一种磷酸铁废水处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种磷酸铁废水处理系统及处理方法。该磷酸铁废水处理系统包括依次连接的预热单元、降膜蒸发单元、强制循环结晶单元和闪蒸结晶单元；强制循环结晶单元包括依次连接的强制循环加热器和强制循环结晶器；强制循环结晶器壳体的侧壁由上至下设有母液溢流口、循环进料口和循环出料口，循环出料口位于底端；从循环进料口处向壳体的内腔嵌套设有循环进料管；循环进料管的出口端设于母液溢流口的上方；闪蒸结晶单元包括闪蒸结晶器，闪蒸结晶器的进料口与母液溢流口相连。本发明专利技术利用该废水处理系统可连续稳定产出纯度较高的硫酸铵和磷酸一铵，分出的硫酸铵与磷酸一铵作为工业氮肥与复合肥的原料。氮肥与复合肥的原料。氮肥与复合肥的原料。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁废水处理系统及处理方法


[0001]本专利技术涉及一种磷酸铁废水处理系统及处理方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁是生产磷酸铁正极材料的前驱体，随着电动汽车行业的快速发展，磷酸铁的市场需求越来越大，对电池级磷酸铁原料的需求也逐年增加。在磷酸铁生产过程产生大量的废水，据广西新晶科技有限公司中试生产电池级磷酸铁的估计，每生产1吨电池级磷酸铁约产生50吨废水。
[0003]磷酸铁生产废水具有硫酸根浓度高、铵根离子浓度高、总磷浓度高且pH较低的特点，当前主要采用石灰预处理+蒸发的工艺进行处理。废水中的磷酸根、硫酸根和石灰反应，生成磷酸钙及硫酸钙；石灰预处理出水再采用蒸发工艺进行深度处理，最终出水达到国家相关排放标准，并且副产硫酸铵。现有技术中的磷酸铁废水处理系统很少针对如何分质结晶出纯度较高的硫酸铵和磷酸一铵的报道。该技术问题目前还有待解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是为了克服现有技术中存在的无法有效处理磷酸铁废水的缺陷，而提供了一种磷酸铁废水处理系统及处理方法。本专利技术的废水处理系统能够将磷酸铁废水进行资源化利用，可连续稳定产出纯度较高的结晶盐硫酸铵以及磷酸一铵。
[0005]本专利技术主要是通过下述技术方案解决以上技术问题的。
[0006]本专利技术提供了一种磷酸铁废水处理系统，其包括依次连接的预热单元、降膜蒸发单元、强制循环结晶单元和闪蒸结晶单元；
[0007]所述强制循环结晶单元包括依次连接的强制循环加热器和强制循环结晶器；
[0008]所述强制循环结晶器包括壳体，所述壳体的侧壁由上至下设有母液溢流口、循环进料口和循环出料口，所述循环出料口位于所述壳体的底端；
[0009]从所述循环进料口处向所述壳体的内腔嵌套设有循环进料管；
[0010]所述循环进料管的出口端设于所述母液溢流口的上方；
[0011]所述闪蒸结晶单元包括闪蒸结晶器，所述闪蒸结晶器的进料口与所述母液溢流口相连。
[0012]本专利技术中，较佳地，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体嵌套连接，所述上壳体的直径小于所述下壳体的直径；所述上壳体的底端位于所述母液溢流口的下方且与所述下壳体的内腔壁面之间留有间距。
[0013]其中，在料液从所述循环进料口进入壳体的内腔的过程中，料液中也在不断形成硫酸铵结晶盐。所述上壳体和所述下壳体的嵌套连接设置，使得上壳体嵌套至所述下壳体的区域可防止从所述循环进料管的出口端进入的料液中形成的硫酸铵颗粒进入所述母液溢流口，以使得在所述闪蒸结晶单元结晶出的磷酸一铵的纯度较高。当从所述循环进料管的出口端进入所述壳体的内腔时的料液中磷酸根离子的质量浓度达到20～25％时，开启所
述母液溢流口的阀门，壳体内腔中的料液则从所述上壳体的底端与所述下壳体的内腔壁面之间的间隙流向所述母液溢流口。
[0014]本专利技术中，较佳地，所述强制循环加热器上设有所述强制循环管路，所述强制循环管路上设有强制循环泵，用于将进入所述强制循环结晶单元的料液打入强制循环加热器中。
[0015]本专利技术中，较佳地，所述预热单元包括依次连接的冷凝水预热器、尾气预热器和蒸汽预热器，所述冷凝水预热器的热流体通道与所述降膜蒸发单元的冷凝水出口和所述强制循环结晶单元的冷凝水出口连通；所述尾气预热器的热流体通道与所述降膜蒸发单元的尾气出口和所述强制循环结晶单元的尾气出口连通；所述蒸汽预热器的热流体通道与所述磷酸铁废水处理系统的各蒸汽出口连通；用于预热待处理的磷酸铁废水。
[0016]较佳地，所述冷凝水预热器用于将待处理的磷酸铁废水预热至设定温度，例如85℃；所述冷凝水预热器在预热磷酸铁废水的同时，最大程度降低冷凝水出水温度，方便冷凝水回用生产。
[0017]较佳地，所述尾气预热器用于将待处理的磷酸铁废水进一步预热至设定温度，例如88℃；所述尾气预热器用于回收所述磷酸铁废水处理系统中产生的余热，进而降低能耗损失。
[0018]较佳地，所述蒸汽预热器用于将待处理的磷酸提废水进一步预热至沸点；所述蒸汽预热器与所述降膜蒸发单元相连，能够保证磷酸铁废水达到沸点进料，提高所述磷酸铁废水处理系统到稳定性的同时，最大化保证降膜处理能力。
[0019]本专利技术中，较佳地，降膜蒸发单元包括依次连接的降膜加热器和降膜分离器；所述降膜加热器上还设有两个降膜循环管路，每一所述降膜循环管路上设有一降膜循环泵。其中，降膜加热器用于将预热后的磷酸铁废水进一步加热提浓，同时通过两个降膜循环泵设置高浓度段和低浓度段以实现两种浓度的在线切换，保证进入降膜循环加热器的磷酸铁废水达到沸点。所述降膜分离器用于汽液分离，蒸汽则通过降膜分离器上的二次蒸汽出口排出并进入洗汽单元，液体则回流至所述降膜加热器。
[0020]本专利技术中，较佳地，所述磷酸铁废水处理系统还包括第一固液分离单元，所述第一固液分离单元包括依次连接的第一稠厚器和第一离心机；所述第一稠厚器通过管道与所述循环出料口连接，所述管道上设有出料泵；所述第一离心机上设有硫酸铵出料口和第一母液出料口；所述第一母液出料口通过第一母液泵与所述的强制循环结晶器回流连接。所述的第一固液分离单元将从所述循环出料口送出的料液经稠厚器稠厚分离出的浓稠料液进入第一离心机，清液则进入第一母液罐，第一离心机将浓稠的料液分离为硫酸铵固体和母液，硫酸铵固体则进入硫酸铵包装系统进行干燥，母液则进入第一母液罐再回流至强制循环结晶单元中进一步提浓并结晶。
[0021]本专利技术中，较佳地，所述闪蒸结晶单元的进料口和所述母液溢流口相连的管路上设有缓存中储物料罐。
[0022]本专利技术中，较佳地，所述闪蒸结晶单元还包括闪蒸循环管路，连接所述闪蒸结晶器的进料口和所述闪蒸结晶器的出料口，所述闪蒸循环管路上设有闪蒸循环泵。本专利技术中，所述的闪蒸结晶器优选为连续式闪蒸结晶器，通过与所述强制循环结晶器相连的结构，并配合所述的缓存中储物料罐，能够连续不断的进行闪蒸结晶。
[0023]本专利技术中，较佳地，所述磷酸铁废水处理系统还包括第二固液分离单元，所述第二固液分离单元包括依次连接的第二稠厚器和第二离心机；所述第二稠厚器通过管道与所述闪蒸结晶器的出料口连接，所述管道上设有出料泵；所述第二离心机上设有磷酸一铵出料口和第二母液出料口；所述第二母液出料口通过第二母液泵与所述的强制循环结晶器回流连接。所述的第二固液分离单元将从所述闪蒸结晶单元的出料口送出的料液经所述第二稠厚器稠厚分离出的浓稠料液进入第二离心机，清液则进入第二母液罐，第二离心机将浓稠的料液分离为磷酸一铵固体和母液，磷酸一铵固体则进入磷酸一铵包装系统进行干燥，母液则进入第二母液罐再回流至强制循环结晶单元中进一步提浓并结晶。
[0024]本专利技术中，较佳地，所述磷酸铁废水处理系统还包括洗汽单元，所述洗汽单元包括依次连接的洗汽塔、第一MVR压缩机和第二MVR压缩机；所述洗汽塔上设有二次蒸汽入口；所述二次蒸汽入口分别与所述强制循环结晶器的顶端的二次蒸汽出口和所述降膜分离器的顶端的二次蒸汽出口相连。所述第二MVR压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁废水处理系统，其特征在于，其包括依次连接的预热单元、降膜蒸发单元、强制循环结晶单元和闪蒸结晶单元；所述强制循环结晶单元包括依次连接的强制循环加热器和强制循环结晶器；所述强制循环结晶器包括壳体，所述壳体的侧壁由上至下设有母液溢流口、循环进料口和循环出料口，所述循环出料口位于所述壳体的底端；从所述循环进料口处向所述壳体的内腔嵌套设有循环进料管；所述循环进料管的出口端设于所述母液溢流口的上方；所述闪蒸结晶单元包括闪蒸结晶器，所述闪蒸结晶器的进料口与所述母液溢流口相连。2.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体嵌套连接，所述上壳体的直径小于所述下壳体的直径；所述上壳体的底端位于所述母液溢流口的下方且与所述下壳体的内腔壁面之间留有间距；和/或，所述预热单元包括依次连接的冷凝水预热器、尾气预热器和蒸汽预热器，所述冷凝水预热器的热流体通道与所述降膜蒸发单元的冷凝水出口和所述强制循环结晶单元的冷凝水出口连通；所述尾气预热器的热流体通道与所述降膜蒸发单元的尾气出口和所述强制循环结晶单元的尾气出口连通；所述蒸汽预热器的热流体通道与所述磷酸铁废水处理系统的各蒸汽出口连通；用于预热待处理的磷酸铁废水；和/或，所述降膜蒸发单元包括依次连接的降膜加热器和降膜分离器。3.如权利要求2所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述降膜加热器上还设有两个降膜循环管路，每一所述降膜循环管路上设有降膜循环泵。4.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述闪蒸结晶器的进料口和所述母液溢流口相连的管路上设有缓存中储物料罐；所述闪蒸结晶单元还包括闪蒸循环管路，连接所述闪蒸结晶器的进料口和所述闪蒸结晶器的出料口，所述闪蒸循环管路上设有闪蒸循环泵。5.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述磷酸铁废水处理系统还包括第一固液分离单元，所述第一固液分离单元包括依次连接的第一稠厚器和第一离心机；所述第一稠厚器通过管道与所述循环出料口连接，所述管道上设有出料泵；所述第一离心机上设有硫酸铵出料口和第一母液出料口；所述第一母液出料口通过第一母液泵与所述的强制循环结晶器回流连接；和/或，所述磷酸铁废水处理系统还包括第二固液分离单元，所述第二固液分离单元包括依次连接的第二稠厚器和第二离心机；所述第二稠厚器通过管道与所述闪蒸结晶器的出料口连接，所述管道上设有出料泵；所述第二离心机上设有磷酸一铵出料口和第二母液出料口；所述第二母液出料口通过第二母液泵与所述的强制循环结晶器回流连接。6.如权利要求2所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述磷酸铁废水处理系统还包括洗汽单元，所述洗汽单元包括依次连接的洗汽塔、第一MVR压缩机和第二MVR压缩机；所述洗汽塔上设有二次蒸汽入口；所述二次蒸汽入口分别与所述强制循环结晶器的顶端的二次蒸汽出口和所述降膜分离器的顶端的二次蒸汽出口相连。7.一种磷酸铁废水处理方法，其特征在于，其采用如权利要求1～6中任一项所述的磷
酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海明，唐二松，刘根廷，杨栋君，陈明波，周天睿，陈志刚，
申请(专利权)人：中化浙江膜产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：