什么是結(jié)晶？

結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程。很多化工生產(chǎn)過程中都包含有結(jié)晶這一基本的單元操作。在液相工業(yè)結(jié)晶過程中，在溶液中建立一個(gè)適當(dāng)?shù)倪^飽和度并對(duì)其進(jìn)行控制，是結(jié)晶過程中z要的問題。

以過飽和度的產(chǎn)生方式對(duì)結(jié)晶生產(chǎn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單分類：

（1）冷卻結(jié)晶

（2）蒸發(fā)結(jié)晶

（3）閃蒸結(jié)晶

（4）反應(yīng)結(jié)晶

（5）鹽析結(jié)晶

以生產(chǎn)的連續(xù)性對(duì)結(jié)晶生產(chǎn)方法進(jìn)行分類：

（1）間歇結(jié)晶

（2）連續(xù)結(jié)晶

（3）半連續(xù)結(jié)晶

連續(xù)結(jié)晶是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)大生產(chǎn)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中結(jié)晶裝置保持連續(xù)進(jìn)料并連續(xù)出料，流水線性質(zhì)的生產(chǎn)狀態(tài)避免了產(chǎn)品的批次差異，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別適用于大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)。

蒸汽消耗3.9噸/小時(shí)，用電功率200KW/h

蒸汽按200元/噸，電費(fèi)按0.6元/kw

則每小時(shí)能耗消耗費(fèi)用共計(jì)900元/h

約合每立方水消耗的費(fèi)用為90元。（不含離心機(jī)）

設(shè)備投資

主體設(shè)備投資350萬(wàn)元（不含安裝及離心機(jī)部分）

MVR熱泵蒸發(fā)器 多效蒸發(fā)器組合工藝

硫酸鈉的飽和濃度約為30%，因此采用MVR蒸發(fā)器需要控制出料濃度小于30%，即在濃度接近30%時(shí)須轉(zhuǎn)入多效蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶。但由于成分復(fù)雜，腐蝕性等原因，各種處理技術(shù)均存在一定的局限性。通過計(jì)算，在MVR蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)出的水量要控制在2.2噸/小時(shí)左右，則在多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)的水量約為2.5噸/小時(shí)左右。

冷卻結(jié)晶技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

　　結(jié)晶是化學(xué)生產(chǎn)中的基本和普通過程之一。結(jié)晶過程分為三大類：冷卻結(jié)晶，蒸發(fā)結(jié)晶和真空結(jié)晶。脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備是化工行業(yè)、金s冶煉行業(yè)、食品行業(yè)、制藥行業(yè)、飼料發(fā)酵業(yè)、鋼廠電廠銨法脫硫、油氣田等行業(yè)的廢水治理和綜合利用大型蒸發(fā)(濃縮)結(jié)晶設(shè)備，將簡(jiǎn)單的環(huán)保治理、達(dá)標(biāo)排放上升為環(huán)保治理加綜合利用。通過降低溫度，冷卻結(jié)晶基本上將溶質(zhì)從晶體形式的飽和溶液中分離出來。該方法不會(huì)除去溶劑，但溶液將被冷卻成過飽和溶液。它也適用于溶解度隨溫度升高而明顯增加的物質(zhì)。冷卻結(jié)晶成為廣泛使用的工業(yè)結(jié)晶方法。

冷卻結(jié)晶技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)

　　在工業(yè)中應(yīng)用的冷卻結(jié)晶技術(shù)通過冷卻或冷凍熱飽和溶液來實(shí)現(xiàn)結(jié)晶。與蒸發(fā)結(jié)晶相比，冷卻結(jié)晶更適用于隨著溫度升高溶解度顯著增加的物質(zhì)。這些物質(zhì)包括氯化銨，磷酸鈉和芒硝。為此，采用蒸發(fā)濃縮技術(shù)和冷卻結(jié)晶技術(shù)處理廢水，同時(shí)獲得附加值副產(chǎn)品硫酸鈉晶體。溫度和溶解度的系數(shù)變化很大。當(dāng)溫度下降時(shí)，這些物質(zhì)的溶解度也會(huì)降低，并形成過飽和溶液。由于其熱動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性，溶質(zhì)將從溶液中結(jié)晶出來。冷卻結(jié)晶法利用溶液中各組分的溶解度隨溫度變化的差異（見圖1）來達(dá)到材料分離的目的。在工業(yè)應(yīng)用中，冷卻結(jié)晶經(jīng)常與濃縮技術(shù)結(jié)合，使溶液首先蒸發(fā)并濃縮形成飽和溶液。然后將飽和溶液冷卻并結(jié)晶，通過離心分離獲得溶質(zhì)。

脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝

　　蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備是化工行業(yè)、金s冶煉行業(yè)、食品行業(yè)、制藥行業(yè)、飼料發(fā)酵業(yè)、鋼廠電廠銨法脫硫、油氣田等行業(yè)的廢水治理和綜合利用大型蒸發(fā)(濃縮)結(jié)晶設(shè)備，將簡(jiǎn)單的環(huán)保治理、達(dá)標(biāo)排放上升為環(huán)保治理加綜合利用。當(dāng)冷卻到0℃時(shí)，硫酸鈉的濃度約為10g/L，氯化鈉 硝s鈉的濃度約為80g/L，此時(shí)大部分硫酸鈉從濾液中結(jié)晶成十水硫酸鈉，此十水硫酸鈉過濾出來，得到約8噸濾液。將廢水中的氯化銨、氯h鉀、硫酸銨、硫酸鉀等回收制成復(fù)混肥料;將廢水中的氯化鋁、氯化鋅、氯化亞鐵、硫酸錳、硫酸x等貴重金s回收再利用、蒸發(fā)出的冷凝水達(dá)到國(guó)家允許的排放標(biāo)準(zhǔn)、將蒸發(fā)器應(yīng)用到傳統(tǒng)高耗能化工產(chǎn)品如硫化堿、硫q化鈉、氯h鋇、氫氧h鋇、氯化鈣等生產(chǎn)中、極大降低蒸汽能耗、為企業(yè)節(jié)省成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力。

　　脫硫廢水含有雜鹽體系，主要含有氯化鈉、硫酸鈉、硝s鈉，在雜鹽體系中，硫酸根的濃度是硝s根和氯離子濃度的40倍，是氯離子濃度的15倍，因此，要將氯化鈉、硫酸鈉和硝s鈉分開的難度較大，比較理想的方式就是得到硫酸鈉純品，其他的為雜鹽。

　　在脫硫廢水蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝中，蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)以及工藝條件的設(shè)計(jì)，制約著硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶的品質(zhì)，例如，當(dāng)硝s根 氯離子的濃度大于50g/L時(shí)，硫酸鈉的品質(zhì)會(huì)受到影響，故當(dāng)硝s根 氯離子的濃度大于50g/L時(shí)，就需要排出硫酸鈉蒸發(fā)器，此時(shí)濾液為飽和硫酸鈉溶液 不飽和氯化鈉硝s鈉溶液，此時(shí)蒸發(fā)量約為72噸。硫酸鈉的飽和濃度約為30%，因此采用MVR蒸發(fā)器需要控制出料濃度小于30%，即在濃度接近30%時(shí)須轉(zhuǎn)入多效蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶。

　　飽和硫酸鈉溶液 不飽和氯化鈉、硝s鈉溶液中主要含有硫酸鈉，從溶解度曲線來看，硫酸在溫度較低時(shí)，其溶解度較小，故需要冷卻結(jié)晶得到。與蒸發(fā)結(jié)晶相比，冷卻結(jié)晶更適用于隨著溫度升高溶解度顯著增加的物質(zhì)。當(dāng)冷卻到0℃時(shí)，硫酸鈉的濃度約為10g/L，氯化鈉 硝s鈉的濃度約為80g/L，此時(shí)大部分硫酸鈉從濾液中結(jié)晶成十水硫酸鈉，此十水硫酸鈉過濾出來，得到約8噸濾液。得到的十水硫酸鈉熱融后，回到硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)繼續(xù)蒸發(fā)，此時(shí)需要額外蒸發(fā)約1噸水，硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)需要蒸發(fā)73噸水。

　　在雜鹽蒸發(fā)時(shí)，鈣鎂濃度高，管內(nèi)流速慢，容易堵管，影響濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝的效率。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝，本發(fā)明的工藝能夠?qū)⒚摿驈U水中的硫酸鈉成功分離，并且將氯化鈉進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，得到氯化鈉結(jié)晶鹽作為工業(yè)原料，氯化鈉蒸發(fā)器產(chǎn)生的母液進(jìn)入單效蒸發(fā)器，得到雜鹽晶體，有效的將硫酸鈉和氯化鈉分離出來。(7)將(6)中的母液輸送至冷凍d晶裝置冷凍，冷凍后的母液經(jīng)過預(yù)熱后進(jìn)入三效蒸發(fā)器，將氯化鈉進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶。

　　為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

　　一種脫硫廢水濃縮蒸發(fā)、結(jié)晶、鹽分離工藝，包括以下步驟：

　　(1)原水通過進(jìn)料泵進(jìn)入冷凝水預(yù)熱器中，預(yù)熱升溫;

　　(2)預(yù)熱升溫后進(jìn)入一效降膜蒸發(fā)器的分離器中，一效循環(huán)泵將一效分離器內(nèi)的物料送入一效加熱器頂部形成膜狀向下流動(dòng)，循環(huán)流動(dòng)過程中與管外熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(3)所述一效降膜蒸發(fā)器中出來的物料通過所述一效循環(huán)泵進(jìn)入到四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中，在所述四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的分離器中，由四效強(qiáng)制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器換熱交換，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(4)所述四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中出來的物料經(jīng)過四效轉(zhuǎn)料泵打入三效分離器內(nèi)，由三效強(qiáng)制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(5)物料由三效中轉(zhuǎn)泵打入二效分離器內(nèi)，由二效強(qiáng)制循環(huán)泵輸送物料經(jīng)過換熱器交換熱量，蒸發(fā)水分提升濃度;

　　(6)經(jīng)過濃縮后的濃縮液進(jìn)入旋液器，再進(jìn)入離心機(jī)中，離心分離后獲得硫酸鈉晶體，硫酸鈉晶體進(jìn)行干燥包裝，分離后的母液進(jìn)入(7)中;