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：将含盐水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水；将反渗透浓水进行第一结晶分离处理，得到第一结晶盐和第一结晶浓水，将第一结晶浓水分为第一回流结晶出水和阳离子交换进水；将阳离子交换进水进行阳离子交换处理，得到阳离子交换出水；将阳离子交换出水进行第二结晶分离处理，得到第二结晶盐和第二结晶浓水；将第二结晶浓水进行第三结晶分离处理，得到第三结晶盐和第三结晶浓水。采用本发明专利技术的方法和系统能够制得高纯度的单一组分盐，水回收率高、阳离子交换负荷低，且能大幅降低杂盐处置成本、投资成本和运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理领域，具体地，涉及一种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。现有零液体排放工艺普遍存在膜浓缩回收率有限、固体杂盐难以处置等突出问题。因此，有必要在现有零液体排放工艺的基础上进行改进，提高膜浓缩过程的回收率，得到较高纯度的单一组分盐以作为副产品出售，降低杂盐处置成本和实现零液体排放的综合成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种制盐方法和制盐系统，本专利技术的制盐方法能够制得高纯度的单一组分盐，水回收率高、阳离子交换负荷低，且能够大幅降低杂盐处置成本、投资成本和运行成本。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种制盐方法，该方法包括：(1)将含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水进行反渗透处理，以将含盐水进行初步浓缩，得到富盐的反渗透浓水和贫盐的反渗透产水；(2)将步骤(1)得到的反渗透浓水进行第一结晶分离处理，得到第一结晶盐和第一结晶浓水，将所述第一结晶浓水分为两股，分别作为第一回流结晶出水回流至步骤(1)进行所述的反渗透处理和作为阳离子交换进水进行后续的阳离子交换处理；(3)将步骤(2)得到的阳离子交换进水进行阳离子交换处理，得到富一价阳离子盐的阳离子交换出水；(4)将步骤(3)得到的阳离子交换出水作为结晶进水进行第二结晶分离处理，得到第二结晶盐和第二结晶浓水；(5)将步骤(4)得到的第二结晶浓水进行第三结晶分离处理，得到第三结晶盐和第三结晶浓水。第二方面，本专利技术提供了一种制盐系统，该制盐系统包括反渗透单元、第一结晶分离单元、阳离子交换单元、第二结晶分离单元和第三结晶分离单元，所述反渗透单元用于将含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水进行反渗透处理，得到富盐的反渗透浓水和贫盐的反渗透产水；所述第一结晶分离单元用于将来自所述反渗透单元的反渗透浓水进行第一结晶分离处理，得到第一结晶盐和第一结晶浓水，且所述第一结晶分离单元与所述反渗透单元相连，用于将至少部分第一结晶浓水回流至所述反渗透单元进行反渗透处理；所述阳离子交换单元用于将来自所述第一结晶分离单元的未回流至所述反渗透单元的第一结晶浓水作为阳离子交换进水进行阳离子交换处理，得到富一价阳离子盐的阳离子交换出水；所述第二结晶分离单元用于将来自所述阳离子交换单元的阳离子交换进水作为结晶进水进行第二结晶分离处理，得到第二结晶盐和第二结晶浓水；所述第三结晶分离单元用于将来自所述第二结晶分离单元的第二结晶浓水进行第三结晶分离处理，得到第三结晶盐和第三结晶浓水。采用本专利技术的方法和系统，能够生产高纯度的单一组分盐(包括硫酸钠结晶盐和氯化钠结晶盐)，单一组分盐回收率、系统的水回收率和硫酸钙回收率均大幅增加，同时硫酸钙的高效回收也极大地降低了后续阳离子交换的负荷，且该方法能够大幅降低能耗和投资成本。根据本专利技术的一种优选的实施方式，在进行第二结晶分离处理前，先将阳离子交换出水进行蒸发处理，然后将蒸发处理得到的接近饱和的蒸发浓水作为结晶进水进行第二结晶分离处理，能够大幅降低能耗和投资成本。根据本专利技术的一种优选的实施方式，在第三结晶分离处理中，将得到的第三结晶浓水分为两股，分别作为第三结晶回流母液回流至第二结晶分离处理和作为系统浓水进行后处理，可以实现单一组分盐的再次浓缩和分离结晶，能够实现比较彻底的单一组分盐的分离和结晶，有效提高单一组分盐的回收率，使得整个操作过程实现连续操作，稳态产盐，具有较好的经济价值和使用价值。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是本专利技术的一种实施方式的制盐方法的流程示意图。图2是本专利技术对比例1的制盐方法的流程示意图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。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)将含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水进行反渗透处理，以将含盐水进行初步浓缩，得到富盐的反渗透浓水和贫盐的反渗透产水；(2)将步骤(1)得到的反渗透浓水进行第一结晶分离处理，得到第一结晶盐和第一结晶浓水，将所述第一结晶浓水分为两股，分别作为第一回流结晶出水回流至步骤(1)进行所述的反渗透处理和作为阳离子交换进水进行后续的阳离子交换处理；(3)将步骤(2)得到的阳离子交换进水进行阳离子交换处理，得到富一价阳离子盐的阳离子交换出水；(4)将步骤(3)得到的阳离子交换出水作为结晶进水进行第二结晶分离处理，得到第二结晶盐和第二结晶浓水；(5)将步骤(4)得到的第二结晶浓水进行第三结晶分离处理，得到第三结晶盐和第三结晶浓水。本专利技术的制盐方法中，为了大幅降低能耗，优选情况下，该方法还包括：在进行第二结晶分离处理之前，将步骤(3)得到的阳离子交换出水进行蒸发处理，得到蒸馏水和接近饱和的蒸发浓水，然后将所述蒸发浓水作为结晶进水进行所述第二结晶分离处理。优选地，所述蒸发处理的条件包括：温度为50-135℃，进一步优选为90-120℃。优选地，所述接近饱和的蒸发浓水中硫酸钠或氯化钠的饱和度为50-99％，进一步优选为70-95％，更进一步优选为90-95％。其中，饱和度可以通过控制合适的浓缩倍率来实现。本专利技术的制盐方法中，为了在常温条件下实现更有效的浓缩，提高水的回收率，并减少后续蒸发结晶过程的负荷和能耗，优选情况下，步骤(1)中，含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水含有原料水和步骤(2)所述的第一回流结晶出水；且原料水中盐的总质量百分含量Y％<2.5％时，满足关系式R1<Y/(2.5-Y)，R1为阳离子交换进水与反渗透产水的体积流量比。本专利技术的制盐方法中，优选情况下，步骤(1)中，反渗透处理的条件包括：温度为10-40℃，进一步优选为15-30℃；压力为1-6MPa，进一步优选为1.6-4MPa；所述反渗透浓水与所述反渗透产水的体积流量比为0.2-2：1，进一步优选为0.3-1：1。本专利技术的制盐方法中，优选情况下，该方法还包括：步骤(1)中，在将含盐水进行反渗透处理之前，向所述含盐水中添加至少一种阻垢剂；并且在步骤(2)所述的第一结晶分离处理中，控制条件使所述阻垢剂失活，以进行结晶分离。优选地，相对于1L所述含盐水，阻垢剂的用量为2-15mg，进一步优选为3-7mg。优选地，所述阻垢剂为有机膦型阻垢剂、有机膦酸盐型阻垢剂、聚羧酸型阻垢剂和复合型阻垢剂中的至少一种。本专利技术的制盐方法中，优选情况下，采用以下方式中的至少一种方式使所述阻垢剂失活：方式一：向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制盐方法，其特征在于，该方法包括：(1)将含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水进行反渗透处理，以将含盐水进行初步浓缩，得到富盐的反渗透浓水和贫盐的反渗透产水；(2)将步骤(1)得到的反渗透浓水进行第一结晶分离处理，得到第一结晶盐和第一结晶浓水，将所述第一结晶浓水分为两股，分别作为第一回流结晶出水回流至步骤(1)进行所述的反渗透处理和作为阳离子交换进水进行后续的阳离子交换处理；(3)将步骤(2)得到的阳离子交换进水进行阳离子交换处理，得到富一价阳离子盐的阳离子交换出水；(4)将步骤(3)得到的阳离子交换出水作为结晶进水进行第二结晶分离处理，得到第二结晶盐和第二结晶浓水；(5)将步骤(4)得到的第二结晶浓水进行第三结晶分离处理，得到第三结晶盐和第三结晶浓水。

【技术特征摘要】
1.一种制盐方法，其特征在于，该方法包括：(1)将含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水进行反渗透处理，以将含盐水进行初步浓缩，得到富盐的反渗透浓水和贫盐的反渗透产水；(2)将步骤(1)得到的反渗透浓水进行第一结晶分离处理，得到第一结晶盐和第一结晶浓水，将所述第一结晶浓水分为两股，分别作为第一回流结晶出水回流至步骤(1)进行所述的反渗透处理和作为阳离子交换进水进行后续的阳离子交换处理；(3)将步骤(2)得到的阳离子交换进水进行阳离子交换处理，得到富一价阳离子盐的阳离子交换出水；(4)将步骤(3)得到的阳离子交换出水作为结晶进水进行第二结晶分离处理，得到第二结晶盐和第二结晶浓水；(5)将步骤(4)得到的第二结晶浓水进行第三结晶分离处理，得到第三结晶盐和第三结晶浓水。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：在进行第二结晶分离处理之前，将步骤(3)得到的阳离子交换出水进行蒸发处理，得到蒸馏水和接近饱和的蒸发浓水，然后将所述蒸发浓水作为结晶进水进行所述第二结晶分离处理；优选地，所述蒸发处理的条件包括：温度为50-135℃，进一步优选为90-120℃；优选地，所述接近饱和的蒸发浓水中硫酸钠或氯化钠的饱和度为50-99％，进一步优选为70-95％，更进一步优选为90-95％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述含有二价阴离子盐和一价阴离子盐的含盐水含有原料水和步骤(2)所述的第一回流结晶出水；且原料水中盐的总质量百分含量Y％<2.5％时，满足关系式R1<Y/(2.5-Y)，R1为阳离子交换进水与反渗透产水的体积流量比。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，反渗透处理的条件包括：温度为10-40℃，优选为15-30℃；压力为1-6MPa，优选为1.6-4MPa；所述反渗透浓水与所述反渗透产水的体积流量比为0.2-2：1，优选为0.3-1：1。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：步骤(1)中，在将含盐水进行反渗透处理之前，向所述含盐水中添加至少一种阻垢剂；并且在步骤(2)所述的第一结晶分离处理中，控制条件使所述阻垢剂失活，以进行结晶分离；优选地，相对于1L所述含盐水，所述阻垢剂的用量为2-15mg，进一步优选为3-7mg；优选地，所述阻垢剂为有机膦型阻垢剂、有机膦酸盐型阻垢剂、聚羧酸型阻垢剂和复合型阻垢剂中的至少一种。6.根据权利要求5所述的方法，其中，采用以下方式中的至少一种方式使所述阻垢剂失活：方式一：向所述反渗透浓水中添加至少一种能够用作常温结晶晶种的固体物质；方式二：向所述反渗透浓水中添加至少一种絮凝剂；方式三：调节所述反渗透浓水的pH值；优选地，方式一中，所述固体物质的添加量使得反渗透浓水中晶种的质量浓度为2％-12％，进一步优选为4％-8％；优选地，方式一中，所述固体物质与反渗透浓水中的水难溶性盐的种类相同，进一步优选选自硫酸钙和/或硫酸钙的水合物；优选地，方式二中，相对于1L所述的反渗透浓水，所述絮凝剂的用量为2-20mg，进一步优选为5-15mg，所述絮凝剂优选为氯化铁和/或硫酸铁；优选地，方式三中，将所述反渗透浓水的pH值调节为3-6，进一步优选调节为3.5-4.5。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述第一结晶分离处理的条件包括：温度为10-40℃，优选为15-30℃；第一回流结晶出水和阳离子交换进水的体积流量比为1-20：1，优选为3-9：1。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述阳离子交换处理的条件包括：温度为10-40℃，优选为15-30℃；停留时间为2-30分钟，优选为5-15分钟；阳离子交换出水中钙离子的浓度为0.01-5mg/L，优选为0.05-1mg/L。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，所述第二结晶分离处理的方式为第一蒸发结晶处理或冷却结晶处理，优选地，所述第一蒸发结晶处理的条件包括：温度为50-120℃；优选地，所述冷却结晶处理的条件包括：温度低于5℃且高于所述结晶进水的冰点温度，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊日华，卫昶，陈权，霍卫东，
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