所述洗气塔的蒸汽出口与蒸汽喷射泵的循环蒸汽入口相连,所述蒸汽喷射泵的主入口与生蒸气补充管相连,所述蒸汽喷射泵的出口与所述强制循环蒸发器的壳程入口相连。

8、作为本实用新型的进一步改进,所述蒸发分离循环管还通过紧急外排管与所述母液回流泵的入口相连,所述母液回流泵的出口还与物料事故池相连。

9、作为本实用新型的进一步改进,物料罐车的出口通过物料装卸鹤管与物料储罐相连,所述物料储罐的出口与所述进料泵的入口相连。

10、作为本实用新型的进一步改进,所述物料事故池中设有液下外输泵,所述液下外输泵通过事故物料外输管与所述物料装卸鹤管相连。

11、作为本实用新型的进一步改进,所述事故池的周围布置有毒气体报警仪。

12、作为本实用新型的进一步改进,所述降温换热器的壳程出口与冷媒循环泵的入口相连,所述冷媒循环泵的出口与冷媒回流管及冷媒循环管相连,所述冷媒循环管的出口与冷媒供给管的出口共同与所述降温换热器的壳程入口相连。

13、相对于现有技术,本实用新型取得了以下有益效果:1、本系统解决了含硝酸废水与硝酸钠的有效分离,产品硝酸钠纯度≥99.3%,产品符合gb/t4553-2016中硝酸钠产品一般工业型一等品的标准,达到售卖等级;

14、2、本系统设计了硝酸钠母液返回工艺,解决了传统工艺外排母液难处理的问题,分离过程中无固体废弃物产生,分离产品均为外售或回用,其中硝酸钠回收率达到98%,实现循环经济;

15、3、本系统采用二级预热器+硝酸钠蒸发浓缩+硝酸钠降温结晶+稠厚离心固液分离的工艺,合理利用二次蒸气的潜热、冷凝水的热量和硝酸钠溶解度的一般规律,提高能量利用效率和硝酸钠生产效率,比传统蒸发结晶节省更多能源;

16、4、本系统硝酸钠结晶主要依靠降温结晶工艺,所选用的降温结晶器内有导流管,经过降温换热器降温的硝酸钠母液进入降温结晶器后,由于导流管的引导进入结晶器的底部,生晶颗粒较大的晶粒下沉至结晶器底部,通过出口管采出;生晶颗粒较小的晶粒上浮至降温结晶器侧面出液口,重新进入降温换热器,提高母液利用率;降温结晶器底部呈圆弧型无锥底死区,并设置四个不同位置的出液口,防止底部堵料,影响硝酸钠连续结晶出料;

17、5、本系统增加了装置地沟和事故池系统,如果装置内物料管道或设备发生泄漏,泄漏的含硝酸物料可由地沟收集并排向密闭事故池系统,并通过物料装卸车及时输送至指定处理机构,保证装置和人员安全;

18、6、本系统中选用水环真空泵,保证温升保持在15℃以内,工作液采用生产水,极大的减少了系统对环境的污染。并且利用水环真空泵的水封作用,对上游可能泄漏的二氧化氮气体进行吸附,防止污染大气;

19、7、本系统中表面冷凝器降温所用冷却水呈弱碱性ph值维持在8左右,换热后的冷却水进入洗气塔洗涤水系统,对洗气塔中含弱酸性的二次气进行吸收中和,保护设备和管道免受酸性介质的腐蚀增加系统使用寿命;

20、8、本系统设置有槽罐车和装卸鹤管,物料经槽罐车输送至物料储罐,增加装置区选址的选择性并减少了长距离建立输送管道的投资;一旦发生泄漏事故装卸鹤管可以第一时间将有毒物料密闭输送至安全处理机构,保证装置区的安全。


技术特征:

1.一种含硝酸废水分离硝酸钠的系统,包括进料泵,其特征在于,所述进料泵的出口经冷凝水预热器和不凝气预热器的冷侧与蒸发分离循环管相连,所述蒸发分离循环管从蒸发分离器的循环液出口引出后,经蒸发强制循环泵及强制循环蒸发器的管程与所述蒸发分离器的循环液入口相连;所述蒸发分离器的浓缩液出料口经浓缩物料泵与降温结晶器的入口相连,降温结晶器的底流出口通过浓缩物料泵与降温结晶器的入口相连;

2.根据权利要求1所述的含硝酸废水分离硝酸钠的系统,其特征在于,所述蒸发分离器的顶部二次汽出口与洗气塔的入口相连,所述洗气塔的蒸汽出口与蒸汽喷射泵的循环蒸汽入口相连,所述蒸汽喷射泵的主入口与生蒸气补充管相连,所述蒸汽喷射泵的出口与所述强制循环蒸发器的壳程入口相连。

3.根据权利要求1所述的含硝酸废水分离硝酸钠的系统,其特征在于,所述蒸发分离循环管还通过紧急外排管与所述母液回流泵的入口相连,所述母液回流泵的出口还与物料事故池相连。

4.根据权利要求1所述的含硝酸废水分离硝酸钠的系统,其特征在于,物料罐车的出口通过物料装卸鹤管与物料储罐相连,所述物料储罐的出口与所述进料泵的入口相连。

5.根据权利要求4所述的含硝酸废水分离硝酸钠的系统,其特征在于,所述物料事故池中设有液下外输泵,所述液下外输泵通过事故物料外输管与所述物料装卸鹤管相连。

6.根据权利要求3所述的含硝酸废水分离硝酸钠的系统,其特征在于,所述事故池的周围布置有毒气体报警仪。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的含硝酸废水分离硝酸钠的系统,其特征在于,所述降温换热器的壳程出口与冷媒循环泵的入口相连,所述冷媒循环泵的出口与冷媒回流管及冷媒循环管相连,所述冷媒循环管的出口与冷媒供给管的出口共同与所述降温换热器的壳程入口相连。


技术总结
本技术公开了一种含硝酸废水分离硝酸钠的系统,进料泵出口经冷凝水预热器和不凝气预热器的冷侧与蒸发分离循环管相连,蒸发分离循环管流经蒸发强制循环泵及强制循环蒸发器的管程;蒸发浓缩液出料口与降温结晶器的入口相连,降温结晶器的底流出口与降温结晶器的入口相连;降温结晶器的底部出口与稠厚罐的入口相连,稠厚罐的底流出口与离心机的入口相连,离心机的固相出口与吨包打包机相连;离心机的液相出口通过离心机液相管与母液罐的入口相连,稠厚罐的溢流出口与离心机液相管相连;母液罐的底部出口通过母液回流泵与蒸发分离循环管相连。本系统可提高硝酸钠的利用率和产出效率,并且提高产品中硝酸钠的纯度,提高系统运行的安全性。

技术研发人员:陈超,尹璐,杨勇,吕志元,赵健
受保护的技术使用者:江苏迈安德节能蒸发设备有限公司
技术研发日:20231207
技术公布日:2024/6/26
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