Выпаривание солевого концентрата

Утилизация солевого концентрата в гидрометаллургии

Вакуум выпарная установка производительностью 36000 литров/сутки для утилизации солевого концентрата хлорида кальция (CaCl2). Гидрометаллургическое производство высокочистых металлических порошков хрома, вольфрама и молибдена. Передовые технологии очистки сточных вод и переработки растворов солянокислого выщелачивания.

Видео — двухступенчатая вакуум выпарная установка

На первой ступени вакуумного выпаривания солевого концентрата происходит упаривание в 36 раз с получением 1000 л/сут рассола хлорида кальция. На второй ступени выпаривания рассола под вакуумом происходит кристаллизация солей. Дистиллят возвращается в производство. Электропроводность дистиллята менее 20 мкСм/см. Реализована технология замкнутого водооборота.

Выпаривание концентрата обратного осмоса на ТЭЦ

В процессе водоподготовки питательной воды для котлов по ГОСТ Р 55682.12-2013 (Требования к качеству питательной и котельной воды) на финишной стадии химической водоочистки (ХВО) образуется обратноосмотический концентрат с солесодержанием 3-5 г/л. При этом основными солями являются соли жесткости 50-90% (CaSO₄, MgSO₄) в совокупности с карбонатами, гидрокарбонатами и хлоритами (Na₂CO₃, NaHCO₃, NaCl).

В регионах РФ с высокой минерализацией источников воды сброс солесодержащего концентрата в водные объекты сопровождается превышение норм ПДК по таким физико-химическим показателям как: общее солесодержание, общая жесткость, сульфаты и, соответственно, к значительному снижению качества артезианской либо речной воды. Плата за сверхлимитные сбросы сточных вод значительно возрастает, рентабельность эксплуатации ТЭЦ и ТЭС снижается. Кроме того, в районах с ухудшенным состоянием гидросферы Росприроднадзор и Федеральное агентство водных ресурсов значительно ужесточают ПДК по сбросу сточных вод, либо требуют перехода на полностью замкнутый цикл с отсутствие жидких отходов.

Развитие мембранных технологий водоподготовки и установок вакуумного выпаривания для утилизации солевых концентратов с получением кристаллических солей — товарного продукта. Позволяет значительно снизить плату за превышение ПДК по сбросу загрязняющих веществ, либо полностью уйти от платы по договору на временно согласованные нормы. Современные обратноосмотические установки с рабочим давлением 15 бар дают возможность значительно улучшить качество питательной и котельной воды, увеличить срок службы мембранных элементов обратного осмоса и в 2-2,5 раза сократить расход химреагентов, и соответственно снизить солесодержание концентрата. Иногда этого достаточно для уменьшения платы за сброс солесодержащих сточных вод до рентабельных показателей.

Абсолютные лидеры сегодня это — мембранное обессоливание воды утилизация солевого концентрата обратного осмоса на вакуум-выпарных установках. Комбинирование данных технологических решений позволяет производить водоподготовку для ТЭЦ котельной воды со сбросом в водные объекты очищенной воды по составу даже чище, чем поступающей на водоснабжение станций ХВО из природного источника воды. Либо, есть Росприроднадзор и Федеральное агентство водных ресурсов требуют отсутствия жидких сбросов и выбросов — выпарить под вакуумом солевой концентрат.

Группа компаний «Транснациональный Экологический Проект осуществляет утилизацию солевого концентрата в два этапа. На первом этапе обратноосмотический концентрат со станции водоподготовки ТЭЦ подается на вход установки высоконапорного обратного осмоса (P = 41-60 бар) нашей собственной конструкции со специально подобранными мембранами SUEZ (GE Osmonics), где происходит получение солевого концентрата с общим солесодержанием не менее 55 г/л, соответственно расход сточных вод снижается в 10-18 раз и более. Фильтрат высоконапорной ОО установки поступает под остаточным давлением в производственный цикл.

На втором этапе солесодержащий концентрат высоконапорного обратного осмоса через промежуточную емкость поступает на вакуум-выпарную установку с получением смеси кристаллических солей CaSO₄ и CaCO₃ (c примесью 5-10% NaCl). Дистиллят возвращается в производство. Сухие соли, полученные в виде кристаллического вещества, могут складироваться и далее поступать в продажу в качестве товарного продукта.

Установка высоконапорного обратного осмоса для концентрирования солесодержащих вод работает в режиме тангенциальной фильтрации, включает в себя дополнительный циркуляционным насос для максимального предотвращения зарастание мембранных элементов отложениями взвешенных веществ (в том числе карбонатов солей жесткости) на сетках турбулизаторах обратноосмотических мембран. Мембранные элементы, используемые в системе сделаны в соответствии с гигиеническими стандартами FDA и сконструированы специально для упрощения процессов CIP-мойки. Основой мембраны является полипропиленовая подложка, устойчивая к особо агрессивным компонентам (щелочи, кислоты, температура). Подложка ОО мембраны покрыта селективным слоем из полиакрилонитрила, что гарантирует долгосрочную работу мембранного элемента и при утилизации солевого концентра. Сетка турбулизатор имеет увеличенное сечение плетения 50 mil, что способствует легкому прохождению взвешенных частиц между слоями рулонного обратноосмотического элемента.

Эксплуатация вакуумных выпаривателей требует определенного энергопотребления 100-200 Вт*ч/литр получаемого дистиллята, которое можно снизить на порядок, применив конструкцию выпарного аппарата с теплообменником, и использовав греющий пар с ТЭЦ и охлаждающую воду со станции водоподготовки (перепад температур составит +10…+15°C). На 1 тонну обратноосмотического концентрата, потребуется 0,005 – 0,01 тонны пара.