一種利用蒸氨廢液太陽池制備高純氯化鈣的方法
【專利說明】
[0001]一、
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及無機鹽技術(shù)領域，氨堿法純堿生產(chǎn)排放廢液的資源化利用技術(shù)。
[0002]二、
【背景技術(shù)】
純堿學名碳酸鈉(Na2CO3),是產(chǎn)量大、用途廣的基礎化工產(chǎn)品，國內(nèi)純堿生產(chǎn)工藝有氨堿法、聯(lián)堿法和天然堿法三種，其中，氨堿法是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、單位產(chǎn)能投資少的優(yōu)點，是目前中國的主要生產(chǎn)方法之一、占純堿總產(chǎn)能的46%，氨堿法工藝的最大弊端就是產(chǎn)生大量的蒸氨廢液、環(huán)境污染嚴重，每生產(chǎn)I噸純堿，就會產(chǎn)生約1m3的廢液。
[0003]蒸氨廢液是氨堿法生產(chǎn)純堿過程中，為了分解NH4C1、使氨循環(huán)利用，在系統(tǒng)中加入石灰乳[Ca(OH)2]進行蒸氨，此過程中從蒸餾塔底部排出的溶液。蒸氨廢液中的pH值、含鹽量、氯含量、溫度等都不符合環(huán)境保護的要求，直接排放會造成環(huán)境污染，目前國內(nèi)外純堿企業(yè)對蒸氨廢水的處理主要有兩大類方法:
(I)設置廢液排放庫進行存放，或?qū)⒄舭睆U液進行澄清后、清液排向江河海洋，廢渣進行填埋、荒野堆置等，這種方法既浪費資源、又污染環(huán)境，但蒸氨廢液中的主要成分氯化鈉、氯化鈣，回收成本高，市場價格不高，用途及用量有限，因此大多數(shù)企業(yè)仍采用這種方法。
[0004](2)回收氯化鈣、氯化鈉等有用組分，主要采用的工藝路線為:蒸氨廢液一澄清一一效蒸發(fā)器一二效蒸發(fā)器一升膜蒸發(fā)器一降膜蒸發(fā)器一貯槽一制片機一干燥機一冷卻機—無水氯化鈣，加工過程中需要蒸發(fā)86%-90%的水分，每噸耗費標準煤約1.4噸，折合干燥成本每噸達1100元以上，難以孕育發(fā)生良好的經(jīng)濟效益，因而采用這種方法的廠家還是少數(shù)。
[0005]三、

【發(fā)明內(nèi)容】

目前國內(nèi)外純堿蒸氨廢液主要的綜合利用方法是通過蒸發(fā)濃縮，回收其中含量較高的有用成分，存在的主要問題是能耗高、產(chǎn)品為工業(yè)級氯化鈉和氯化鈣、純度低、市場價格不高，本發(fā)明針對上述問題采用太陽池技術(shù)降低生產(chǎn)過程能耗，采用固體吸附劑吸附法分離去除雜質(zhì)的方法提高產(chǎn)品純度，提供一種具有儲能和除雜功能的蒸氨廢液太陽池構(gòu)建方法，以及利用該太陽池制備高純氯化鈣的方法，具體技術(shù)方案包括如下制備步驟:
第一步:澄清，取一定量氨堿廠排出的蒸氨廢液放入澄清桶中進行澄清，分離出水不溶物和雜質(zhì)，澄清至上層清液濁度小于5 NTU，備用；
第二步:濃縮，取部分第一步澄清的上清液放入蒸發(fā)池中進行蒸發(fā)，濃縮至22?29°Be丨，備用;
第三步:分離，向第二步濃縮后的蒸氨廢液中加入適量的氫氧化鈣以除去鎂及鐵、鉛、銅等重金屬離子，并進行澄清分離結(jié)晶析出的氫氧化鎂、硫酸鈣、碳酸鈣等水不溶物，加入適量聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、十二水硫酸鋁鉀的一種或多種絮凝劑，增加沉降速度和效果，澄清至上層清液濁度小于5 NTU，備用；
第四步:蒸發(fā)，取部分第三步得到澄清液，濃度為22?29°Β^的蒸氨廢液放入蒸發(fā)池中進行蒸發(fā)，濃縮至36?^0Be1，并再次進行澄清分離結(jié)晶析出的氯化鈉，澄清至上層清液濁度小于10NTU，備用； 第五步:太陽池建造，選取一個長1.0O m、寬0.60 m、深0.55 m的長方體蒸發(fā)池作為蒸氨廢液太陽池，外加保溫層，池底放置一層重量為2kg的固體吸附劑，固體吸附劑為活性炭、斜發(fā)沸石、絲光沸石、13X沸石、ZSM-5中的一種；
第六步:分層水平灌注太陽池，取第四步蒸發(fā)得到澄清蒸氨廢液0.06?0.08m3，濃度為36?40°Be 1，水平灌注在下對流層；取第三步分離得到澄清液0.18?0.21m3，濃度為22?29°Be 1，水平灌注在鹽梯度層，上對流層灌注0.05?0.07m3淡水或澄清至濁度小于5NTU原始蒸氨廢液；
第七步:太陽池內(nèi)層位分布控制，太陽池運行穩(wěn)定時，上對流層的厚度占太陽池總深度的15?20%、濃度為O?20°Be 1，鹽梯度層厚度占太陽池總深度的60?65%，濃度為20?30°Be 1，下對流層的厚度占太陽池總深度的20?25%、濃度為30?37°Be 1 ；
第八步:觀測，太陽池運行中定期檢測各層溶液的濃度和溫度，當因水分蒸發(fā)上對流層減薄時，補充適量的淡水或澄清至濁度小于5 NTU原始蒸氨廢液，保持太陽池穩(wěn)定運行；第九步:運行，在日平均氣溫15°C，相對濕度20%自然條件下運行太陽池，白天光照、夜間關閉，達到穩(wěn)定時，下對流層溶液濃度為35?37°Be 1，溫度40?45°C ;
第十步:進一步蒸發(fā)濃縮，將太陽池底部濃度為35?37°Be 1，溫度為40?45°C的蒸氨廢液取出放入蒸發(fā)器進行加熱蒸發(fā)，濃縮至42?44°Β^，備用；
第十一步:結(jié)晶、沉降分離，將第十步蒸發(fā)濃縮得到的蒸氨廢液放入沉降池，自然冷卻至30?35°C進行氯化鈉的析出結(jié)晶、沉降分離，澄清液備用；
第十二步:進一步蒸發(fā)濃縮至蒸干，將第十一步結(jié)晶、沉降分離得到澄清液取出放入蒸發(fā)器中進行加熱蒸發(fā)先得到二水氯化鈣，然后將二水氯化鈣在260?30(TC干燥得到符合食品添加劑標準(GB22214-2008)的氯化鈣產(chǎn)品，其中氯化鈣多93.0%，游離堿[Ca(OH)2] ( 0.25%，鎂及堿金屬彡 5.0%，重金屬(以 Pb 計)(0.002%，鉛(Pb) ( 0.0005%，砷(As) ( 0.0003%，氟(F) ( 0.004%ο
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明利用純堿蒸氨廢液構(gòu)建太陽池，不但可以節(jié)省大量的鹽資源和水資源，而且將聚集的太陽能用于蒸氨廢液的綜合利用，降低氯化鈉、氯化鈣回收過程的能耗，研宄探索出了蒸氨廢液太陽池的構(gòu)建方法和運行規(guī)律，發(fā)明了一種在底部加多孔狀的固體吸附劑，既能優(yōu)化太陽池儲熱性能，又能吸附去除鎂、鐵、鉛等雜質(zhì)的蒸氨廢液太陽池，將太陽池下對流層濃度和溫度較高的溶液取出進一步蒸發(fā)，濃縮至一定濃度，使氯化鈉充分結(jié)晶析出，沉降分離，最終蒸發(fā)濃縮上清液制得符合食品添加劑標準的氯化鈣，發(fā)明的技術(shù)與傳統(tǒng)純堿蒸氨廢液的資源化利用方法相比較，具有能耗低、產(chǎn)品氯化鈣純度高的特點。
[0007]四、
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明實施例1的工藝流程示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明實施例2的工藝流程示意圖。
[0010]圖4為本發(fā)明實施例3的工藝流程示意圖。
[0011]五、
【具體實施方式】
實施例1:一種利用蒸氨廢液太陽池制備高純氯化鈣的方法，具體技術(shù)方案包括如下制備步驟: 第一步:澄清，取氨堿廠排出的蒸氨廢液944.63kg放入澄清桶中進行澄清，分離出水不溶物和雜質(zhì)28.34kg，澄清至上層清液濁度小于5 NTU，備用；
第二步:濃縮，取第一步澄清的上清液916.29kg放入蒸發(fā)池中進行蒸發(fā)，蒸發(fā)水分463.64kg，濃縮至 29°Be 1，備用；
第三步:分離，向第二步濃縮后的蒸氨廢液中加1.58kg的氫氧化鈣以除去鎂及鐵、鉛、銅等重金屬離子，并進行澄清分離結(jié)晶析出的氫氧化鎂、硫酸鈣、碳酸鈣等固體1.93kg，加聚丙烯酰胺絮凝劑0.89kg增加沉降速度和效果，澄清至上層清液濁度小于5 NTU，備用；第四步:蒸發(fā)，取第三步得到澄清液，濃度為29°Be 1的蒸氨廢液227.92kg放入蒸發(fā)池中進行蒸發(fā)，蒸發(fā)水量為91.57kg，濃縮至40°Be 1，并再次進行澄清分離結(jié)晶析出的氯化鈉46.80kg，澄清至上層清液濁度小于10NTU，得到澄清液89.55kg，備用；
第五步:太陽池建造，選取一個長1.00 m、寬0.60 m、深0.55 m的長方體蒸發(fā)池作為蒸氨廢液太陽池，外加保溫層，池底放置一層重量為2kg的固體吸附劑，固體吸附劑為活性炭;
第六步:分層水平灌注太陽池，取第四步蒸發(fā)得到澄清液蒸氨廢液89.55kg，濃度為40°Be 1，水平灌注在下對流層；取第三步分離得到澄清液225.27kg，濃度為29°Be 1，水平灌注在鹽梯度層，上對流層灌注淡水60kg ;
第七步:太陽池內(nèi)層位分布控制，太陽池運行穩(wěn)定時，上對流層的厚度為10cm、濃度為3°Be'，鹽梯度層厚度31cm，濃度為26°Be 1，下對流層的厚度為10cm、濃度為37°Be 1 ；
第八步:觀測，太陽池運行中定期檢測各層溶液的濃度和溫度，當因水分蒸發(fā)上對流層減薄時，補充適量的淡水或澄清至濁度小于5 NTU原始蒸氨廢液，保持太陽池穩(wěn)定運行；第九步:運行，在日平均氣溫15°C，相對濕度20%自然條件下運行太陽池，白天光照、夜間關閉，達到穩(wěn)定時，下對流層溶液濃度為37°Be 1，溫度45°C ；
第十步:進一步蒸發(fā)濃縮，將太陽池底部濃度為37°8^，溫度為45°C的蒸氨廢液取出80.68kg放入蒸發(fā)器中進行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)水分12.82kg，濃縮至42°Be 1，得到蒸氨廢液67.86kg 備用；
第十一步:結(jié)晶、沉降分離，將第十步進一步蒸發(fā)濃縮的蒸氨廢液放入沉降池，自然冷卻至30°C進行氯化鈉的析出結(jié)晶、沉降分離，氯化鈉的析出結(jié)晶量為1.01kg，得到澄清液66.85kg 備用；
第十二步:進一步蒸發(fā)濃縮至蒸干，將第十一步結(jié)晶、沉降分離得到澄清液66.85kg取出放入蒸發(fā)器中進行加熱蒸發(fā)，并在260?300°C干燥，蒸發(fā)水分39.56kg，得到27.29kg符合食品添加劑標準(GB22214-2008)的氯化鈣產(chǎn)品，其中氯化鈣94.33%，游離堿[Ca(OH)2]
0.15%，鎂及堿金屬 4.74%，重金屬(以 Pb 計)< 0.002%，鉛(Pb) < 0.0005%，砷(As)(0.0003%，氟(F) ( 0.004%ο實施例1的物料平衡見圖2。
[0012]實施例2:—種利用蒸氨廢液太陽池制備高純氯化鈣的方法，具體技術(shù)方案包括如下制備步驟:
第一步:澄清，取氨堿廠排出的蒸氨廢液1006.48kg放入澄清桶中進行澄清，分離出水不溶物和雜質(zhì)30.91kg，澄清至上層清液濁度小于5 NTU，備用；
第二步:濃縮，取第一步澄清的上清液916.29kg放入蒸發(fā)池中進行蒸發(fā)，