本發(fā)明涉及高鹽廢水處理領域，具體而言，涉及一種分離系統及鈉鹽和鉀鹽分離方法。

背景技術：

垃圾飛灰是指在垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化系統收集而得的殘余物，總量約為生活垃圾處理量的3～4％。目前利用水泥窯處置飛灰是一種有效的處置方法，但是飛灰中含有大量的氯、氧化鈉和氧化鉀等物質，它們對于水泥窯而言是有害物質，研究表明，對飛灰進行水洗可降低上述氯、氧化鈉和氧化鉀的危害。飛灰水洗產生的廢水是一個非常復雜的多組分高鹽廢水，其蒸發(fā)結晶遠比單組份無機鹽(如nacl、kcl)結晶過程復雜，結晶工藝也沒有nacl工藝那么成熟，必然需要經過一個逐步的摸索、調整和完善的自主研發(fā)過程。

現有飛灰水洗廢水中的鈉鹽的含量高于鉀鹽的含量，實際處理時采用蒸發(fā)結晶系統首先將含量高的鈉鹽結晶分離出來，然后不斷回流母液以富集鉀鹽，當鉀鹽達到飽和后才能析出，得到的是鈉鹽和鉀鹽的混鹽，并且沒有進行分離。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種分離系統，該分離系統能夠將溶液中的鈉鹽和鉀鹽析出，并得到相互分離的鈉鹽晶體和鉀鹽晶體。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種鈉鹽和鉀鹽分離方法，該分離方法采用了上述分離系統對含有鈉鹽和鉀鹽的廢水進行處理，能夠得到相互分離的鈉鹽晶體和鉀鹽晶體。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種分離系統，包括依次相連的結晶分離設備、保溫沉降設備、冷卻結晶設備和離心設備；

所述保溫沉降設備設有入料口、第一出料口和第二出料口，所述入料口和所述第一出料口均與所述結晶分離設備相連，所述第二出料口與所述冷卻結晶設備相連。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，所述冷卻結晶設備為內循環(huán)冷卻結晶器或外循環(huán)冷卻結晶器。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，所述冷卻結晶設備的冷卻劑的溫度為20-35℃，所述冷卻結晶設備內部料液的溫度為30-50℃。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，所述離心設備后連接有加熱設備，所述加熱設備還與所述結晶分離設備相連。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，所述冷卻結晶設備和所述離心設備之間還設置有增稠設備，所述增稠設備和所述離心設備還均與母液儲存設備相連。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，所述母液儲存設備還與加熱設備相連，所述加熱設備還與所述結晶分離設備相連。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，包括依次相連的結晶分離設備、保溫沉降設備、冷卻結晶設備、增稠設備、離心設備、母液儲存設備、淘洗設備和加熱設備；

所述保溫沉降設備設有入料口、第一出料口和第二出料口，所述入料口和所述第一出料口均與所述結晶分離設備相連，所述第二出料口與所述冷卻結晶設備相連；所述增稠設備還與所述母液儲存設備相連，所述加熱設備還與所述結晶分離設備相連。

第二方面，本發(fā)明提供了一種鈉鹽和鉀鹽分離方法，采用上述的分離系統對含有鈉鹽和鉀鹽的廢水進行處理，所述分離方法包括以下步驟：

(a)含有鈉鹽和鉀鹽的廢水流至所述結晶分離設備處進行鈉鹽的結晶分離得到鈉鹽晶體和鈉鹽母液；

(b)鈉鹽母液流至所述保溫沉降設備處得到鈉鹽晶漿和第一上清液，鈉鹽晶漿通過所述第一出料口返回到所述結晶分離設備處再次進行鈉鹽的結晶分離；

(c)第一上清液通過所述第二出料口流至所述冷卻結晶設備處進行冷卻結晶，最后經過所述離心設備的離心分離得到鉀鹽晶體。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，所述含有鈉鹽和鉀鹽的廢水中鈉鹽的含量高于鉀鹽的含量；

優(yōu)選地，所述含有鈉鹽和鉀鹽的廢水為垃圾飛灰水洗廢水。

作為進一步優(yōu)選地技術方案，第一上清液流至所述冷卻結晶設備處后還繼續(xù)流至增稠設備中得到鉀鹽晶漿和第二上清液，鉀鹽晶漿經過所述離心設備得到鉀鹽晶體和離心液；

第二上清液和離心液均流至所述母液儲存設備中，然后經由淘洗設備輸送至加熱設備處進行加熱升溫，最后流至所述結晶分離設備處進行循環(huán)析鹽。

本發(fā)明提供的分離系統及鈉鹽和鉀鹽分離方法，其有益效果為：

本發(fā)明提供的分離系統包括依次相連的結晶分離設備、保溫沉降設備、冷卻結晶設備和離心設備；含有鈉鹽和鉀鹽的溶液首先經過結晶分離設備得到鈉鹽晶體和鈉鹽母液，鈉鹽母液再流至保溫沉降設備處得到鈉鹽晶漿和第一上清液，鈉鹽晶漿通過保溫沉降設備的第一出料口返回到結晶分離設備處再次進行鈉鹽的結晶分離，第一上清液通過保溫沉降設備的第二出料口流至冷卻結晶設備處進行冷卻結晶，最后經過離心設備的離心分離得到鉀鹽晶體，并且得到的鈉鹽和鉀鹽的晶粒較大。

本發(fā)明提供的鈉鹽和鉀鹽分離方法采用了上述分離系統對含有鈉鹽和鉀鹽的廢水進行處理，該方法工藝步驟合理，能夠得到相互分離并且晶粒較大的鈉鹽晶體和鉀鹽晶體。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式中的技術方案，下面將對具體實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的實施例一的各設備的第一種連接方式的連接示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的實施例一的各設備的第二種連接方式的連接示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的實施例一的各設備的第三種連接方式的連接示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的實施例一的各設備的第四種連接方式的連接示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的實施例一的結構示意圖。

圖標：1-結晶分離設備；2-保溫沉降設備；201-入料口；202-第一出料口；203-第二出料口；3-冷卻結晶設備；4-離心設備；5-加熱設備；6-增稠設備；7-母液儲存設備；8-淘洗設備；9-鈉鹽漿桶；10-鈉鹽漿泵。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

如圖1所示，本實施例提供了一種分離系統，包括依次相連的結晶分離設備1、保溫沉降設備2、冷卻結晶設備3和離心設備4；

保溫沉降設備2設有入料口201、第一出料口202和第二出料口203，入料口201和第一出料口202均與結晶分離設備1相連，

第二出料口203與冷卻結晶設備3相連。

上述分離系統包括依次相連的結晶分離設備1、保溫沉降設備2、冷卻結晶設備3和離心設備4；含有鈉鹽和鉀鹽的溶液首先經過結晶分離設備1得到鈉鹽晶體和鈉鹽母液，鈉鹽母液再流至保溫沉降設備2處得到鈉鹽晶漿和第一上清液，鈉鹽晶漿通過保溫沉降設備2的第一出料口202返回到結晶分離設備1處再次進行鈉鹽的結晶分離，第一上清液通過保溫沉降設備2的第二出料口203流至冷卻結晶設備3處進行冷卻結晶，最后經過離心設備4的離心分離得到鉀鹽晶體，由于鉀鹽是在冷卻低溫的狀態(tài)下析出的，析出的晶粒較大。

同時，由于第一上清液是經冷卻結晶得到鉀鹽晶體的，不需回流至結晶分離設備1，因此結晶分離設備1中不會產生氯化鉀的富集，整個處理過程中不需要停車將鈉鹽晶體和鉀鹽晶體從混鹽中分離出來，保證了系統運行的連續(xù)性。

另外，現有的分離系統均未考慮到含有殘余鈉鹽的母液排放的問題，造成資源浪費，而本發(fā)明充分考慮到了這一點，保溫沉降設備2的入料口201和第一出料口202均與結晶分離設備1相連通，實現鈉鹽的充分析出，減少資源浪費，同時為后續(xù)析鉀工藝提供更純凈的鉀鹽溶液。

需要說明的是，本發(fā)明中的鈉鹽和鉀鹽分別指氯化鈉和氯化鉀。結晶分離設備1優(yōu)選為mvr(mechanicalvaporrecompression，機械式蒸汽再壓縮技術)蒸發(fā)器，實現高溫析鈉。在一種優(yōu)選地實施方式中，冷卻結晶設備3為內循環(huán)冷卻結晶器或外循環(huán)冷卻結晶器。內循環(huán)冷卻結晶器其冷卻劑與結晶器內的料液通過結晶器的夾套進行熱交換，其換熱面積即為結晶器的周壁的面積，該結晶器的結構簡單、靈巧，占地面積小。外循環(huán)冷卻結晶器的冷卻劑和結晶器內的料液通過結晶器外部的冷卻器進行熱交換，其換熱面積不受結晶器的限制，傳熱系數大，易實現連續(xù)操作。

在一種優(yōu)選地實施方式中，冷卻結晶設備3的冷卻劑的溫度為20-35℃，冷卻結晶設備3內部料液的溫度為30-50℃。當冷卻劑的溫度為20-35℃時，經過換熱能夠使冷卻結晶設備3內部料液的溫度達到35-50℃，在該溫度下氯化鉀的溶解度較低，容易達到飽和并析出鉀鹽晶體。

在本發(fā)明中，上述冷卻劑的溫度典型但非限制性的為：20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃。冷卻結晶設備內部料液的溫度典型但非限制性的為：30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃。

在一種優(yōu)選地實施方式中，如圖2所示，離心設備4后連接有加熱設備5，加熱設備5還與結晶分離設備1相連。為了實現循環(huán)析鹽，從離心設備4處流出的母液還經由加熱設備5的加熱升溫后返回至結晶分離設備1處，如此循環(huán)反復將溶液中的鈉鹽和鉀鹽全部析出。而從離心設備4處流出的母液溫度較低，為了保持結晶分離設備1內料液溫度的穩(wěn)定性以及加快析鹽速度，母液首先在加熱設備5處加熱到80-95℃，然后再流至結晶分離設備1處。

在一種優(yōu)選地實施方式中，如圖3所示，冷卻結晶設備3和離心設備4之間還設置有增稠設備6，增稠設備6和離心設備4還均與母液儲存設備7相連。經過冷卻結晶設備3得到的鉀鹽晶粒雖然比直接回流富集得到的鉀鹽晶粒大，但晶粒的大小仍然有上限，并不能繼續(xù)長大，本實施方式中增加的增稠設備6即能夠促進氯化鉀的濃縮和晶體長大，然后經過離心設備4的離心分離得到顆粒較大的鉀鹽晶體。經離心設備4離心得到的離心液以及從增稠設備6處得到的第二上清液均被輸送到母液儲存設備7中。

進一步地，母液儲存設備7還與加熱設備5相連，加熱設備5還與結晶分離設備1相連。

實際處理過程中，受溶解度的影響，離心液和第二上清液中均會有殘存的鈉鹽和鉀鹽，殘存的鈉鹽和鉀鹽無法經過前述設備析出鈉鹽晶體和鉀鹽晶體，如果將上述離心液和第二上清液直接排放入水體中，不但會增加水體內鹽含量，還造成了資源浪費，因此，儲存在母液儲存設備7中的離心液和第二上清液流至加熱設備5處進行升溫，然后再流至結晶分離設備1處繼續(xù)進行循環(huán)析鹽，如此循環(huán)反復將溶液中的鈉鹽和鉀鹽全部析出，經濟效益非常高。

在一種優(yōu)選地實施方式中，如圖4和圖5所示，包括依次相連的結晶分離設備1、保溫沉降設備2、冷卻結晶設備3、增稠設備6、離心設備4、母液儲存設備7、淘洗設備8和加熱設備5；

保溫沉降設備2設有入料口201、第一出料口202和第二出料口203，入料口201和第一出料口202均與結晶分離設備1相連，第二出料口203與冷卻結晶設備3相連；所述增稠設備6還與母液儲存設備7相連，加熱設備5還與結晶分離設備1相連。

本實施方式中，含有鈉鹽和鉀鹽的溶液首先進入結晶分離設備1中得到鈉鹽晶體和鈉鹽母液，鈉鹽母液再流至保溫沉降設備2處得到鈉鹽晶漿和第一上清液，鈉鹽晶漿通過保溫沉降設備2的第一出料口202返回到結晶分離設備1處再次進行鈉鹽的結晶分離，第一上清液通過保溫沉降設備2的第二出料口203流至冷卻結晶設備3處進行冷卻結晶，然后再流至增稠設備6處進行鉀鹽濃縮和晶體長大，最后經離心設備4的離心分離得到鉀鹽晶體；另外，經離心設備4離心得到的離心液以及從增稠設備6處得到的第二上清液均被輸送到母液儲存設備7中，經過淘洗設備8的淘洗輸送以及加熱設備5的加熱后流至結晶分離設備1處繼續(xù)進行循環(huán)析鹽，如此循環(huán)反復將溶液中的鈉鹽和鉀鹽全部析出。

優(yōu)選地，保溫沉降設備2與結晶分離設備1之間設有鈉鹽漿桶9和鈉鹽漿泵10，鈉鹽漿桶9與第一出料口202相連，鈉鹽漿泵10分別與鈉鹽漿桶9和結晶分離設備1相連。由第一出料口202流出的鈉鹽晶漿先被儲存在鈉鹽漿桶9中，然后經鈉鹽漿泵10泵送到結晶分離設備1處再次進行鈉鹽的結晶分離。

實施例二

本實施例提供了一種鈉鹽和鉀鹽分離方法，采用上述的分離系統對含有鈉鹽和鉀鹽的廢水進行處理，所述分離方法包括以下步驟：

(a)含有鈉鹽和鉀鹽的廢水流至上述結晶分離設備處進行鈉鹽的結晶分離得到鈉鹽晶體和鈉鹽母液；

(b)鈉鹽母液流至上述保溫沉降設備處得到鈉鹽晶漿和第一上清液，鈉鹽晶漿通過上述第一出料口返回到上述結晶分離設備處再次進行鈉鹽的結晶分離；

(c)第一上清液通過上述第二出料口流至上述冷卻結晶設備處進行冷卻結晶，最后經過上述離心設備的離心分離得到鉀鹽晶體。

本實施例的鈉鹽和鉀鹽分離方法采用了上述分離系統對含有鈉鹽和鉀鹽的廢水進行處理，并主要依照“高溫析鈉、低溫析鉀、母液循環(huán)”的基本原理進行處理提純，該方法工藝步驟合理，能夠得到相互分離并且顆粒較大的鈉鹽晶體和鉀鹽晶體。

在一種優(yōu)選地實施方式中，所述含有鈉鹽和鉀鹽的廢水中鈉鹽的含量高于鉀鹽的含量。

優(yōu)選地，所述含有鈉鹽和鉀鹽的廢水為垃圾飛灰水洗廢水。垃圾飛灰水洗廢水為高鹽廢水，其成分復雜，主要成分為氯化鈉和氯化鉀，此外還有碳酸鈉和氫氧化鉀等次要成分，該廢水直接排放不但污染環(huán)境還會造成資源浪費，現有的處理工藝僅能得到鈉鹽和鉀鹽的混鹽，而且晶體較小，實際處理過程中由于處理系統的不完善經常會有停車的現象，采用本發(fā)明提供的方法能夠有效解決上述問題。

在一種優(yōu)選地實施方式中，第一上清液流至上述冷卻結晶設備處后還繼續(xù)流至增稠設備中得到鉀鹽晶漿和第二上清液，鉀鹽晶漿經過上述離心設備得到鉀鹽晶體和離心液；第二上清液和離心液均流至上述母液儲存設備中，然后經由淘洗設備輸送至加熱設備處進行加熱升溫，最后流至上述結晶分離設備處進行循環(huán)析鹽。經過上述循環(huán)析鹽過程，能夠將廢水中的鈉鹽和鉀鹽全部析出，經濟效益高。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案。