硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统及处理方法，包括进料缓存罐和进料泵，进料泵的出口与二效蒸发装置的进料口相连，二效蒸发装置的出料口通过二效转料泵与一效蒸发装置的进料口相连，一效蒸发装置的出料口通过一效出料泵与结晶罐的入口相连，结晶罐的出料口通过结晶罐出料泵与转晶冷却结晶器的进料口相连，转晶冷却结晶器的出料口通过转晶出料泵与离心机的进料口相连，离心机的液相出口与离心机母液罐一的入口相连，离心机母液罐一的底部出口通过板框进料泵与板框压滤机的进料口相连，板框压滤机的液相出口与离心机母液罐二的入口相连。该系统可在含有混盐的废水中分别提取硫酸镁、硫酸钙和氯化镁，且达到污染物零排放标准。

【技术实现步骤摘要】
硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统及处理方法
本专利技术涉及一种硫酸镁生产废水的处理系统，尤其涉及一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，本专利技术还涉及一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理方法，属于工业废液资源化利用

技术介绍
硫酸镁在生产过程中有多种结晶盐，可生成一水硫酸镁、二水硫酸镁、三水硫酸镁、五水硫酸镁、六水硫酸镁和七水硫酸镁，其中一水硫酸镁和七水硫酸镁常作为工业产品出售。目前国内外稀土冶炼硫酸镁废水处理工艺归纳起来主要有蒸发浓缩法、碱法、石灰法等。蒸发浓缩法的蒸汽消耗量大，处理成本最高。碱法可制得氢氧化镁，但是形成硫酸钠母液还需要进一步处理，且工艺过程复杂，母液处理费用比较高。石灰法就是加入氧化钙，与硫酸镁废水反应，产生氢氧化镁和硫酸钙沉淀，反应收率不稳定，硫酸钙的颗粒度小，太过理想化，很难在工业应用上取得成功。以上几种方法在处理稀土冶炼方面起到了一定的作用，但不同程度地存在能耗大、运行费用高，产品不稳定、不易维修、操作，投资较大、占地较多，污水净化效果差，只处理到达标排放，会形成二次母液，水等资源不能回收，不能实现最终处理。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，可在含有混盐的废水溶液中提取硫酸镁、硫酸钙和氯化镁，变废为宝，且实现零排放。为解决以上技术问题，本专利技术的一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，包括与进料管G1相连的进料缓存罐1，进料缓存罐1的底部出口与进料泵2的入口相连，进料泵2的出口与二效蒸发装置的进料口相连，二效蒸发装置的出料口通过二效转料泵9与一效蒸发装置的进料口相连，一效蒸发装置的出料口通过一效出料泵14与结晶罐19的入口相连，结晶罐19的出料口通过结晶罐出料泵20与转晶冷却结晶器21的进料口相连，转晶冷却结晶器21的出料口通过转晶出料泵24与离心机25的进料口相连，离心机25的固相出口与流化床53的入口相连；离心机25的液相出口与离心机母液罐一26的入口相连，离心机母液罐一26的底部出口通过板框进料泵29与板框压滤机30的进料口相连，板框压滤机30的液相出口与离心机母液罐二27的入口相连。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：硫酸镁生产废水中含有氯化镁和硫酸钙等杂质，先经过二效蒸发浓缩，硫酸钙饱和结晶，氯化镁和硫酸镁浓缩，再通过二效转料泵9送至一效蒸发装置进行一效蒸发，使硫酸镁饱和产生结晶，氯化镁进一步浓缩，含硫酸镁晶浆的溶液进入结晶罐19中降压蒸发，硫酸镁进一步结晶后，进入转晶冷却结晶器21中进一步冷却结晶，然后由转晶出料泵24送入离心机25进行离心过滤，得到带有结晶水的七水硫酸镁，再送入流化床53干燥，得到纯度为99%以上的一水硫酸镁；离心机25分离出的液相进入离心机母液罐一26中沉降，硫酸钙沉淀至离心机母液罐一26的底部，被板框进料泵29抽出并送入板框压滤机30进行压滤，得到硫酸钙固体。本专利技术在非纯硫酸镁盐中提取七水硫酸镁，去除且回收其它杂盐，且实现零排放。七水硫酸镁的回收率可达94%，且能将其它杂盐去除实现零排放。作为本专利技术的改进，离心机母液罐二27的溢流口通过母液泵28与单效蒸发装置的进料口相连，单效蒸发装置的出料口通过单效出料泵31与反应釜的进料口相连，反应釜的出料口通过反应釜出料泵与刮片机36的入口相连。已回收大部分硫酸镁的母液由母液泵28抽出，送入单效蒸发装置继续蒸发，单效蒸发后的溶液再进入反应釜中加热蒸发，将氯化镁的浓度提高至47%wt；由于氯化镁的沸点很高，纯蒸发无法得到成型的六水氯化镁，本专利技术将高浓度氯化镁送入刮片机36中冷却，使氯化镁和硫酸钠粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片，几乎不含母液，可以作为融雪剂出售。作为本专利技术的进一步改进，一效、二效、单效蒸发装置各自包括依次连接的分离器、加热蒸发器、循环泵和再热蒸发器，二效分离器10、单效分离器15的蒸汽出口均与离心式压缩机52的入口管道相连，一效加热蒸发器6、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的热媒入口均与离心式压缩机52的出口管相连，一效分离器5的蒸汽出口与二效加热蒸发器11及二效再热蒸发器12的热媒入口相连。采用MVR混合蒸发工艺，二效和单效的二次蒸汽进入离心式压缩机，通过离心式压缩机做功后对一效、单效进行加热，一效产生的二次蒸汽再作为二效蒸发装置的热源，利用料液沸点随浓度变化的特点，采用多级蒸发及离心式压缩机52压缩的方式，料液依次在不同级的蒸发器上进行蒸发结晶。与单级蒸发或二级蒸发相比，大大节约了能耗，减少了运行成本，系统连续运行，提高生产效率。在蒸发技术中需蒸发大量水分，需要消耗大量能源加热水产生蒸汽，二次蒸汽的产量较大，且含大量的汽化潜热，本专利技术将其回收加以利用，两个效体与蒸汽压缩机串联形成闭合回路使蒸汽循环利用。作为本专利技术的进一步改进，进料泵2的出口经过一级换热器3与二效蒸发装置的进料口相连，一效加热蒸发器6、二效加热蒸发器11、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐一39的入口相连，冷凝水罐一39的出水口通过冷凝水泵一38与一级换热器3的热媒入口相连，一级换热器3的热媒出口与冷凝水回收管相连。一效、二效及单效蒸汽经换热后有大量冷凝水产生，高温冷凝水具有较高的焓值，全部进入冷凝水罐一39回收，作为预热料液的热源；硫酸镁废水通过进料泵2进入一级换热器3，通过与冷凝水换热，硫酸镁废水的温度升高，充分利用系统内部的热量，最终排放冷凝水的温度越低，则整个系统的能量单耗越低。作为本专利技术的进一步改进，一效加热蒸发器6、二效加热蒸发器11、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的排气口与表冷器一40的进气口相连，表冷器一40的排气口与真空泵一41的入口相连；一级换热器3的出料口与表冷器一40的进料口相连，表冷器一40的出料口与二级换热器4的进料口相连，二级换热器4的出料口与二效蒸发装置的进料口相连；二级换热器4的热媒入口与生蒸汽管G2相连，二级换热器4的冷凝水出口与冷凝水罐一39的入口相连。初步升温后的硫酸镁废水进入表冷器一40继续升温，接着进入二级换热器4，通过生蒸汽将硫酸镁废水的温度加热至87.4℃，降低系统的能源消耗，二级换热器4预热产生的冷凝水回收至冷凝水罐一39，进一步降低能耗。作为本专利技术的进一步改进，结晶罐19的顶部排气口与凉水塔42的入口相连，凉水塔42的出口与真空泵二43的入口相连。在真空泵二43的抽吸作用下，结晶罐19的闪蒸蒸汽进入凉水塔42冷凝，凉水塔42利用水作为冷媒，不但吸收系统的热量，而且降低了结晶罐19的内腔压力，大大降低其蒸发温度，使料液的温度迅速下降，有利于硫酸镁的析出。作为本专利技术的进一步改进，单效出料泵31的出口与反应釜一32的进料口相连，反应釜一32的出料口通过反应釜出料泵一与反应釜二34的进料口相连，反应釜二34的出料口与反应釜出料泵二35的入口相连；反应釜一32的排气口与表冷器二44的进气口相连，表冷器二44的排气口与真空泵三45的入口相连；反应釜二34的排气口与表冷器三46的进气口相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，包括与进料管(G1)相连的进料缓存罐(1)，进料缓存罐(1)的底部出口与进料泵(2)的入口相连，其特征在于：进料泵(2)的出口与二效蒸发装置的进料口相连，二效蒸发装置的出料口通过二效转料泵(9)与一效蒸发装置的进料口相连，一效蒸发装置的出料口通过一效出料泵(14)与结晶罐(19)的入口相连，结晶罐(19)的出料口通过结晶罐出料泵(20)与转晶冷却结晶器(21)的进料口相连，转晶冷却结晶器(21)的出料口通过转晶出料泵(24)与离心机(25)的进料口相连，离心机(25)的固相出口与流化床(53)的入口相连；离心机(25)的液相出口与离心机母液罐一(26)的入口相连，离心机母液罐一(26)的底部出口通过板框进料泵(29)与板框压滤机(30)的进料口相连，板框压滤机(30)的液相出口与离心机母液罐二(27)的入口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，包括与进料管(G1)相连的进料缓存罐(1)，进料缓存罐(1)的底部出口与进料泵(2)的入口相连，其特征在于：进料泵(2)的出口与二效蒸发装置的进料口相连，二效蒸发装置的出料口通过二效转料泵(9)与一效蒸发装置的进料口相连，一效蒸发装置的出料口通过一效出料泵(14)与结晶罐(19)的入口相连，结晶罐(19)的出料口通过结晶罐出料泵(20)与转晶冷却结晶器(21)的进料口相连，转晶冷却结晶器(21)的出料口通过转晶出料泵(24)与离心机(25)的进料口相连，离心机(25)的固相出口与流化床(53)的入口相连；离心机(25)的液相出口与离心机母液罐一(26)的入口相连，离心机母液罐一(26)的底部出口通过板框进料泵(29)与板框压滤机(30)的进料口相连，板框压滤机(30)的液相出口与离心机母液罐二(27)的入口相连。


2.根据权利要求1所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：离心机母液罐二(27)的溢流口通过母液泵(28)与单效蒸发装置的进料口相连，单效蒸发装置的出料口通过单效出料泵(31)与反应釜的进料口相连，反应釜的出料口通过反应釜出料泵与刮片机(36)的入口相连。


3.根据权利要求2所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：一效、二效、单效蒸发装置各自包括依次连接的分离器、加热蒸发器、循环泵和再热蒸发器，二效分离器(10)、单效分离器(15)的蒸汽出口均与离心式压缩机(52)的入口管道相连，一效加热蒸发器(6)、单效加热蒸发器(16)及单效再热蒸发器(17)的热媒入口均与离心式压缩机(52)的出口管相连，一效分离器(5)的蒸汽出口与二效加热蒸发器(11)及二效再热蒸发器(12)的热媒入口相连。


4.根据权利要求3所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：进料泵(2)的出口经过一级换热器(3)与二效蒸发装置的进料口相连，一效加热蒸发器(6)、二效加热蒸发器(11)、单效加热蒸发器(16)及单效再热蒸发器(17)的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐一(39)的入口相连，冷凝水罐一(39)的出水口通过冷凝水泵一(38)与一级换热器(3)的热媒入口相连，一级换热器(3)的热媒出口与冷凝水回收管相连。


5.根据权利要求4所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：一效加热蒸发器(6)、二效加热蒸发器(11)、单效加热蒸发器(16)及单效再热蒸发器(17)的排气口与表冷器一(40)的进气口相连，表冷器一(40)的排气口与真空泵一(41)的入口相连；一级换热器(3)的出料口与表冷器一(40)的进料口相连，表冷器一(40)的出料口与二级换热器(4)的进料口相连，二级换热器(4)的出料口与二效蒸发装置的进料口相连；二级换热器(4)的热媒入口与生蒸汽管相连，二级换热器(4)的冷凝水出口与冷凝水罐一(39)的入口相连。


6.根据权利要求1所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：结晶罐(19)的顶部排气口与凉水塔(42)的入口相连，凉水塔(42)的出口与真空泵二(43)的入口相连。


7.根据权利要求2所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：单效出料泵(31)的出口与反应釜一(32)的进料口相连，反应釜一(32)的出料口通过反应釜出料泵一与反应釜二(34)的进料口相连，反应釜二(34)的出料口与反应釜出料泵二(35)的入口相连；反应釜一(32)的排气口与表冷器二(44)的进气口相连，表冷器二(44)的排气口与真空泵三(45)的入口相连；反应釜二(34)的排气口与表冷器三(46)的进气口相连，表冷器三(46)的排气口与真空泵四(47)的入口相连；表冷器二(44)与表冷器三(46)的冷凝水出口分别与冷凝水罐二(48)的入口相连，冷凝水罐二(48)的出水口通过冷凝水泵二(49)与冷凝水回收管相连。


8.根据权利要求7所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：反应釜一(32)及反应釜二(34)的热媒入口与生蒸汽管相连，反应釜一(32)及反应釜二(34)的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐三(50)的入口相连，冷凝水罐三(50)的出水口通过冷凝水泵三(51)与冷凝水回收管相连。


9.根据权利要求1所述的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，其特征在于：转晶冷却结晶器(21)的循环出口通过转晶循环泵(23)与转晶冷却换热器(22)的进料口相连，转晶冷却换热器(22)的出料口与转晶冷却结晶器(21)的循环入口相连，转晶冷却结晶器(21)的冷媒出口与冷冻机(37)的入口相连，冷冻机(37)的出口与转晶冷却结晶器(21)的冷媒入口相连。


10.一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤，步骤1：进料泵(2)将含有硫酸镁生产废水从进料缓存罐(1)中抽出，依次经一级换热器(3)一次预热，经表冷器一(40)二次加热，再经二级换热器(4)三次加热，将原料溶液升温后，与来自二效加热蒸发器(11)出料，共同被由二效循环泵(13)送入二效再热蒸发器(12)再次加热后，进入二效分离器(10)中进行二效蒸发，含盐溶液进入二效加热蒸发器(11)中加热并由二效循环泵(13)维持循环；
步骤2：二效循环泵(13)的部分出料由二效转料泵(9)抽出，与来自一效加热蒸发器(6)的一效物料共同由一效循环泵(8)送入一效再...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，许亮，王玉立，霍健，张洪彩，智丹丹，费娟娟，
申请(专利权)人：江苏迈安德节能蒸发设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32