提高废水处理产物纯度的方法：三效多级蒸发器处理氯化钙废水

提高废水处理产物纯度的方法：三效多级蒸发器处理氯化钙废水

申请日期：2018.06.08

公佈（公告）日期：2018.10.16

IPC分类编号C02F9/10;/34

概括

本发明公开了一种氯化钙废水处理工艺，属于工业废水处理领域，首先采用三效多级蒸发器处理氯化钙废水得到一次废水，再将一次废水进行真空高温闪蒸得到二次废水，将二次废水进行固液分离得到二水氯化钙固体和母液，然后将部分母液转入除杂箱除杂得到三级废水，将三级废水和剩余母液返回三效多级蒸发器进行循环处理。本发明提高了废水处理产品二水氯化钙的纯度，三效多级蒸发器使废水的温度呈梯度上升，蒸发条件比较温和，不仅实现了氯化钙废水的有效蒸发浓缩，而且避免了结晶堵管的问题； 对部分母液进行除杂处理，防止了杂质的富集，有效的提高了产品的纯度；同时本发明还具有工艺简单，成本低廉的优点。

索赔

1.一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：氯化钙废水先经过三效多级蒸发器处理得到一次废水，再将一次废水进行真空高温闪蒸得到二次废水，将二次废水进行固液分离得到氯化钙二水固体和母液，再将部分母液进行除杂处理得到三级废水，将三级废水和剩余母液返回三效多级蒸发器进行循环处理。

2.根据权利要求1所述的一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：所述氯化钙废水为粉煤灰炼铝工业产生的废水。

3.根据权利要求 1所述的一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：采用三效多级蒸发器处理氯化钙废水的具体步骤为：氯化钙废水先进入原蒸汽冷凝水预热器预热，然后依次进入三效分离室、三效加热室、二效分离室、二效加热室、一效分离室、一效加热室蒸发浓缩。

4.根据权利要求3所述的氯化钙废水处理工艺，其特征在于：预热后的氯化钙废水温度升至88-92℃；三效分离室液相温度为57-60℃，气相压力为-0.10--0.5％，二效分离室液相温度为97-102℃，气相压力为-0.0546--0.5％，一效分离室液相温度为167-173℃，气相压力为0.185-0.5％。

5.根据权利要求 3所述的一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：三效多级蒸发器处理氯化钙废水时蒸汽的走向为：来自蒸汽总管的生蒸汽进入第一效加热室壳程进行换热冷凝，产生的第一效冷凝水进入生蒸汽冷凝水箱；第一效分离室产生的第一效二次蒸汽进入第二效加热室壳程进行换热冷凝；第二效分离室产生的第二效二次蒸汽进入三效加热室壳程进行换热冷凝；三效分离室产生的三效二次蒸汽进入间接冷凝器冷凝后水收集于间接冷凝水箱回收再处理； 三效加热室壳程产生的三效冷凝水经三效文丘里管回用后输送至二效二次蒸汽进入三效加热室的管路中，回用的三效冷凝水占三效冷凝水总量的30～50％；二效加热室壳程产生的二效冷凝水经二效文丘里管回用后输送至一效二次蒸汽进入二效加热室的管路中，回用的二效冷凝水占二效冷凝水总量的30～50％。

6.根据权利要求5所述的氯化钙废水处理工艺，其特征在于：生蒸汽压力为1.3～1.5MPaG，温度为196～200℃；一效冷凝水温度为196～200℃；一效二次蒸汽压力为0.185～0.5，温度为130～134℃；二效二次蒸汽压力为-0.0546～-0.6，温度为78～82℃；三效二次蒸汽压力为-0.10～-0.6，温度为44～48℃。

7.根据权利要求 1所述的氯化钙废水处理工艺，其特征在于：真空高温闪蒸时闪蒸罐内真空度为0.08-0.，二次废水温度为57-60°C ；固液分离采用水平带式过滤机进行。

8.根据权利要求1所述的一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：所述除杂是将母液总体积的20-30％转移至除杂箱中，然后向除杂箱中加入氧化钙进行反应沉淀，最后过滤除去固体杂质。

9.根据权利要求8所述的一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：加入的氧化钙与母液除杂罐中母液的质量比为1～5：100。

10.根据权利要求8所述的一种氯化钙废水处理工艺，其特征在于：除杂时pH值为9-13，反应沉淀时间为24-30小时。

手动的

一种氯化钙废水处理工艺

技术领域

本发明涉及一种废水处理工艺，特别涉及一种氯化钙废水处理工艺，属于工业废水处理技术领域。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收集的细灰，是燃煤电厂排放的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的氧化物组成为SiO2、Al2O3和少量的FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等，其中SiO2和Al2O3的含量可占总含量的60%以上。粉煤灰是我国最大的工业废渣之一。随着电力工业的发展，燃煤电厂排放的粉煤灰量逐年增加。大量的粉煤灰若不加以处理，会产生粉尘，污染大气；若排入水系，会造成河道淤积，其中的有毒化学物质也会对人类和生物造成危害。

目前粉煤灰回收再利用的途径之一是提取氧化铝，在此过程中会产生大量氯化钙含量较高的废水，如何有效处理产生的氯化钙废水，获得高附加值的产品，成为粉煤灰铝行业面临的难题。粉煤灰铝行业氯化钙废水成分比较复杂，含有氯化铝、氯化镁、钾钠杂质等成分。行业内一般采用以下几种方法处理氯化钙废水：

（1）有些小厂用炉子把氯化钙废水放在大锅里蒸发到170℃，然后趁热放出，在它完全凝固冷却之前，把晶体打碎成小块。冷却后再把晶体产品包装起来或放在高温烤箱里进一步脱水，成为无水块状产品。

（2）将氯化钙溶液经蒸发浓缩，浓度提高到35%～40%，用泵送入喷雾流化床干燥器，在压缩空气和高温热空气（300℃以上）作用下，进行包覆、团聚造粒，生成颗粒状无水氯化钙，再经筛分，即得无水氯化钙产品。

（3）通过蒸发浓缩将氯化钙浓度提高到70%左右，出料温度控制在173℃～175℃之间。出料后物料送至片状机，片状机通入冷却水，浓缩液冷却后形成片状产品，再在振动干燥床内干燥，成品冷却后即得二水氯化钙，即为产品片状二水氯化钙。

但上述传统的氯化钙废水处理方法，浓缩后直接造粒或制片，会使杂质离子进入氯化钙产品中，造成产品杂质多、品位低、产品价值低、用途单一。粉煤灰铝行业氯化钙废水产生量大，会造成氯化钙产品严重积压。由于氯化钙吸湿性强，氯化钙在仓库放置两个月以上，含水量就会增加1%以上，造成返工，增加包装材料、人工、能耗等成本。因此针对以上不足，必须向中高端发展，避开低端市场竞争，从而实现产品升级换代，开拓国内外市场，提高企业经济效益。

另外，氯化钙废水蒸发结晶时，蒸发器内的换热管容易结垢，造成管道堵塞。氯化钙废水中含有的氯化铝杂质在蒸发过程中会产生氯化氢气体，溶于少量冷凝水中形成浓缩液，造成设备局部腐蚀。这些都是急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氯化钙废水处理工艺，提高废水处理产品二水氯化钙的纯度，实现产品的升级换代。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种氯化钙废水处理工艺，包括以下步骤：首先将氯化钙废水经过三效多级蒸发器处理得到一次废水，一次废水经过真空高温闪蒸得到二次废水，二次废水经过固液分离得到氯化钙二水固体和母液，再对部分母液进行除杂处理得到三级废水，三级废水和剩余母液返回三效多级蒸发器循环处理。

本发明技术方案的进一步改进是：所述氯化钙废水为粉煤灰铝生产行业产生的废水。

本发明技术方案的进一步改进是：采用三效多级蒸发器处理氯化钙废水的具体步骤为：氯化钙废水先输送至新鲜蒸汽冷凝水预热器进行预热，然后依次进入三效分离室、三效加热室、双效分离室、双效加热室、单效分离室、单效加热室进行蒸发浓缩。

本发明技术方案的进一步改进是：将预热后的氯化钙废水温度提高到88～92℃；三效分离室液相温度为57～60℃，气相压力为-0.10～-0.5℃；双效分离室液相温度为97～102℃，气相压力为-0.0546～-0.5℃；单效分离室液相温度为167～173℃，气相压力为0.185～0.5℃。

本发明技术方案的进一步改进是：三效多级蒸发器处理氯化钙废水时，蒸汽的流向为：来自蒸汽总管的生蒸汽进入第一效加热室壳程进行换热冷凝，产生的第一效冷凝水进入生蒸汽冷凝水箱；第一效分离室产生的第一效二次蒸汽进入第二效加热室壳程进行换热冷凝；第二效分离室产生的第二效二次蒸汽进入三效加热室壳程进行换热冷凝；三效分离室产生的三效二次蒸汽进入间接冷凝器进行换热冷凝，冷凝后的水收集于间接冷凝水箱中回收再利用； 三效加热室壳程产生的三效冷凝水经三效文丘里管回用，输送至二效二次蒸汽进入三效加热室的管路中，回用的三效冷凝水占三效冷凝水总量的30～50％；二效加热室壳程产生的二效冷凝水经二效文丘里管回用，输送至一效二次蒸汽进入二效加热室的管路中，回用的二效冷凝水占二效冷凝水总量的30～50％。

本发明的技术方案的进一步改进是：生蒸汽压力为1.3～1.5MPaG、温度为196～200℃；一效冷凝水温度为196～200℃；一效二次蒸汽压力为0.185～0.5、温度为130～134℃；二效二次蒸汽压力为-0.0546～-0.6、温度为78～82℃；三效二次蒸汽压力为-0.10～-0.6、温度为44～48℃。

本发明技术方案的进一步改进为：真空高温闪蒸时，闪蒸罐内真空度为0.08～0.，二次废水温度为57～60℃；采用水平带式过滤机进行固液分离。

本发明技术方案的进一步改进是：所述除杂是将母液总体积的20-30％转移至除杂箱中，然后向除杂箱中加入氧化钙进行反应、沉淀，最后过滤除去固体杂质。

本发明技术方案的进一步改进是：加入的氧化钙与母液除杂箱中母液的质量比为1～5：100。

本发明技术方案的进一步改进是：除杂时pH值为9～13，反应沉淀时间为24～30小时。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步是：

本发明提供了一种氯化钙废水处理工艺，提高了废水处理产品二水氯化钙的纯度；三效多级蒸发器使废水温度呈梯度上升，蒸发条件较为温和，不仅实现了氯化钙废水的有效蒸发浓缩，而且避免了结晶堵管的问题；对部分母液进行除杂处理，避免了杂质的富集，有效提高了产品的纯度；同时本发明还具有工艺简单，成本低廉的优点。

本发明采用三效多级蒸发器处理氯化钙废水，不仅降低了蒸汽消耗，而且避免了蒸发器中氯化钙结晶、管道堵塞的问题。氯化钙废水的流向与蒸汽的流向相反，为逆流蒸发浓缩，分离器分离出的蒸汽进入下一效加热器，充分利用了前效的高温余热，降低了蒸汽消耗。同时蒸汽可自行运行，液料在出料泵作用下运行平稳，可适应连续化生产；本发明通过三效逆流蒸发浓缩，严格控制各效蒸发器的温度、压力，控制氯化钙溶液的出料浓度为50％左右，远低于出料温度下的饱和浓度（73.24％），避免了传统蒸发方法中蒸发器中氯化钙结晶、管道堵塞的问题。

本发明的三效多级蒸发工艺中，加热室壳程内形成的部分冷凝水用于冲洗管道，使上效二次蒸汽进入下效加热室，防止加热室进风管口的腐蚀，延长设备的使用寿命。本发明的氯化钙废水中含有氯化铝，在蒸发过程中会产生氯化氢气体，氯化氢气体在下效加热室管口附近遇到少量冷凝水时会溶解在其中形成浓度较高的酸，对设备特别是加热室进风管口会造成严重的腐蚀。 一效分离室与二效加热室之间、二效分离室与三效加热室之间分别设置文丘里管，使加热室换热壳程内形成的部分凝结水返回至上一效蒸发器的二次蒸汽进入下一效加热室的管路，降低酸浓度，延长设备和管路的使用寿命，工艺流程简单，投资费用低。

本发明利用高温真空闪蒸技术处理一次废水，既可以提高一次废水中氯化钙的浓度，又可以使氯化钙结晶出来。本发明的高温真空闪蒸是在闪蒸结晶罐中进行的，结晶罐内保持较高的真空度，温度较高的溶液进入结晶罐后，瞬间降温到与结晶罐内压力相对应的平衡温度，同时闪蒸出一部分水，氯化钙溶液浓度可以达到62%，高于此温度下的饱和浓度，析出氯化钙晶体，固液比控制在14%左右；真空闪蒸结晶罐兼具冷却和浓缩作用，但由于结晶罐本身不具有热交换面，因此可以避免结垢。

本发明通过除去母液中的杂质，从而降低了母液中​​的杂质含量，进而提高了产品二水氯化钙的纯度，本发明每次循环将20-30%的母液转入除杂箱，加入的氧化钙与母液除杂箱中母液的质量比为1-5：100，在pH值为9-13时，反应沉降24小时以上，母液中的镁离子、铝离子能够以铝镁复盐的形式从母液中析出，通过过滤即可除去，避免了母液多次循环导致的氯化钙产品杂质含量高的问题，使产品二水氯化钙达到国标GB/-2011工业级二水氯化钙Ⅱ型标准，其中氯化钙含量可达74.5%甚至更高，产品附加值高，市场竞争优势明显； 另外本发明除杂剂氧化钙(生石灰)来源广泛，价格低廉。