煤化工廢水中硫酸鈉-氯化鈉-硝酸鈉分離工藝研究

裴旭東，陳衛(wèi)紅，李朝恒

（中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心，河南洛陽 471003）

近年來，隨著煤化工的快速發(fā)展，水資源和水環(huán)境問題日益突出。傳統(tǒng)高濃度鹽水處理工藝單元產(chǎn)生無法資源化利用的結(jié)晶雜鹽，主要為氯化鈉、硫酸鈉以及少量硝酸鈉。環(huán)保部發(fā)布的《現(xiàn)代煤化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入條件（試行）》將其定性為危險(xiǎn)廢物〔1-2〕。但危廢處理的成本較高（約3 000元/t），一般企業(yè)難以承受，目前大部分研究主要針對硫酸鈉和氯化鈉的分離〔3-4〕，分離出的氯化鈉、硫酸鈉制成工業(yè)鹽或其他用途，從而實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的零排放及資源化應(yīng)用〔5〕。

本研究依據(jù)硫酸鈉、氯化鈉和硝酸鈉的溶解度曲線和 Na+//Cl-、SO42-－H2O 三元水鹽體系相圖〔6〕制定了詳細(xì)的分鹽結(jié)晶實(shí)驗(yàn)方案，通過對高鹽廢水中的雜鹽進(jìn)行分質(zhì)結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)了硫酸鈉、氯化鈉和硝酸鈉的分離，產(chǎn)品達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

某煤制油外排廢水，先進(jìn)行預(yù)處理（生物處理、氧化降COD、軟化過濾、反滲透等），將鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到15%以上，得到濃鹽水，其組成見表1。

表1 某煤制油廢水組成

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

硝酸鈉、硫酸鈉和氯化鈉均易溶于水，其溶解度隨溫度的變化曲線〔7〕見圖 1。

圖1 硝酸鈉、硫酸鈉和氯化鈉溶解度與溫度的關(guān)系曲線

由圖1可知，硝酸鈉的溶解度遠(yuǎn)高于硫酸鈉和氯化鈉，并且隨溫度的上升而顯著增加，而且硝酸鈉含量低，在蒸發(fā)過程中，先結(jié)晶的必然是硫酸鈉和氯化鈉，因此實(shí)驗(yàn)方案中先對硫酸鈉和氯化鈉進(jìn)行分離。……