一种高盐废水超临界盐分分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种外热式高盐废水超临界盐分分离器，属于化工工程技术领域，是高盐分工业废水盐分分离水处理过程的装置设备。是钢制立式筒体与上下法兰组成的压力容器。内部设置隔板，将容器分隔成上下两个腔体；在上腔体内设置一个旋风分离器；采用外置式电热结构加热，生热方式是电热辐射或电磁感应涡流式。经过预热的高压含盐废水进料进入内置分离器后，在器内继续加热到超临界状态，其中所含的盐分从溶解态转化为固态析出，物料在内置旋风分离器中以螺旋形式旋转流动，在离心力与重力的作用下，实现了重度不同的盐分与水汽的分离。水汽从分离器上部排出，无流动性的盐分留存于分离器锥体下部，用少量的纯净水进行冲洗，使其再溶解于水中，流出分离器。流出分离器。流出分离器。

【技术实现步骤摘要】
一种高盐废水超临界盐分分离器


[0001]本技术涉及一种高盐废水超临界盐分分离器，属于化工工程
，适合于含盐量较高的工业废水的除盐工艺过程使用。

技术介绍

[0002]水的临界状态对应的临界温度及临界压力分别是374.15℃和22.13MPa。当水处于超临界状态时，水的汽液界面就会消失，液态水未经汽化蒸发而全部转化成了气态。由于盐在气体里的溶解度极低，当水从亚临界过渡到超临界状态后，原来溶解在水中的盐分就会分离析出，因此可用这种原理方法对含盐废水进行盐分的分离处理。
[0003]高盐工业废水的含盐量一般高于1％，目前高盐废水处理是采用加热蒸发的方法进行盐分分离。由于水具有很高的蒸发潜热，决定了蒸发法处理高盐废水过程中的热能消耗很高，因此，相应的成本支出过高，是目前制约高盐污水处理的技术经济问题。如果是采用超临界方法分离高盐废水，虽然加热的温度高于蒸发方法，但由于工艺过程中不发生水的蒸发汽化，在热能消耗上就会有较大的成本比较优势。
[0004]超临界方法处理高盐废水是正在开发实验中的技术，运行中出现的难点在于超临界工况下析出的固体盐分对装置某些部位的堵塞以及连续操作时盐分从装置器中的取出方法，这些问题不解决，就无法实现装置的工业化运行。

技术实现思路

[0005]本技术所涉及的一种高盐废水超临界盐分分离器(下称分离器)正是针对以上问题而设计的。该分离器适合于对操作温度下呈固态的盐分进行分离。其过程是，经过预热的含盐废水进料在进入分离器后被继续加热到超临界状态，以将其中所含的盐分从溶解态转化为固态析出，然后再通过一个内置的旋风分离器，使物料发生旋转流动，在离心力的作用下，重度不同的盐分与水汽实现分离。之后，再用少量的纯净水做冲洗水，对无流动性的盐分进行冲洗，使其再溶解于水中，成为较高浓度的盐水溶液流出分离器。
[0006]需要说明的是，冲洗盐分用的纯净水，其用量控制在刚能将盐分充分溶解即可，以确保从分离器中排出的盐水浓度尽可能地接近于饱和程度，只有这样，后续工序再进一步处理这部分浓盐水时才具有经济意义。
[0007]如果分离出的盐在操作温度条件下是可流动的熔融状态，则无需用水冲洗，而采用有控制的直接排出即可。本专利不涉及熔融态盐的分离。
[0008]本专利技术解决问题所采用的技术方案是：由耐高温高压结构钢制作的立式筒体，与上下两端可拆卸的法兰封头一起，共同组成一个压力容器，容器的物料进出口管口及所需的仪表检测口均设置于法兰封头之上；在容器内部径向设置一个隔板，将容器分隔成上下两个腔体；在上部腔体内设置一个旋风分离器，该旋风分离器的直立部分与容器筒体紧密配合，以利热量的传导；对物料的加热采用外置式电热结构方式，产热器件安装于容器筒体外周，生热方式可以是电热辐射传导式，也可以是电磁感应涡流式，如选择后者，容器筒体
的制作应选择铁磁性材料。
[0009]本技术的有益效果是：提供了一种高盐废水的低成本的盐分分离新方法，同时可以解决超临界废水处理装置中的盐分积存和盐分堵塞的问题。
附图说明
[0010]下面结合附图和实例对本技术作进一步说明。
[0011]图1是一种高盐废水超临界盐分分离器的结构原理图。1容器筒体、2内置旋风分离器、3进料管、4冲洗水管、5排盐水管、6水汽出口管、7隔板、8物料通道、9旋风分离器进料口、10外置电加热器、11上法兰封头、12下法兰封头。其中，物料通道8与旋风分离器进料口9的设置均有一个以上的数量，目的是为了减低因孔道的偶然堵塞而带来的中断装置运行的概率。
具体实施方式
[0012]本装置是连续运行操作。工作运行时，外置电加热器10通电工作，给容器筒体1加热，高盐废水进料通过进料管3进入到容器内隔板7之上的上部腔体之中，经吸收容器筒体1的热量而达到亚临界状态，再经过容器筒体1与内置旋风分离器2之间的物料通道8，从旋风分离器进料口9进入到内置旋风分离器2之内。由于旋风分离器进料口9处于圆周的切线方位，决定了流经其后的流体会贴着内置旋风分离器2的内壁作旋转流动。亚临界的进料在进入内置旋风分离器以后，进一步吸收了来自容器筒体1传导进入的热量而达到超临界状态，在从位于中心的水汽出口管6流出分离器之前，会自上而下贴着内壁继续以螺旋状向锥体部分流动。随着旋转半径逐步减小，旋转速度会随之加快，直到锥尖部位后折返向轴心，继续以螺旋方式向上移动，然后从水汽出口管6中流出分离器。在以上过程中析出的固态盐分呈粉末状态，由于重度的不同，在旋转中重度较大的盐分所受到的离心力大于水汽，因而会相对紧密地贴合滞留在锥体壁上，并在重力作用下沿锥体斜面向下滑落而汇集与锥尖部位，从而实现了与水汽的分离。滞留在锥尖部位的粉末状盐分由于缺少自行流动性，在冲洗水管4中喷淋出的冲洗水的喷冲作用下，溶解在水中成为盐水，再自行滴落到隔板7下面的下部腔体内。当盐水在腔体内积存到一定液位高度后，有控制地从排盐水管5中排出，从而完成了整个运行过程。由于喷淋水的温度相对较低，在其作用下，内置旋风分离器的锥尖区域的温度会低于临界温度，又由于此部位不设置加热热源，积存在下部腔体中的盐水溶液保持在亚临界状态，因此盐分不会与水再次分离。
[0013]本技术的结构构造，符合化工工程所涉及的基础理论和基本原理，满足化工工程装备制造的基本条件，应用化工装备制造技术当中的压力容器设计规范，并结合与废水性质及运行条件相适应的已有材料选择，即能完成本装置的设计与制作。在此基础上，制定相应的生产操作规程，在符合安全、环保、职业卫生等相关法规的要求下组织运作。系统的整个操作过程可以借助于自控仪表及工控计算机，实现自动化操作运行。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高盐废水超临界盐分分离器，可用于对高盐工业废水进行盐分分离处理，在整体装置中，钢制的容器筒体、上法兰封头、下法兰封头、内置旋风分离器、进料管、冲洗水管、排盐水管、水汽出口管、隔板、外置电加热器机械连接，其特征是：由耐高温高压结构钢制作的立式筒体，与上下两端可拆卸的法兰封头一起，共同组成一个压力容器，容器的物料进出口管口及均设置于上法兰封头与下法兰封头之上，在容器内部径...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，任晓东，李广慈，李学兵，王忠，范芮堃，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：新型
国别省市：