含硫酸钠工业废盐的提纯研究.pdf

名称实际值实际值与设计值对比能耗（kg 标油/t）消耗量能耗（kg 标油/t）循环水/（t/h)1672.403.511552.423.23-0.28电/（kWh）3248.4015.553479.1716.641.093.5 MPa 蒸汽/（t/h）6.4011.824.949.04-2.781.0 MPa 蒸汽/（t/h）-0.294-0.4700.6401.0101.480凝结水/（t/h）-12.906-1.4503.570-0.5700.880除氧水/（t/h）7.001.356.331.21-0.14燃料气/（kg/h）3746.0065.292716.1453.64-11.65净化风/（Nm3/h）700.000.63459.860.00-0.63氮气/（Nm3/h）119.000.37109.140.00-0.37合计96.6084.20-12.40设计值消耗量1冤在 0.8 MPa 反应压力下袁反应和再生系统各部分的差压分布合理袁催化剂逆差压输送稳定遥2冤C5+产 品 辛 烷 值 为 103尧 液 体 收 率 为86.70豫尧纯氢产率为 3.14%尧能耗为 84.2 kg 标油/t袁均达到设计指标遥3冤PS-VI 催化剂具有良好活性尧选择性和物化性能袁满足较高压力下逆流连续重整工艺的要求遥4冤半再生重整改造的逆流连续重整装置满负荷运行时袁操作平稳尧产品质量合格遥 该装置的成功运行袁为半再生重整装置的应用开拓了新思路遥第37卷第5期2023年9月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.5Sep.2023含硫酸钠工业废盐的提纯研究张研袁刘红雨袁肖远航（天津长芦汉沽盐场有限责任公司，天津 300480）摘要院 本文以某溴系阻燃剂废水车间排出的废盐为原料，该原料主要成分为硫酸钠盐，根据硫酸钠盐在不同温度下溶解度的差异，将该色度超标的废盐兑水溶解，过滤去除不溶物，之后将滤液进行降温结晶、离心分离，最终得到结晶盐。同时将含溴离子的离心母液排至提溴装置中进行溴素回收。将得到的结晶盐在相同条件下进行重结晶、分离提纯、干燥脱水，最终得到无色、纯度合格的硫酸钠盐产品。该车间废盐经过提纯变成了新的合格产品，同时也降低了废水中的含盐量。这样做既环保，又提高了企业的经济效益。关键词院工业废盐；溶解；重结晶；离心分离doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.05.034中图分类号院 TQ420.6文献标志码院 A文章编号院1008-1267(2023)05-0116-03收稿日期：2023-07-101工业废盐的现状1.1废盐的来源及特点工业废渣尧废盐主要来自于化工行业袁具有成分混杂尧有毒有害物质含量高尧环境危害大及处理成本高等特点1遥 当前袁国内工业领域特别是在精细化工领域袁大多企业在生产过程中会产生废盐遥 如溴系阻燃剂的生产会伴随产生含有各种有毒有害物的废盐2遥 废盐的囤积会对厂区环境造成一定危害3-4遥表 10连续重整装置能耗第 37 卷第 5 期1.2废盐处理技术目前袁 国内工业副产废盐的处理方式有三种院高温处理法尧洗盐法及制碱法5-6遥1冤高温处理法遥 将废盐投加到窑炉中进行高温煅烧袁 使其夹杂的有机杂质在高温下分解成气体袁通过尾气处理后排放遥但此方法的不足之处是大多无机盐在高温下易发生抱团结块袁 致使杂质去除不彻底袁大批量投加煅烧难以实现工业化遥2冤洗盐法遥 使用有机溶剂或碱性饱和盐溶液对废盐进行洗涤袁溶解废盐中所夹带的杂质遥 该方法只适用于有机杂质含量少且组成单一的副产废盐袁 但工业副产废盐杂质成分都比较混杂袁仅通过洗涤方式很难实现完全处置袁而且洗涤剂用量大袁难以循环使用袁容易造成二次污染遥3冤制纯碱法遥 将废盐配制成饱和盐溶液后袁在一定条件下通入二氧化碳尧氨气或直接加入固体碳铵袁反应一定时间后袁结晶析出固体碳酸氢钠袁洗涤后高温分解制得纯碱袁分离母液主要成分为氯化铵遥 该方法只适用氯化钠副产废盐袁反应收率低袁废盐中的杂质会对产品造成一定影响遥1.3废盐治理的必要性分析对于化工园区治理来说袁最重要的就是解决废盐排放问题遥 若是盐分过高会造成生物菌死亡袁生化系统很难正常运行袁通常要求外排水中盐的质量分数小于 5%遥 因此袁很多化工企业都有大量废盐在厂区或库房囤积7遥若废盐长期囤放袁会给厂区及周围环境造成一定程度的污染袁同时也给厂区附近的居民健康带来一定威胁遥 所以化工生产企业想要长久发展袁只有对厂区的废水尧废盐进行合理的工艺化处理及回收利用袁才能实现经济发展与环境发展和谐统一遥2废盐提纯研究1冤实验原料院废盐渊主要成分硫酸钠冤尧原水渊废水脱盐前冤尧纯水遥2冤实验设备仪器院烧杯尧高低温加热一体机尧玻璃反应釜尧电动机械搅拌器尧恒温水浴锅尧真空泵尧抽滤瓶尧小型离心机尧恒温干燥箱尧马弗炉尧分光光度计尧COD 测定仪遥3冤废盐成分分析院取一定量某化工厂车间的废盐袁进行干燥尧溶解尧过滤分析测定遥 检测结果院盐 80.1%尧 不溶物 3.7%尧 有机物 1.5%尧 水分10.1%尧其他可溶性杂质 4.6%遥通过检测盐溶液中溴离子的含量袁得出废盐中溴化钠质量分数约为17%袁由此得出废盐中硫酸钠质量分数逸60%遥4冤废盐提纯过程院废盐中盐分很高袁超过80%袁且盐分中的硫酸钠含量也很高遥根据硫酸钠盐在水中溶解度随温度先升高后降低的规律袁在40耀45 益时溶解度最高遥 根据这一特性袁将含有硫酸钠成分的废盐与原水按质量比 1颐4 投加至玻璃釜混合袁搅拌升温至 40耀45 益袁搅拌溶解 0.5 h袁盐分基本全部溶解袁再过滤除去物料中夹杂的不溶物渊该不溶物主要为有机杂质袁统一回收包装处理冤遥 然后将滤液重新投加至玻璃釜袁启动搅拌装置袁同时开启夹层冷却降温结晶袁待釜内物料温度降至 5耀10 益时袁 釜内料液中大部分结晶盐析出袁将釜内物料排放至离心机中袁进行固液分离袁将离心母液进行回收处理袁同时将带结晶水的结晶盐投加至玻璃釜中袁兑入一定量纯水遥 最后袁在相同条件下进行重结晶操作袁 直到结晶盐的色度尧COD 值达到合格标准后袁 将结晶盐进行干燥脱水袁得到产品硫酸钠盐渊重结晶过程中每次溶解尧降温结晶条件相同袁投加的结晶盐与纯水质量比为 2颐1袁采用高速离心分离袁离心母液根据溴含量高低进行提溴处理或循环套用冤遥3结果及分析3.1检测结果废水车间的废盐经过溶解尧过滤后得到初次滤液袁将初次滤液进行 2耀3 次结晶尧固液分离操作最终得到无色的结晶盐遥 现将每一次降温结晶尧固液分离后得到的结晶盐及其 20%的盐溶液进行相关测定袁具体结果如表 1 和表 2 所示遥在对每一次结晶盐测定的同时袁对相应的离心张研等：含硫酸钠工业废盐的提纯研究117天津化工2023 年 9 月母液也进行了相关测定袁具体测定结果如表 3 所示遥3.2结果分析与讨论3.2.1结晶盐测定分析从实验结晶盐水质测定结果来看袁 一般废盐在经过两次重结晶尧离心分离后袁得到的结晶盐溶解后呈无色透明状态袁其 COD 值小于 200 mg/L袁说明结晶盐色度已经达到合格标准袁只需将带有结晶水的结晶盐投加至干燥设备中袁干燥一段时间后袁脱去结晶水及自由水分袁即得到白色尧粉状的硫酸钠盐产品遥3.2.2母液测定分析及处理从几组母液测定结果来看袁第一次降温结晶母液溴含量最高袁但 COD 值及色度也相对较高袁不适合继续循环套用袁会对硫酸钠盐纯度及色度产生影响遥 可将该母液浓缩一定比例后袁加酸调其 pH 值为 2耀3袁进行板框过滤袁去除有机杂质袁将得到澄清酸性滤液用泵输送至吹溴车间提溴遥其他母液的溴含量偏低袁色度微黄袁COD 值较低可继续循环套用遥3.2.3不溶物分析及处理建议在废盐处理初期溶解尧过滤中会截留一定量的显色不溶物袁质量分数低于 4%袁经过干燥尧溶解尧过滤后袁发现大多不溶物未被溶解曰将该不溶物放置马弗炉中进行高温焙烧后袁发现坩埚内仅剩残余碳灰袁 说明不溶物中大部分为有机杂质遥该有机杂质无回收利用价值袁建议统一包装收集委外处理遥 若生产企业具备焚烧窑炉设备及尾气吸收净化装置袁可自行焙烧处理遥4结论1冤含硫酸钠成分的工业废盐经过 2耀3 次重结晶后袁结晶盐经过干燥脱水袁能够得到色度尧纯度合格的硫酸钠盐产品遥 2冤最初的离心母液经过浓缩尧加酸氧化过滤后袁大部分有机物被去除袁通过置换反应袁升温尧冷凝可以得到单质溴素曰其他母液色度尧杂质含量低尧盐含量低袁可作为溶剂继续循环套用遥3冤整个废盐提纯过程中袁所截留的显色不溶物主要为有机杂质袁经过高温焙烧尧尾气处理后袁大部分有毒有害物已去除袁少量残余碳灰可作为固废处理遥总之袁近几年来国内每年副产废盐能达到几百万吨袁若长期在厂区囤放袁废盐散发出的气味会污染大气遥 若选择填埋处理袁废盐中所夹带有害物质会渗透到土壤里袁破坏当地植被尧水源遥 若直接委外处理袁成本费用过高遥 因此袁企业只有根据自身厂区的废盐成分袁研究出独立的废盐处理工艺路线袁才能保护生态环境袁带来社会效益袁将废盐变为原料循环使用或无机盐产品对外销售袁为企业自身创造利润遥在该废盐提纯工艺中袁 充分利用车间现有设备单元袁主要溶剂原料是脱盐前的原料液和纯水袁溶解温度在 40耀50 益袁无须加入任何药剂袁生产成本低袁工艺简化尧节能尧安全袁在实际生产中容易实现遥参考文献：1傅立德,王厦.一种用于处理废盐的装置和工艺:上海,CN104310434AP.2015-01-28.2洪卫,刘勃,季华东,庄会栋,等.高含盐工业园区废水深度处理工程运行效果J.中国给水排水，2015,31(22)：87-89，94.3崔凤霞,李荣,陈玮娜.工业废水零排放技术进展J.环境科学导刊，2016,351(S1):135-139.4杨炳儒.氰化物废盐的中和去毒处理法J.机械工人，1988(4):36-37.5李书龙.基于高温热管的工业废盐综合处理装置:安徽 CN103627414AP.2014-03-12.6施立钦.工业废渣氯化钠的综合利用J.宁波职业技术学院学报，2005(2):87-89.7董志凯.当代中国盐业产销的变迁J.中国经济史研究，2006(3):11-19.结晶次数0123结晶盐干燥后色度棕色微黄色黄白色白色结晶盐干燥后纯度（硫酸钠质量分数）/%60.083.293.598.8结晶次数0123溶液色度6392697816溶液 COD 值/（mg/L）68903612398168表 1废盐结晶后的水质测定表 2结晶盐干燥后色度尧纯度测定结晶次数0123母液色度75031618220母液 COD 值/（mg/L）78602588466294母液溴质量浓度/（g/L）70.3527.0714.415.66表 3废盐结晶尧离心后母液的测定118