回收废水中盐类化合物的系统以及方法

本申请涉及高盐废水零排放及资源化利用，尤其是涉及一种回收废水中盐类化合物的系统以及方法。

背景技术：

1、煤矿、煤化工、钢铁、水泥、化工等行业领域在处理烟气nox和sox的过程中，又会产生大量含na2so4、nacl、nano3等成分的废水，现有废水处置方法有烟道气喷雾干燥、脱硫废水引入除渣系统以及煤场喷洒等几种方式的，这属于污染物的转移。其实，这种高浓度工业含盐废水中的硫酸钠等可作为制碱行业的原料，零排放技术不仅回收淡水循环利用，还可回收这些有用成分。目前，脱硫废水资源化主要采用的分盐结晶方式为蒸发结晶和冷冻结晶方式。蒸发结晶一般采用外部蒸汽供热，而冷冻结晶一般只采用制冷机蒸发侧制冷。这两种方式耗费了大量的蒸汽和电等高品位能源，导致处理成本过高，运行费用高、占地面积大，严重影响了企业推动循环经济发展的积极性，所以如何降低能耗、低碳回收是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种回收废水中盐类化合物的系统以及方法，旨在解决上述至少一个技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种回收废水中盐类化合物的系统，包括：co2冷热联供系统，形成有热源和冷源；废水增湿去湿浓缩系统，包括增湿塔和去湿塔，所述热源加热所述增湿塔中的废水产生蒸汽并形成浓缩液，所述去湿塔冷凝所述蒸汽形成水；浓缩液冷冻结晶系统，接收所述浓缩液，所述冷源强制冷却所述浓缩液冷冻结晶系统中的浓缩液析出晶体。

3、在本发明的一些实施方式中，所述浓缩液冷冻结晶系统包括：冷冻结晶单元，形成有冷却液进口和冷却液出口以及浓缩液进口和浓缩液出口；与所述浓缩液出口依次连接有稠厚器、离心机和干燥机。

4、在本发明的一些实施方式中，所述离心机形成有母液出口，所述母液出口依次连接有母液罐和母液泵，所述母液泵另一端与所述浓缩液进口和/或所述废水增湿去湿浓缩系统连接。

5、在本发明的一些实施方式中，所述去湿塔内设有传热管，所述传热管形成有废水加注口和废水排出口，所述废水加注口与废水源和所述母液泵连接，所述废水排出口与所述增湿塔连接。

6、在本发明的一些实施方式中，所述干燥机形成有第一水出口，所述去湿塔下部形成有第二水出口，所述第一水出口和所述第二水出口共同连接有淡水泵。

7、在本发明的一些实施方式中，所述增湿塔下部设有补水口，所述淡水泵的出口与所述补水口连接。

8、在本发明的一些实施方式中，所述增湿塔内由上至下依次设有喷淋装置、填料和储液槽，所述喷淋装置与所述储液槽之间连接有循环泵，所述循环泵泵送所述储液槽中的废水经过所述热源换热后到达喷淋装置。

9、在本发明的一些实施方式中，所述增湿塔顶部形成排气口，所述排气口连通所述增湿塔和所述去湿塔。

10、在本发明的一些实施方式中，所述增湿塔位于所述填料和所述储液槽之间形成有空气入口，所述排气口安装有风机。

11、根据本发明的另一方面，提供一种回收废水中盐类化合物的方法，利用上述的回收废水中盐类化合物的系统对废水进行浓缩结晶并得到淡水，所述回收废水中盐类化合物的方法包括以下步骤：在增湿塔中准备废水；使用热源加热所述废水使废水蒸发而浓缩并产生蒸汽，废水浓缩至饱和得到浓缩液，蒸汽进入去湿塔冷凝为水；浓缩液冷冻结晶系统接收浓缩液，使用冷源强制冷却浓缩液冷冻结晶系统中的浓缩液至0-5℃，析出晶体。

12、本申请实施例提供了一种利用co2冷热联供系统(co2制冷系统)为硫酸钠溶液结晶过程提供热量和冷量的回收废水中盐类化合物的系统，具体为用co2制冷系统压缩机排出的高温高压co2加热硫酸钠原液，硫酸钠结晶使用co2制冷系统蒸发器供给的冷冻水，结合闭式增湿塔和去湿塔，提出了一种节能的回收废水中盐类化合物的方法，充分利用室外空气能对高温原液降温蒸发，实现自然降温、蒸发、浓缩；降温浓缩后的硫酸钠原液进入浓缩液冷冻结晶系统进行结晶分离，分离出高纯度十水na2so4结晶体，经干燥机得到高纯度na2so4固体；冷冻结晶母液大部分回流冷冻结晶单元，小部分与硫酸钠原液混合用于冷却溶液蒸发过程中的水蒸汽，凝结水用作冷却塔补水，其他供给除盐水或其他工艺环节使用；如此，实现了系统内冷热循环一体化，无需外供蒸汽和冷却水，达到了淡水、盐、热、冷的协同回收及资源化利用，大幅度降低了高盐废水处理成本，对于推动循环经济的发展具有优良的环保和经济效益。

13、与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

14、1.本发明耦合了制冷、增湿去湿、结晶三项关键技术，实现了系统内冷热循环一体化，无需外供蒸汽和冷却水，达到了淡水、盐、热、冷的协同回收及资源化利用，可大幅度降低高盐废水处理成本。

15、2.冷冻结晶系统的制冷机采用安全、经济和环保的“自然”制冷剂，制冷能力大，可以减小压缩机尺寸，系统高效紧凑，占地面积小。

技术特征：

1.一种回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述浓缩液冷冻结晶系统包括：

3.根据权利要求2所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述离心机形成有母液出口，所述母液出口依次连接有母液罐和母液泵，所述母液泵另一端与所述浓缩液进口和/或所述废水增湿去湿浓缩系统连接。

4.根据权利要求3所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述去湿塔内设有传热管，所述传热管形成有废水加注口和废水排出口，所述废水加注口与废水源和所述母液泵连接，所述废水排出口与所述增湿塔连接。

5.根据权利要求2所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述干燥机形成有第一水出口，所述去湿塔下部形成有第二水出口，所述第一水出口和所述第二水出口共同连接有淡水泵。

6.根据权利要求5所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述增湿塔下部设有补水口，所述淡水泵的出口与所述补水口连接。

7.根据权利要求1所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述增湿塔内由上至下依次设有喷淋装置、填料和储液槽，所述喷淋装置与所述储液槽之间连接有循环泵，所述循环泵泵送所述储液槽中的废水经过所述热源换热后到达喷淋装置。

8.根据权利要求7所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述增湿塔顶部形成排气口，所述排气口连通所述增湿塔和所述去湿塔。

9.根据权利要求8所述的回收废水中盐类化合物的系统，其特征在于，所述增湿塔位于所述填料和所述储液槽之间形成有空气入口，所述排气口安装有风机。

10.一种回收废水中盐类化合物的方法，利用权利要求1-9中任一所述的回收废水中盐类化合物的系统对废水进行浓缩结晶并得到淡水，其特征在于，所述回收废水中盐类化合物的方法包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及高盐废水零排放及资源化利用技术领域的一种回收废水中盐类化合物的系统以及方法，该回收废水中盐类化合物的系统包括CO<subgt;2</subgt;冷热联供系统、废水增湿去湿浓缩系统和浓缩液冷冻结晶系统。本发明耦合了制冷、增湿去湿、结晶三项关键技术，实现了系统内冷热循环一体化，无需外供蒸汽和冷却水，达到了淡水、盐、热、冷的协同回收及资源化利用，可大幅度降低高盐废水处理成本，并且采用安全、经济和环保的“自然”制冷剂，制冷能力大，系统高效紧凑，占地面积小，解决了目前的系统处理成本高、运行费用高、占地面积大的难题，大幅度降低了高盐废水处理成本，对于推动循环经济的发展具有优良的环保和经济效益。

技术研发人员：张信荣,齐春华,刘佳
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8