硫酸钠冷冻结晶原理？

背景技术：

随着工业技术的发展，各行业产生的废水、废气、废物排放量也不断增加，由于环境标准日益严格，有些地区环境容量有限，工业废水零排放技术需求大量增加。工业废水经浓缩后形成氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时废水中还含有一定量的生物难降解的有机物；可以通过纳滤膜将氯化钠、硫酸钠和有机物进行分离，所得到的纳滤产水中主要含有氯化钠和少量小分子有机物；纳滤浓水中含有硫酸钠和大量的分子量相对较大的有机物。

对于纳滤浓水中的硫酸钠，可以通过冷冻结晶技术，使其从纳滤浓水中分离。冷冻结晶技术是通过冷冻的方法，使纳滤浓水降至一定温度，由于硫酸钠的溶解度对温度的灵敏性大，当降至合适的温度时，硫酸钠可以结晶析出，进而从纳滤浓水中分离出来。在具体实施过程中，分离出硫酸钠后的结晶母液，一部分会回流，与未进行冷冻结晶的纳滤浓水混合；另一部分则会外排。

由于纳滤浓水中可能会含一些溶解度随温度变化不明显的有机物，这些有机物在冷冻结晶过程中，会残留在结晶母液中；随着结晶母液的不断回流，与纳滤浓水混合，会使得待冷冻结晶的纳滤浓水中的有机物含量增加，当有机物的含量增加到一定程度时，其也会随着硫酸钠一起析出，最终影响硫酸钠冷冻结晶盐的纯度。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种硫酸钠冷冻结晶系统，用于解决由于结晶母液的回流，使得待冷冻结晶的纳滤浓水中的有机物含量增大，最终影响硫酸钠冷冻结晶盐的纯度的问题。具体技术方案如下：

1、一种硫酸钠冷冻结晶系统，包括:依次连接的原料罐、换热器、结晶罐及离心机，所述原料罐内设置有臭氧布气管；所述臭氧布气管与臭氧发生器相连。

在本实用新型的一些实施方式中，所述臭氧布气管置于所述原料罐内底部。

在本实用新型的一些实施方式中，所述原料罐顶部设置有臭氧出口；

所述臭氧出口与臭氧破坏装置相连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述原料罐的出水口通过管道与所述换热器的热流体入口连通；所述换热器的热流体出口通过管道与所述结晶罐的入口连通；所述结晶罐的出口与离心机的入口连通。

在本实用新型的一些实施方式中，在所述原料罐和所述换热器之间的管道上设置有第一泵；

在所述结晶罐和离心机之间的管道上设置有第二泵。

在本实用新型的一些实施方式中，还包括结晶母液循环管路；所述结晶母液循环管路的一端与所述原料罐连通，另一端与所述离心机连通，以使从离心机排出的部分结晶母液回流至所述原料罐中。

在本实用新型的一些实施方式中，在所述结晶母液循环管路上设置有第三泵。

在本实用新型的一些实施方式中，所述换热器为套管换热器。

本实用新型实施例提供的硫酸钠冷冻结晶系统，通过在原料罐中增加臭氧布气管，利用臭氧在低温的水体中的溶解度更大，利用臭氧的高效氧化能力，可以将原料罐中待冷冻结晶的纳滤浓水中的有机物进行氧化去除，解决了有机物影响硫酸钠冷冻结晶盐的纯度的问题。

另外，采用本实用新型提供的硫酸钠冷冻结晶系统，可以提高结晶母液的回流量。

当然，实施本实用新型的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种硫酸钠冷冻结晶系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型提供了一种硫酸钠冷冻结晶系统，其可以包括：依次连接的原料罐2、换热器4、结晶罐7及离心机9；

所述原料罐2内设置有臭氧布气管13；所述臭氧布气管13与臭氧发生器12相连。

在本实用新型的一些实施方式中，臭氧布气管13置于所述原料罐2内底部。

在本实用新型的一些实施方式中，原料罐2顶部设置有臭氧出口；所述臭氧出口与臭氧破坏装置14相连接。具体实施过程中，原料罐2为密封结构，原料罐2中未利用的臭氧，通过臭氧出口进入到臭氧破坏装置14中，进行无害化处理后，再外排。

在具体实施过程中，所述原料罐2的出水口通过管道与所述换热器4的热流体入口连通；所述换热器4的热流体出口通过管道与所述结晶罐7的入口连通；所述结晶罐7的出口与离心机9的入口连通。

在本实用新型的一些实施方式中，在所述原料罐2和所述换热器4之间的管道上设置有第一泵3；

在所述结晶罐7和离心机9之间的管道上设置有第二泵8。

在本实用新型的一些实施方式中，还包括结晶母液循环管路10；所述结晶母液循环管路10的一端与所述原料罐2连通，另一端与所述离心机9连通，以使从离心机9排出的部分结晶母液回流至所述原料罐2中。

具体实施过程中，离心机9具有液体排出口及固体排出口；经离心后，分离得到的硫酸钠晶体可以通过固体排出口排出；产生的晶结母液可以通过液体排出口排出离心机；所排出的晶结母液可以部分或全部的通过母液循环管路10回流至所述原料罐2中。未回流的晶结母液可以排出系统外。

在本实用新型的一些实施方式中，在所述结晶母液循环管路10上设置有第三泵11。

在本实用新型的一些实施方式中，所述换热器4为套管换热器。具体实施过程中，待冷冻结晶的硫酸钠溶液，例如纳滤浓水走管层，用于给硫酸钠溶液降温的冷媒(制冷剂)走壳程；冷媒从换热器4的冷流体入口进，从冷流体出口出。硫酸钠溶液从换热器4的热流体入口进，从热流体出口出。

在一些实施方式中，采用本实用新型提供的硫酸钠冷冻结晶系统的具体应用过程如下:

含有硫酸钠的纳滤浓水输送到原料罐2中，臭氧发生器12产生臭氧，经臭氧布气管13分布在原料罐2中，通过臭氧氧化作用，将纳滤浓水中的有机物氧化去除，没有利用的臭氧尾气通过臭氧尾气破坏装置14处理后，排放到大气中。经处理后的含硫酸钠的浓水通过第一泵3输送到换热器4中，纳滤浓水换热降温后温度达到2-5℃，然后进入结晶器7，在结晶器7中生成硫酸钠晶体，含有硫酸钠晶体的溶液通过第二泵8输送到离心机9中，通过离心分离，产生硫酸钠晶体，硫酸钠晶体的纯度可达95％以上，离心分离产生的结晶母液部分或全部地通过第三泵11回流至原料罐2中，循环处理。根据需要，可以定期可以将结晶母液外排。

需要说明的是，本实用新型的硫酸钠冷冻结晶系统，其所采用的装置部件，包括但不限于换热器、结晶罐、离心机及泵等，均可以采用现有技术来实现；本实用新型在此对各装置部件的结构不再进行限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。