【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿井水资源利用，具体涉及一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统及方法。
技术介绍
1、高矿化度矿井水矿化度在3000-10000mg/l之间，不经处理无法排放也无法利用。矿井水脱盐浓缩有膜法或热法，膜法存在高矿化度矿井水大规模处理下投资运行成本较高的缺点。煤矿厂周边的电厂和化工厂能够提供大量的低价低品位热源，利用低品位废热的热法脱盐浓缩技术在成本上有很大的优势。高矿化度矿井水中钙、镁、硫酸根离子含量高，随着浓缩的进行，设备中硫酸钙结垢风险很大，浓缩倍率不能得到很好的控制和提升。
2、传统反渗透或电渗析等膜浓缩技术在高矿化度矿井水的大规模处理下投资运行成本较高。现行工艺主要采用双碱沉淀法、树脂交换法等去除高矿化度矿井水中钙镁离子，进一步在浓缩淡化进水前添加阻垢剂以避免钙镁结垢，这样的方式不仅导致高矿化度矿井水除硬段工艺投资运行成本较高，同时导致高矿化度矿井水浓缩倍率和水回收率难以进一步提升，并且产生的浓水量较大引起后段蒸发结晶器规模较大。例如专利cn211078771u提供了一种基于石膏晶种防结垢技术的矿井水零排放蒸发器，采用纳滤加阻垢剂的方法对矿井水进行多级浓缩，浓水进入设计的mvr蒸发结晶器并结合晶种阻垢方法最终获得一价钠盐和硫酸钙盐，期望减少预处理除硬的费用，缩短流程，但无法提升浓缩倍率。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统及方法，本专利技术在蒸发浓缩段引入晶种避免结垢，同时可以提升浓缩倍
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，包括：
3、预处理单元，用于高矿化度矿井水进入并除掉其中的悬浮物，得到预处理出水；
4、调节池，用于接收所述预处理出水并调节水量和水质，得到调节池出水；
5、中和反应池，用于接收调节池出水并加入碱液调节ph值，生成氢氧化镁沉淀，得到中和反应池出水；
6、絮凝沉淀池，用于接收中和反应池出水并加入混凝剂及絮凝剂，固液分离得到上清液溢流和底流；
7、中间水池，用于接收上清液溢流并加入酸液调节上清液溢流的ph值，得到中间水池出水；
8、结晶蒸发器，用于接收中间水池出水及一次蒸汽将两者换热并在外加结晶剂的存在下实现矿井水的蒸发、结晶以及结晶盐浓水浓缩，得到二次蒸汽和结晶盐浓水混合物；
9、真空单元，与所述结晶蒸发器连通保持其内部呈负压真空状态；
10、冷凝单元，用于冷凝结晶蒸发器得到的二次蒸汽将其转化为淡水；
11、固液分离器，用于接收结晶盐浓水混合物并分离得到浓水和硫酸钙产品盐，所述浓水进入一价盐结晶系统。
12、根据本专利技术的系统，还包括压滤单元，用于接收絮凝沉淀池固液分离得到的底流，并分离得到含镁中和渣。
13、在具体的实施方案中，所述絮凝沉淀池包括快搅絮凝区、慢搅絮凝区和沉淀区；矿井水先进入快搅絮凝区，向快搅絮凝区中加入混凝剂，快搅絮凝区出水进入慢搅絮凝区，向慢搅絮凝区加入絮凝剂，慢搅絮凝区出水进入沉淀区，沉淀区实现固液分离。
14、本专利技术另一方面还提供了一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，包括如下步骤：
15、将高矿化度矿井水输入预处理单元并除掉其中的悬浮物，得到预处理出水；
16、将预处理出水输入调节池并调节其水量和水质，得到调节池出水；
17、将调节池出水输入中和反应池，并加入碱液调节ph值，生成氢氧化镁沉淀，得到中和反应池出水；
18、将中和反应池出水输入絮凝沉淀池并加入混凝剂及絮凝剂，固液分离得到上清液溢流和底流；
19、将上清液溢流输入中间水池并加入酸液调节上清液溢流的ph值，得到中间水池出水；
20、将中间水池出水输入结晶蒸发器并加入结晶剂、一次蒸汽进行蒸发结晶，得到结晶盐浓水混合物和二次蒸汽，二次蒸汽冷凝后产生淡水；
21、将结晶盐浓水混合物输入固液分离器，经分离得到浓水和硫酸钙产品盐，所述浓水进入一价盐结晶系统。
22、在具体的实施方案中，所述加入碱液使得调节池出水的ph大于10；和/或，所述加入酸液调节上清液溢流的ph为4～6。
23、根据本专利技术的方法，还包括将絮凝沉淀池固液分离得到的底流输入压滤系统，并过滤得到含镁中和渣。进一步优选地，将压滤系统得到的上清液输送至调节池用于调节水质和水量。
24、根据本专利技术的方法，所述结晶蒸发器为低温结晶蒸发器，可设置为单效或多效串联，效数设置与一次蒸汽温度相关，所述一次蒸汽优选为低品位蒸汽；例如在具体的实施方案中：低品位蒸汽温度为80～90℃时，低温结晶蒸发器设置8～10效；低品位蒸汽温度为60～80℃时，设置4～8效；低品位蒸汽温度为40～60℃时，设置2～4效；低品位蒸汽温度低于40℃，设置单效。
25、向低温结晶蒸发器中矿井水加入结晶剂，结晶剂与硫酸钙的结合力大于硫酸钙与换热面间结合力，能诱导硫酸钙在其表面附着沉积生长。低温结晶蒸发器同时实现矿井水的淡化、浓缩及钙盐结晶。
26、进一步地，在具体的实施方案中，所述结晶蒸发器各效中结晶剂投加量不同，结晶剂投加量与浓水中硫酸钙含量及蒸发温度有关。蒸发温度为80～90℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的5～7倍；蒸发温度为60～80℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的4～6倍；蒸发温度为40～60℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的2～4倍；蒸发温度小于40℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的1～3倍。
27、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
28、本专利技术将外加晶种(结晶剂)引入蒸发浓缩段，因硫酸钙诱导结晶析出，矿井水可实现高倍率浓缩，同时得到淡水可回用；并且本专利技术设置了结晶蒸发器中的关键控制参数要求，以及给出了结晶蒸发器内部晶种较佳引入方式。具体地，本专利技术对高矿化度矿井水进行浓缩脱盐时，有如下优势：(1)进水不需去除钙硬，简化了预处理工艺，减少了中和渣量，降低了预处理成本。(2)可以将高硬度高矿化度矿井水(矿化度3000-10000mg/l、总硬度>500mg/l)浓缩倍率提升至15倍以上。(3)较膜法浓缩缩短了工艺流程。(4)可以利用低品位废热驱动矿井水的浓缩淡化。(5)副产高纯硫酸钙产品盐。
29、因此，本专利技术使高矿化度矿井水在淡化浓缩的同时，结垢物质结晶，避免设备结垢，提高了浓缩倍率，缩短了工艺流程，产出了结晶盐产品。
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1.一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，其特征在于：还包括压滤单元，用于接收絮凝沉淀池固液分离得到的底流，并分离得到含镁中和渣。
3.根据权利要求1或2所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，其特征在于：所述絮凝沉淀池包括矿井水依次经过的快搅絮凝区、慢搅絮凝区和沉淀区；所述快搅絮凝区中加入混凝剂，所述慢搅絮凝区中加入絮凝剂，所述沉淀区用于实现固液分离。
4.一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：所述加入碱液使得调节池出水的pH大于10；和/或,所述加入酸液调节上清液溢流的pH为4～6。
6.根据权利要求5所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：还包括将絮凝沉淀池固液分离得到的底流输入压滤系统，并过滤得到含镁中和渣。
7.根据权利要求6所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：将压滤系统得到的上清
8.根据权利要求5所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：所述结晶蒸发器为低温结晶蒸发器；所述一次蒸汽为低品位蒸汽。
9.根据权利要求8所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：低品位蒸汽温度为80～90℃时，低温结晶蒸发器设置8～10效串联；低品位蒸汽温度为60～80℃时，设置4～8效串联；低品位蒸汽温度为40～60℃时，设置2～4效串联；低品位蒸汽温度低于40℃，设置单效。
10.根据权利要求4或9所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：所述结晶蒸发器各效中结晶剂投加量不同，蒸发温度为80～90℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的5～7倍；蒸发温度为60～80℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的4～6倍；蒸发温度为40～60℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的2～4倍；蒸发温度小于40℃时，结晶剂投加量为浓水中硫酸钙含量的1～3倍。
...【技术特征摘要】
1.一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，其特征在于：还包括压滤单元，用于接收絮凝沉淀池固液分离得到的底流，并分离得到含镁中和渣。
3.根据权利要求1或2所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的系统，其特征在于：所述絮凝沉淀池包括矿井水依次经过的快搅絮凝区、慢搅絮凝区和沉淀区；所述快搅絮凝区中加入混凝剂，所述慢搅絮凝区中加入絮凝剂，所述沉淀区用于实现固液分离。
4.一种高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：所述加入碱液使得调节池出水的ph大于10；和/或,所述加入酸液调节上清液溢流的ph为4～6。
6.根据权利要求5所述高矿化度矿井水浓缩淡化同步产盐的方法，其特征在于：还包括将絮凝沉淀池固液分离得到的底流输入压滤系统，并过滤得到含镁中和渣。
7.根据权利要求6所述高矿化...
【专利技术属性】
技术研发人员：王霄，李井峰，郭强，蒋斌斌，刘兆峰，唐佳伟，李杰，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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