一、無機鹽生產(chǎn)領域
硫酸銨蒸發(fā)結晶
背景:在化工行業(yè)中,硫酸銨是一種重要的氮肥,也是許多工業(yè)過程的中間產(chǎn)物。在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含硫酸銨的廢水。
應用過程:廢水結晶蒸發(fā)器通過蒸發(fā)濃縮這些廢水,使其中的硫酸銨達到過飽和狀態(tài)。在特定的溫度、壓力和pH條件下,硫酸銨會形成結晶析出。例如,在一些復合肥生產(chǎn)企業(yè),將含有硫酸銨的廢水引入蒸發(fā)結晶系統(tǒng),通過多效蒸發(fā)技術,逐步提高溶液的濃度。先經(jīng)過預熱器預熱,然后進入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中,硫酸銨廢水被加熱至沸騰,水分不斷蒸發(fā),硫酸銨濃度逐漸升高。當濃度達到一定值時,開始結晶。這些結晶經(jīng)過分離、干燥等后續(xù)處理后,可作為高質(zhì)量的硫酸銨產(chǎn)品出售或者用于企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
氯化鈉蒸發(fā)結晶
背景:化工行業(yè)是氯化鈉(食鹽)的主要用戶之一,如氯堿工業(yè)、純堿工業(yè)等。這些工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含氯化鈉廢水,同時,一些化工反應后的廢液也含有氯化鈉。
應用細節(jié):對于含氯化鈉廢水的處理,廢水結晶蒸發(fā)器可以有效地回收氯化鈉。以氯堿工業(yè)為例,在電解食鹽水制取氫氧化鈉的過程中,會產(chǎn)生含有氯化鈉的堿性廢水。這些廢水首先經(jīng)過中和處理,調(diào)節(jié)pH值后進入蒸發(fā)結晶系統(tǒng)。在蒸發(fā)器中,通過蒸汽加熱,使廢水中的水分蒸發(fā),氯化鈉不斷濃縮。當濃度達到過飽和時,氯化鈉結晶析出。通過控制結晶條件,如溫度、攪拌速度等,可以得到粒度均勻的氯化鈉晶體。這些晶體經(jīng)過離心分離、洗滌和干燥后,可以作為工業(yè)用鹽或食用鹽的原料(如果符合食用鹽標準)。
二、金屬加工行業(yè)
重金屬回收
背景:在金屬冶煉、電鍍等行業(yè),會產(chǎn)生含有大量重金屬離子(如銅、鎳、鋅等)的廢水。這些重金屬離子不僅具有環(huán)境污染風險,而且也是有價值的資源。
應用原理:廢水結晶蒸發(fā)器可以用于回收這些重金屬。以電鍍廢水為例,其中含有鉻、鎳、銅等多種重金屬離子。首先通過化學沉淀等方法將重金屬離子轉(zhuǎn)化為其對應的氫氧化物沉淀。然后將沉淀物溶解在一定量的酸性溶液中,形成含有重金屬離子的溶液。將這些溶液引入蒸發(fā)結晶系統(tǒng),通過蒸發(fā)濃縮,使重金屬離子以硫酸鹽或氯化物等形式結晶析出。例如,對于含鎳廢水,經(jīng)過處理后可以得到硫酸鎳晶體。這些回收的重金屬晶體可以重新用于金屬冶煉或其他化工生產(chǎn)過程中,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
金屬表面處理廢液處理
背景:在金屬表面處理過程中,如磷化、鈍化等工藝,會產(chǎn)生含有金屬離子和磷酸鹽、硅酸鹽等成分的廢水。這些廢水直接排放會對環(huán)境造成嚴重污染。
應用方式:廢水結晶蒸發(fā)器可以對這些復雜的廢液進行處理。在處理含有鋅和磷酸鹽的鈍化廢液時,先將廢液進行預處理,去除其中的雜質(zhì)和懸浮物。然后通過蒸發(fā)結晶,使鋅離子和磷酸根離子結合形成磷酸鋅晶體析出。同時,對于廢液中的其他成分,也可以通過調(diào)整蒸發(fā)條件和添加適當?shù)幕瘜W藥劑,使其形成相應的晶體或沉淀,從而實現(xiàn)廢液的無害化和資源化處理。
三、化工有機合成領域
有機物結晶分離
背景:在化工有機合成過程中,會產(chǎn)生各種有機化合物的混合物,包括一些有價值但難以分離的產(chǎn)品。這些混合物的分離和純化是化工生產(chǎn)中的關鍵環(huán)節(jié)。
應用案例:以生產(chǎn)某種精細化學品為例,反應后的混合物中含有目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物。通過溶劑萃取等初步分離方法后,得到的提取物可能仍然是一個混合物。此時可以使用廢水結晶蒸發(fā)器,根據(jù)目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物在不同溫度、溶劑中的溶解度差異,選擇合適的溶劑和操作條件進行蒸發(fā)結晶。例如,對于一種有機酸和其酯類副產(chǎn)物的分離,可以選擇一種對有機酸溶解度隨溫度變化較大的溶劑。在蒸發(fā)過程中,隨著溶劑的減少和溫度的變化,有機酸先達到過飽和而結晶析出,從而實現(xiàn)與副產(chǎn)物的分離。這種分離方法可以提高目標產(chǎn)物的純度,滿足高質(zhì)量化工產(chǎn)品的要求。
