[发明专利]一种去除盐水中的硫酸钠的设备和方法

权利要求书

1.一种去除盐水中的硫酸钠的设备，其特征在于，包括膜浓缩系统和与所述膜浓缩系统相连接的常温结晶系统，所述膜浓缩系统为闭路循环的膜浓缩系统，所述常温结晶系统包括依次连接的缓冲罐、输送泵、换热器和常温结晶器；

所述去除盐水中的硫酸钠的设备被设置为：通过所述膜浓缩系统将含硫酸钠的盐水浓缩并分离出含过饱和硫酸钠的浓液，由所述膜浓缩系统排出的含过饱和硫酸钠的浓液进入所述缓冲罐以脱除晶格畸变剂，然后通过换热器升温至50～60℃，最后进入所述常温结晶器进行常温结晶，以分离结晶晶体；

所述闭路循环膜浓缩系统包括膜单元、循环泵、电磁三通阀、硫酸根浓度在线测定仪、增压泵和高压泵；其中，所述膜单元的一端与进液管连接，另一端分别与清液外排管和浓液管路连接；在所述进液管上依次设置有所述增压泵和所述高压泵；在所述浓液管路上，依次设置有所述硫酸根浓度在线测定仪、所述电磁三通阀和所述循环泵，所述膜单元、所述硫酸根浓度在线测定仪、所述电磁三通阀、所述循环泵构成闭路循环；

所述增压泵和所述高压泵之间设置有保安过滤器，经过所述保安过滤器的盐水通过所述高压泵输入膜单元中进行分离过滤和浓缩；

沿所述进液管中的进液的流动方向，所述高压泵的后面、所述膜单元的前面连接有进膜压力表；沿所述浓液管中的浓液的流动方向，所述循环泵的前面、所述电磁三通阀的后面连接有浓液压力表；所述进膜压力表、所述硫酸根浓度在线测定仪和所述电磁三通阀均与PLC控制系统连接，所述PLC控制系统能够根据所述硫酸根浓度在线测定仪的测定值调节所述高压泵的操作压力，操作压力不低于20bar。

2.根据权利要求1所述的去除盐水的硫酸钠的设备，其特征在于，所述电磁三通阀上连接有浓液外排管，所述浓液外排管与所述缓冲罐连接，所述电磁三通阀根据所述硫酸根浓度在线测定仪测得的浓液中的硫酸根的浓度确定开启方向：当测得浓液中的硫酸根浓度达到过饱和时，浓液通过所述电磁三通阀由所述浓液外排管排至所述缓冲罐；当测得浓液中的硫酸根浓度未达到过饱和时，含过饱和硫酸钠的浓液通过所述电磁三通阀和所述循环泵回到所述膜单元继续进行浓缩。

3.一种利用根据权利要求1-2中任意一项所述的设备去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、使含硫酸钠的盐水进入所述膜浓缩系统；

步骤二、所述含硫酸钠的盐水经过所述膜浓缩系统的过滤分离和浓缩，排出含过饱和硫酸钠的浓液；

步骤三、所述含过饱和硫酸钠的浓液进入所述缓冲罐脱除晶格畸变剂，然后由所述输送泵输送至所述换热器，通过所述换热器升温至50～60℃，最后进入所述常温结晶器进行常温结晶，分离出结晶晶体，即无水硫酸钠。

4.根据权利要求3所述的去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤一中，含硫酸钠的盐水由进液管依次经过增压泵、保安过滤器和高压泵，然后进入膜浓缩系统中的膜单元，由膜单元中的膜元件将含硫酸钠的盐水分离过滤和浓缩形成清液和浓液，清液经过清液外排管排至系统外，浓液进入浓液管路；进入浓液管路的浓液依次经过硫酸根浓度在线测定仪和电磁三通阀，当所述硫酸根浓度在线测定仪测得浓液中的硫酸根浓度未达到过饱和时，浓液通过所述电磁三通阀和所述循环泵回到所述膜单元继续进行浓缩。

5.根据权利要求4所述的去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤一中，控制含硫酸钠的盐水进入膜单元时的流速，使膜元件表面的流速大于0.07m/s且小于1m/s。

6.根据权利要求5所述的去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤二中，当所述硫酸根浓度在线测定仪测得浓液中的硫酸根浓度达到过饱和时，含过饱和硫酸钠的浓液通过所述电磁三通阀由所述浓液外排管排至所述缓冲罐外。

7.根据权利要求3所述的去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤二中，由所述膜浓缩系统排出的浓液中过饱和硫酸钠的过饱和度大于1。

8.根据权利要求3所述的去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤一中，进入所述膜浓缩系统的含硫酸钠的盐水中，硫酸钠的浓度大于10g/l；所述步骤二中，膜浓缩系统排放的硫酸钠的含量大于120g/l。

9.根据权利要求3所述的去除盐水中的硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤一中，在进液进入所述膜浓缩系统之前，通过晶格畸变剂添加系统在进液中添加8-14ppm晶格畸变剂。