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《内蒙古大学》 2019年
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煤化工浓盐水中氯化钠和硫酸钠分离实验研究

王雄伟  
【摘要】:煤化工企业在生产中产生的浓盐水处置较难、处理成本高。煤化工浓盐水通常采用预处理、膜分离和热蒸发处理技术形成工艺组合,实现浓盐水的浓缩与蒸发结晶,浓盐水中的水资源得到回收,超浓水采用蒸发结晶的方式处理得到杂盐,最终实现废水的零排放。浓盐水蒸发结晶后,有机物和高含盐组分浓缩并固化,结晶固体主要成分是氯化钠、硫酸钠、硝酸钠以及部分有机物。目前,结晶杂盐还无法处理,也没有有效的利用途径,结晶盐后处理成本高,长期堆积易淋融造成二次污染。同时结晶杂盐中大量的氯化钠、硫酸钠不能够作为工业级盐分离出来实现资源化利用,存在资源浪费。如果从资源化利用和固废减量化的角度出发,将浓盐水中的氯化钠和硫酸钠分离出来,制成工业盐作为产品,可以彻底解决结晶盐的环保风险,真正实现煤化工浓盐水的零排放。本文通过超滤和纳滤组合工艺对煤化工企业的浓盐水进行现场试验研究,主要考察超滤膜去除COD、SiO_2,纳滤膜分离NaCl、Na_2SO_4溶液的效果,具体研究内容如下:在保证超滤膜在合理运行阻力范围和运行时间条件下,超滤膜的运行操作压力应控制在0.6MPa。浓盐水经过超滤膜后,浓缩倍数在20-40倍时膜通量显著下降,超滤的浓缩倍数不宜超过40倍,超滤产水的COD的含量小于500mg/L,溶液中COD平均总去除率≥48.37%;超滤产水的SiO_2的含量小于30mg/L,平均脱除率≥79.90%。通过纳滤膜分离浓盐水中的硫酸钠和氯化钠,要使两种产品都能满足工业产品标准要求,0.8MPa操作压力、6小时操作时间为最佳操作条件。超滤产水经过纳滤膜后,纳滤浓水中Na_2SO_4的含量随时间增加而逐渐增大,纳滤产水中NaCl含量随时间的增加先增大,然后保持平稳,后期开始下降。为保证纳滤产水NaCl的纯度和纳滤浓水中Na_2SO_4的纯度,纳滤的浓缩倍数不应超过6倍。分离后纳滤产水溶液中,NaCl占溶液中总TDS的96%以上,纳滤浓水中Na_2SO_4占溶液中总TDS的95%以上。试验研究表明,通过超滤和纳滤工艺组合分离煤化工浓盐水,氯化钠可以达到《GBT 5462-2015工业盐》工业湿盐优级标准,硫酸钠纯度可以达到《GBT6009-2014工业无水硫酸钠》Ⅲ类一等品标准,氯化钠总回收率≥80%,能够实现对氯化钠、硫酸钠的有效分离。
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TQ028.8

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