CN115608135A - 一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,属于工业废水、废气处理技术领域。本发明将含盐废水和含盐酸废气同时通入自洽式吸收暨析出反应器中,进行自洽式吸收反应,根据同离子效应,含盐废水中的盐逐渐析出NaCl晶体,得到固液混合物,固液混合物经过沉降分离后即得到工业级盐及工业级盐酸。本发明的处理方法可将工业废水和工业废气进行同步反应得到工业级盐,得到的工业级盐可直接市售或用于氯碱工业,得到的盐酸可用作生产制冷剂CaCl2的原料;从而同时实现了资源化利用。本发明的处理方法不同于常规喷淋式反应器的方法,不用塔板和填料,不会出现出盐堵塞反应器的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水、废气处理技术领域,尤其涉及一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法。
背景技术
工业发展是环境污染的主要源头,含盐废水的排放处理是解决环境污染问题的一大重点。目前,含盐废水处理技术大多数采用生化处理法,但是由于多变性及难降解的有机污染物的存在,往往导致常规的生化处理工艺很难奏效,使处理后的排水不能达到排放标准。也有研究采用自然蒸发结晶和机械蒸发的方法处理含盐废水,自然蒸发结晶技术需要较大的蒸发塘以待其自然蒸发,由于占地面积较大且效率较低,不能满足对含盐废水的处理的要求。机械蒸发技术相比于自然蒸发结晶技术,一是所需设备占地面积小,二是机械蒸发技术效率高。但是由于机械蒸发很容易出现在蒸发器***的内壁上产生结垢,出盐容易堵塞通道,且长时间易腐蚀管道的问题。因此需要寻找一种效率更高、不易堵塞管道且节能的方法用于处理含盐废水。
工业生产常常也伴随着产生含盐酸废气,废气中大量的氯化氢气体具有高腐蚀性,如果直接排放到外界环境中,将对环境造成极大的污染,现有的废气在进行排放前会进行废气吸收,以吸收其中的高腐蚀性气体。现有的废气吸收技术多采用常规吸收塔进行,氯化氢的吸收效果较差,最后排放出的废气中依旧残留有较多氯化氢气体。
因此,如何得到一种可以将含盐废水和含盐酸废气协同处理并实现其资源化的方法是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,以解决现有技术中含盐废水和含盐酸废气单独处理带来的易结垢、吸收效率不高、处理成本高、环保隐患大的技术问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,包括以下步骤:
1)将含盐废水和含盐酸废气同时通入自洽式吸收反应器中,进行自洽式吸收反应,得到吸收液;
2)通过循环冷却器及冷却强制循环泵对吸收液进行降温,控制吸收液温度,以利于废气中HCl的吸收;
3)所得吸收液通过吸收液循环泵继续与含盐酸废气进行自洽式吸收反应,析出固体,得到固液混合物,固液混合物经过沉降及离心分离后即得到工业级盐及工业级盐酸。
进一步的,所述含盐废水的流量为4.0~5.0m3/h,所述含盐酸废气的流量为200.0~350.0m3/h。
进一步的,所述步骤1)和步骤3)中,自洽式吸收反应的温度独立的为25~35℃,反应的时间独立的为60~90min。
进一步的,所述步骤2)中,循环冷却器对吸收液降温至25~35℃。
进一步的,所述自洽式吸收反应器,包括吸收塔、循环冷却器以及冷却强制循环泵,所述吸收塔底端设有废水进口,所述吸收塔底端通过管道与所述循环冷却器底端连接,所述循环冷却器的顶端的管道延伸至吸收塔的内部,所述循环冷却器底端与吸收塔连接的管道上设置有冷却强制循环泵。
进一步的,所述吸收塔的顶端设置有文氏管,底端设置有进水口,所述文氏管顶端设置有横向进气口,文氏管底端设置有管状喇叭式喷头,文氏管纵向进液口通过管道与吸收液循环泵的一端相连通,吸收液循环泵的另一端与吸收塔内部相连通,进气口吸入有含盐酸废气。
进一步的,所述吸收塔的顶端还设置有除沫器。
进一步的,所述循环冷却器顶端延伸至吸收塔内部管道的出口处设置有挡板。
进一步的,所述吸收塔与吸收液循环泵连通的位置处的内壁还设置有挡环。
进一步的,所述吸收塔的一侧安装有液位计。
进一步的,所述吸收塔的底端还设置有管道与含固液位自动调节阀连接,所述含固液位自动调节阀底端设置有出料阀,所述含固液位自动调节阀与出料阀连锁。
本发明的有益效果:
本发明的处理方法可将工业废水和工业废气进行同步反应得到工业级盐及工业盐酸;得到的工业级盐可直接市售或用于氯碱工业,得到的工业盐酸可用作制冷剂CaCl2的原料。本发明的处理方法不同于常规喷淋式吸收反应器的方法,不用塔板和填料,不会出现出盐堵塞反应器的问题。
本发明的自洽式吸收反应器设有冷却强制循环泵及循环冷却器,能够大幅度降低吸收塔内部的温度,进行换热,吸收塔顶端设有文氏管,在吸收循环液流作用下连续抽吸含盐酸废气,保证吸收塔内部反应的正常进行,制取盐和工业盐酸。通过含盐酸废气中的HCl被废水完全吸收而生成盐酸,根据同离子效应,废水中的盐完全析出生成盐颗粒;由此,废水中的NaCl完全析出生成工业盐,废气中的HCl经吸收生成工业盐酸,进而实现其资源化利用,在处理废水和废气的同时实现废物利用,更节省成本,以实现含盐废水和含盐酸废气的资源化。本发明的自洽式吸收反应器无需设置塔板,不需要填充填料,气液直接接触式反应,反应器内发生同离子效应,可析出盐。反应器中发生如下反应:
NaCl(液)+HCl(气)→NaCl(固、可市售)+HCl(液、可用作制备制冷剂CaCl2的原料)。
附图说明
图1为本发明自洽式吸收反应器的结构示意图,其中,1-吸收塔,2-循环冷却器,3-液位计,4-含固液位自动调节阀,5-除沫器,6-文氏管,7-挡板,8-吸收液循环泵,9-冷却强制循环泵,10-出料阀,11-挡环。
具体实施方式
本发明提供了一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,包括以下步骤:
1)将含盐废水和含盐酸废气同时通入自洽式吸收反应器中,进行自洽式吸收反应,得到吸收液;
2)通过循环冷却器及冷却强制循环泵对吸收液进行降温,控制吸收液温度,以利于废气中HCl的吸收;
3)所得吸收液通过吸收液循环泵继续与含盐酸废气进行自洽式吸收反应,析出固体,得到固液混合物,固液混合物经过沉降及离心分离后即得到工业级盐及工业级盐酸。
在本发明中,所述含盐废水中含有NaCl,所述含盐酸废气中含有HCl气体。
在本发明中,所述含盐废水的流量为4.0~5.0m3/h,优选为4.2~4.8m3/h,进一步优选为4.5m3/h;所述含盐酸废气的流量为200.0~350.0m3/h,优选为230.0~320.0m3/h,进一步优选为280.0~300.0m3/h。
在本发明中,所述步骤1)和步骤3)中,自洽式吸收反应的温度独立的为25~35℃,优选为28~32℃,进一步优选为29~31℃;物料在自洽式吸收反应器中的停留时间独立的为60~90min,优选为75~85min,进一步优选为80min。
在本发明中,所述步骤2)中,循环冷却器对吸收液降温至25~35℃,优选为22~28℃,进一步优选为24~26℃。
在本发明中,本发明的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法还可用于粗盐的精制。
在本发明中,所述自洽式吸收反应器,包括吸收塔1、循环冷却器2以及冷却强制循环泵9,吸收塔1底端设有废水进口,吸收塔1底端通过管道与循环冷却器2底端连接,循环冷却器2的顶端的管道延伸至吸收塔1的内部,循环冷却器2底端与吸收塔1连接的管道上设置有冷却强制循环泵9,循环冷却器2顶端设置有壳程进水口,底端设置有壳程出水口,从顶端进水从底端出水,与循环冷却器2内部的管程吸收液进行换热,予以降温,通过循环冷却器2以及冷却强制循环泵9对吸收液进行强化冷却,能够快速降低反应产生的温度。
在本发明中,吸收塔1的顶端设置有文氏管6,底端设置有进水口,文氏管6用于吸入含盐酸尾气,文氏管6底端设置有管状喇叭式喷头,文氏管6顶端设置有横向进气口,文氏管6纵向进液口通过管道与吸收液循环泵8的一端相连通,吸收液循环泵8的另一端与吸收塔1内部相连通,进气口吸入有含盐酸废气。
在本发明中,吸收塔1的顶端还设置有除沫器5,用于去除残余尾气中的液体泡沫。
在本发明中,循环冷却器2顶端延伸至吸收塔1内部管道的出口处设置有挡板7,通过挡板7将管道中的吸收液从湍流变为层流,以利于盐颗粒的沉降。
在本发明中,吸收塔1与吸收液循环泵8连通的位置处的内壁还设置有挡环11,用于隔开吸收反应区和析出沉降区,以确保吸收液循环泵8抽入的循环吸收液尽可能少地携带盐颗粒,以利于吸收液循环泵的正常运行,同时也有利于废气中HCl的吸收和盐颗粒的析出沉降。
在本发明中,吸收塔1的一侧安装有液位计3,通过液位计3来确定吸收塔1内部的液位。
在本发明中,吸收塔1的底端还设置有管道与含固液位自动调节阀4连接,含固液位自动调节阀4底端设置有出料阀10,含固液位自动调节阀4与出料阀10连锁,含固液位自动调节阀4用于控制吸收塔含固液位,出料阀10用于控制出料。
在本发明中,含盐废水从吸收塔1底端进入,文氏管6顶端设置的横向进气口处吸入含盐酸的废气,与吸收液循环泵8出来的吸收液经文氏管6强制进行气液混合后,进入吸收塔1内部,废水吸收废气中的HCl而生成盐酸,废水中的盐因同离子效应而逐渐乃至完全析出,盐颗粒以及工业盐酸沉降至吸收塔1底端并通过出料阀10排出,经过离心机将盐和工业盐酸分离开来;盐经分析质量达标后可做工业盐销售,工业盐酸可用作制备制冷剂CaCl2的原料。经过吸收HCl后的废气经除沫器5,进入其他废气处理装置,达标排放;吸收塔1内部的吸收液会受到冷却强制循环泵9的影响,从吸收塔1底端与循环冷却器2连接的管道处进入循环冷却器2内部,冷却后的吸收液从循环冷却器2的顶端管道进入吸收塔1内部,形成湍流,湍流经吸收塔1内部的挡板7阻挡,形成层流,从而缓解流体翻滚,有利于生成的盐颗粒沉降。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将含盐废水和含盐酸废气同时不断地通入自洽式吸收反应器中,含盐废水的通入流量为4.3m3/h,含盐酸废气的通入流量为260.0m3/h。
含盐废水和含盐酸废气在反应器中进行自洽式吸收反应,吸收反应停留65min,吸收塔内的吸收液通过循环冷却器进行降温,降低反应产生的温度,吸收液降温至25℃之后进一步通过吸收液循环泵与文氏管吸入的含盐酸废气进行自洽式吸收反应,在连续不断的吸收反应中,由于同离子效应,含盐废水中的盐逐渐析出NaCl晶体,经分析盐酸浓度31%时,NaCl晶体析出完全,得到的固液混合物去离心机分离后得到固体工业级盐和液体工业级盐酸。所得工业盐按国标GB/T5462-2015检测,各项指标均符合要求。
实施例2
将含盐废水和含盐酸废气同时不断地通入自洽式吸收反应器中,含盐废水的通入流量为4.5m3/h,含盐酸废气的通入流量为290.0m3/h。
含盐废水和含盐酸废气在反应器中进行自洽式吸收反应,吸收反应停留75min,吸收塔内的吸收液通过循环冷却器进行降温,降低反应产生的温度,吸收液降温至28℃之后进一步通过吸收液循环泵与文氏管吸入的含盐酸废气进行自洽式吸收反应,在连续不断的吸收反应中,由于同离子效应,含盐废水中的盐逐渐析出NaCl晶体,经分析盐酸浓度30.5%时,NaCl晶体析出完全,得到的固液混合物去离心机分离后得到固体工业级盐和液体工业级盐酸。所得工业盐按国标GB/T5462-2015检测,各项指标均符合要求。
实施例3
将含盐废水和含盐酸废气同时不断地通入自洽式吸收反应器中,含盐废水的通入流量为5.0m3/h,含盐酸废气的通入流量为350m3/h。
含盐废水和含盐酸废气在反应器中进行自洽式吸收反应,吸收反应停留75min后,吸收塔内的吸收液通过循环冷却器进行降温,降低反应产生的温度,吸收液降温至33℃之后进一步通过吸收液循环泵与文氏管吸入的含盐酸废气进行自洽式吸收反应,在连续不断的吸收反应中,由于同离子效应,含盐废水中的盐逐渐析出NaCl晶体,经分析盐酸浓度31.5%时,NaCl晶体析出完全,最后得到的固液混合物去离心机分离后得到固体工业级盐和液体工业级盐酸。所得工业盐按国标GB/T5462-2015检测,各项指标均符合要求。
对实施例1~3得到的工业级盐按国标GB/T5462-2015进行纯度检测,结果如下表1:
表1实施例1~3得到的工业级盐的纯度
盐的纯度(%) | |
实施例1 | 99.5 |
实施例2 | 99.3 |
实施例3 | 99.8 |
由以上实施例可知,本发明提供了一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法。本发明的处理方法不仅将两种工业污染物进行自洽式反应,同时得到去除,而且生成了可工业使用的高纯度盐。本发明的自洽式吸收反应器不会产生出盐堵塞、腐蚀管道的问题,能够高效率连续处理含盐废水和含盐酸废气,反应后得到的工业盐酸可用于制备制冷剂CaCl2的原料。本发明的处理方法简单易行,设备占地面积小,操作方便,可工业化处理含盐废水和含盐酸废气。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,包括采用本发明精制有关粗盐,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将含盐废水和含盐酸废气同时通入自洽式吸收反应器中,进行自洽式吸收反应,得到吸收液;
2)通过循环冷却器及冷却强制循环泵对吸收液进行降温,控制吸收液温度,以利于废气中HCl的吸收;
3)所得吸收液通过吸收液循环泵继续与含盐酸废气进行自洽式吸收反应,析出固体,得到固液混合物,固液混合物经过沉降及离心分离后即得到工业级盐及工业级盐酸。
2.根据权利要求1所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述含盐废水的流量为4.0~5.0m3/h,所述含盐酸废气的流量为200.0~350.0m3/h。
3.根据权利要求2所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述步骤1)和步骤3)中,自洽式吸收反应的温度独立的为25~35℃,物料在自洽式吸收反应器中的停留时间独立的为60~90min。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述步骤2)中,循环冷却器对吸收液降温至25~35℃。
5.根据权利要求4所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述自洽式吸收反应器,包括吸收塔(1)、循环冷却器(2)以及冷却强制循环泵(9),所述吸收塔(1)底端设有废水进口,所述吸收塔(1)底端通过管道与所述循环冷却器(2)底端连接,所述循环冷却器(2)的顶端的管道延伸至吸收塔(1)的内部,所述循环冷却器(2)底端与吸收塔(1)连接的管道上设置有冷却强制循环泵(9)。
6.根据权利要求5所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述吸收塔(1)的顶端设置有文氏管(6),底端设置有进水口,所述文氏管(6)顶端设置有横向进气口,所述文氏管(6)底端设置有管状喇叭式喷头,文氏管纵向进液口通过管道与吸收液循环泵(8)的一端相连通,吸收液循环泵(8)的另一端与吸收塔(1)内部相连通,进气口吸入有含盐酸废气。
7.根据权利要求6所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述吸收塔(1)的顶端还设置有除沫器(5);
所述循环冷却器(2)顶端延伸至吸收塔(1)内部管道的出口处设置有挡板(7)。
8.根据权利要求7所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述吸收塔(1)与吸收液循环泵(8)连通的位置处的内壁还设置有挡环(11);
所述吸收塔(1)的一侧安装有液位计(3)。
9.根据权利要求7或8所述的含盐废水和含盐酸废气自洽式资源化处理方法,其特征在于,所述吸收塔(1)的底端还设置有管道与含固液位自动调节阀(4)连接,所述含固液位自动调节阀(4)底端设置有出料阀(10),所述含固液位自动调节阀(4)与出料阀(10)连锁。
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