一种制盐方法和制盐系统技术方案

本发明专利技术涉及水处理领域，公开了一种制盐方法和制盐系统，该方法包括：(1)向原料水中加入二价阴离子盐晶种，得到缓冲溶液；(2)将缓冲溶液冷却；(3)将冷却后的缓冲溶液进行结晶分离处理，得到二价阴离子盐结晶盐；原料水含有二价阴离子盐和任选的一价阴离子盐，原料水中二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度，该二价阴离子盐在0‑32.4℃下溶解度随温度降低而减小且该二价阴离子盐在0‑32.4℃范围内的平均溶解度下降速率大于0.03g/℃。本发明专利技术的方法能够有效减缓高浓盐水冷却过程中换热器管程内或换热器器壁上的结垢现象，并能获得纯度高和平均粒径大的结晶盐，有利于后续的分离。

Salt making method and salt making system

The invention relates to the field of water treatment, and discloses a salt-making method and a salt-making system. The method comprises: (1) adding bivalent anionic salt seeds to raw water to obtain buffer solution; (2) cooling buffer solution; (3) crystallizing and separating the cooled buffer solution to obtain bivalent anionic salt crystalline salt; Containing bivalent anion salts and optional monovalent anion salts, the mass concentration of bivalent anion salts in raw water is not less than the saturation of the bivalent anion salts at cooling temperature in step (2). The solubility of the bivalent anion salts decreases with the decrease of temperature at 0 32.4 (?) and the bivalent anion salts are flat in the range of 0 32.4 (?) The reduction rate of solubility is greater than 0.03g/. The method of the invention can effectively alleviate the scaling phenomenon in the heat exchanger tube or on the heat exchanger wall during the cooling process of high concentrated brine, and can obtain crystalline salts with high purity and large average particle size, which is conducive to subsequent separation.

【技术实现步骤摘要】
一种制盐方法和制盐系统
本专利技术涉及水处理领域，具体涉及一种能够有效减缓换热器结垢的制盐方法和制盐系统。
技术介绍
随着环保要求的不断提升，水资源不足以及环境容量有限等矛盾日益凸显。在石油化工、煤化工、电力、钢铁以及海水淡化等生产过程中，会产生大量的含盐废水。为了降低外排水量，提高水的使用效率，目前含盐废水一般使用以反渗透为主的膜法处理后回用，在一定程度上提高了水的使用效率。在要求零液体排放的场合，反渗透浓水被进一步采用蒸发结晶工艺，得到蒸馏水和固体杂盐。由于这些固体杂盐中通常含有有机物，并且遇水易于溶解，因此其安全处置问题得到广泛关注，同时处置成本高昂，已经成为企业的沉重负担。在这种背景下，尝试在废水的零液体排放处理过程中，获得纯度较高的单一固体盐是一种有效的解决方案。由于离子交换技术的广泛应用，废水中的多价阳离子可以比较容易地交换成钠离子，而自然水体中阴离子主要由氯离子和硫酸根离子组成，因此废水处理的浓缩废水中主要是硫酸钠和氯化钠的混合溶液，其它组分，如钾盐、硝酸盐等含量较少。在高浓盐水的制盐方法中，可以先将预处理后的硫酸钠高浓盐水在换热器中进行冷却，然后进行低温结晶分离以得到硫酸钠结晶盐，其中，在低温结晶分离单元中，冷却后的原料液中硫酸钠溶解度随温度的变化较大，以十水硫酸钠的晶体析出并长大，而其中的氯化钠溶解度随温度的变化不明显，则不会析出，从而实现了硫酸钠和氯化钠两种盐的分离。然而该方法中，硫酸钠高浓盐水进入换热器管程后，因温度降低会有盐析出，如果瞬间形成大量晶核会立刻堵塞换热器管程，实验则必须暂停换用清水进行清洗。专利申请CN101959592A公开了一种减少炉内结垢的方法，具体公开了在有机化学生产过程中加入防污添加剂，所述防污添加剂具有选自金属性高碱性物、烷基磷酸酯和α-烯烃马来酸酐共聚物的至少两种组分，其中这两种组分中的至少一种不是高碱物。其中提到的添加剂会在原料水中引入新物质，需要增加后续处理工艺，从而导致成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种制盐方法和制盐系统，该方法能够有效减缓高浓盐水冷却过程中换热器管程内或换热器器壁上的结垢现象，并能获得纯度高和平均粒径大的结晶盐，有利于后续的分离环节。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种制盐方法，该方法包括：(1)向原料水中加入二价阴离子盐晶种，得到缓冲溶液；(2)将所述缓冲溶液进行冷却处理，得到冷却后的缓冲溶液；(3)将所述冷却后的缓冲溶液进行结晶分离处理，得到二价阴离子盐结晶盐；其中，所述原料水含有二价阴离子盐和任选的一价阴离子盐，原料水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度，所述二价阴离子盐在0-32.4℃下溶解度随温度降低而减小，且该二价阴离子盐在0-32.4℃范围内的平均溶解度下降速率大于0.03g/℃，所述冷却温度为所述冷却后的缓冲溶液的温度。本专利技术第二方面提供了一种制盐系统，该系统包括缓冲单元、冷却单元和结晶分离单元，在所述缓冲单元中向原料水中加入二价阴离子盐晶种，以得到缓冲溶液；其中，所述原料水含有二价阴离子盐和任选的一价阴离子盐，原料水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度，所述二价阴离子盐在0-32.4℃下溶解度随温度降低而减小，且该二价阴离子盐在0-32.4℃范围内的平均溶解度下降速率大于0.03g/℃，所述冷却温度为所述冷却后的缓冲溶液的温度；所述冷却单元用于将来自所述缓冲单元的缓冲溶液进行冷却处理，以得到冷却后的缓冲溶液；所述结晶分离单元用于将来自所述冷却单元的冷却后的缓冲溶液进行结晶分离处理，以得到二价阴离子盐结晶盐。本专利技术的方法能够有效减缓高浓盐水冷却过程中换热器管程内的结垢现象，并能获得纯度高和平均粒径大的结晶盐，有利于后续的分离环节。具体地，本专利技术的方法具有以下优势：(1)有效减缓了换热器管程或换热器器壁上的结垢堵塞现象，换热器的清洗频率明显下降。(2)不会在体系中引入新的物质，不需要增加后续处理工艺。(3)换热器可以作为后续结晶分离单元(如结晶器)的一部分，延长了结晶盐生长时间，从而增大了结晶盐的粒径(在70-150μm范围内平均粒径越大越好)，有利于结晶盐后续分离操作。附图说明图1是本专利技术的制盐方法的流程示意图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种制盐方法，该方法包括：(1)向原料水中加入二价阴离子盐晶种，得到缓冲溶液；(2)将所述缓冲溶液进行冷却处理，得到冷却后的缓冲溶液；(3)将所述冷却后的缓冲溶液进行结晶分离处理，得到二价阴离子盐结晶盐；其中，所述原料水含有二价阴离子盐和任选的一价阴离子盐，原料水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度，所述二价阴离子盐在0-32.4℃下溶解度随温度降低而减小(显著减小)，且该二价阴离子盐在0-32.4℃范围内的平均溶解度下降速率大于0.03g/℃(优选大于0.5g/℃)，所述冷却温度为所述冷却后的缓冲溶液的温度。本专利技术的方法中，本领域技术人员应该理解的是，该二价阴离子盐在0-32.4℃范围内的平均溶解度下降速率可通过公式：平均溶解度＝(该二价阴离子盐在32.4℃的溶解度-该二价阴离子盐在0℃的溶解度)/32.4计算得到。本专利技术的方法中，优选情况下，步骤(1)中，所述二价阴离子盐晶种的加入方式包括：加入二价阴离子盐固体和/或加入步骤(3)所述的结晶分离处理得到的二价阴离子盐结晶盐的固液混合饱和溶液。优选情况下，步骤(1)中，以1L缓冲溶液计，所述二价阴离子盐晶种的加入量为5-2500mg，进一步优选为800-1500mg。优选情况下，步骤(2)中，所述冷却处理的方法包括：将所述缓冲溶液通过换热处理的方式降至-5～9℃，进一步优选降至0～8℃；且控制所述缓冲溶液在换热处理中的流速为1-20m/s，进一步优选为2-10m/s。优选地，所述换热处理在螺旋管换热器、列管式换热器、盘管式换热器或套管式换热器中进行，且所述缓冲溶液和冷媒分别作为管程流体和壳程流体在螺旋管换热器、列管式换热器、盘管式换热器或套管式换热器中流动。优选地，所述冷媒为乙二醇、冷冻盐水、工业酒精和液氨中的至少一种。优选地，所述冷媒的温度为-10～0℃，进一步优选为-5～0℃。优选情况下，原料水中二价阴离子盐的质量浓度不小于5％，进一步优选为6-12％，更进一步优选为8-10％。本领域技术人员应该理解的是，待制盐废水中二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度时，所述待制盐废水为所述原料水。待制盐废水中二价阴离子盐的质量浓度小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度时，将该待制盐废水进行浓缩处理，以得到所述原料水。优选地，所述浓缩处理的方式包括纳滤分离处理、蒸发处理和电渗析处理中的至少一种。对于各浓缩处理方式的具体方法和条件参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制盐方法，其特征在于，该方法包括：(1)向原料水中加入二价阴离子盐晶种，得到缓冲溶液；(2)将所述缓冲溶液进行冷却处理，得到冷却后的缓冲溶液；(3)将所述冷却后的缓冲溶液进行结晶分离处理，得到二价阴离子盐结晶盐；其中，所述原料水含有二价阴离子盐和任选的一价阴离子盐，原料水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度，所述二价阴离子盐在0‑32.4℃下溶解度随温度降低而减小，且该二价阴离子盐在0‑32.4℃范围内的平均溶解度下降速率大于0.03g/℃，所述冷却温度为所述冷却后的缓冲溶液的温度。

【技术特征摘要】
1.一种制盐方法，其特征在于，该方法包括：(1)向原料水中加入二价阴离子盐晶种，得到缓冲溶液；(2)将所述缓冲溶液进行冷却处理，得到冷却后的缓冲溶液；(3)将所述冷却后的缓冲溶液进行结晶分离处理，得到二价阴离子盐结晶盐；其中，所述原料水含有二价阴离子盐和任选的一价阴离子盐，原料水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度，所述二价阴离子盐在0-32.4℃下溶解度随温度降低而减小，且该二价阴离子盐在0-32.4℃范围内的平均溶解度下降速率大于0.03g/℃，所述冷却温度为所述冷却后的缓冲溶液的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述二价阴离子盐晶种的加入方式包括：加入二价阴离子盐固体和/或加入步骤(3)所述的结晶分离处理得到的二价阴离子盐结晶盐的固液混合饱和溶液。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，以1L缓冲溶液计，所述二价阴离子盐晶种的加入量为5-2500mg，优选为800-1500mg。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述冷却处理的方法包括：将所述缓冲溶液通过换热处理的方式降至-5～9℃，优选降至0～8℃；且控制所述缓冲溶液在换热处理中的流速为1-20m/s，优选为2-10m/s；优选地，所述换热处理在螺旋管换热器、列管式换热器、盘管式换热器或套管式换热器中进行，且所述缓冲溶液和冷媒分别作为管程流体和壳程流体在螺旋管换热器、列管式换热器、盘管式换热器或套管式换热器中流动；优选地，所述冷媒为乙二醇、冷冻盐水、工业酒精和液氨中的至少一种；优选地，所述冷媒的温度为-10～0℃，优选为-5～0℃。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，原料水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于5％，优选为6-12％，进一步优选为8-10％。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，待制盐废水中所述二价阴离子盐的质量浓度不小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度时，所述待制盐废水为所述原料水；待制盐废水中所述二价阴离子盐的质量浓度小于步骤(2)中冷却温度下该二价阴离子盐的饱和度时，将该待制盐废水进行浓缩处理，以得到所述原料水；优选地，所述浓缩处理的方式包括纳滤分离处理、蒸发处理和电渗析处理中的至少一种。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞，熊日华，何灿，霍卫东，钟振成，刘捷，卫昶，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11