[发明专利]用于从废水、废盐和盐水中选择性回收盐的增强方法

说明书

一种用于处理包括钠离子、硫酸根离子和氯离子的废水或废盐水的方法。在一个实施方案中，将所述废盐水在盐水浓缩单元（24）中浓缩并且此后引导至芒硝结晶器（28），所述芒硝结晶器产生水合硫酸盐晶体和第一溶液（29）。将所述水合晶体在芒硝熔化器（30）熔化以形成水性硫酸盐溶液，将所述水性硫酸盐溶液引导至硫酸钠结晶器（32），所述硫酸钠结晶器产生硫酸钠盐晶体。将由所述芒硝结晶器（28）产生的所述第一溶液引导至纳米过滤装置（36），所述纳米过滤装置产生透过流和含有由所述纳米过滤装置（36）去除的硫酸根的废弃流（31）。将所述透过流引导至氯化钠结晶器（40），所述氯化钠结晶器产生氯化钠盐晶体。将所述废弃流（31）再循环至所述芒硝结晶器（28）。所述废盐水可由煤至化学品或煤至液体方法产生。

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119 (e)要求以下的优先权：2016年7月28日提交的美国临时专利申请，申请序列号62/367671和2017年7月26日提交的美国实用专利申请，申请序列号15/660136。这些申请以引用的方式整体并入本文。

发明领域

本发明涉及其中从废水、混合盐和盐水中回收硫酸盐和氯化物盐的方法。

背景

废水流往往含有可观量的各种盐。因为越来越多的国家正在通过法律来管控废水处置，处置污染的废水往往是困难或有问题的。此外，混合盐也往往在处置上受严格的法规管制。因此，为了简化废水处置，必需以有成本有效的方式选择性去除污染物。一些盐，诸如氯化钠和硫酸钠，如果可以相对高的纯度和以有成本有效的方式回收的话则具有价值。但挑战是同时满足这两个要求。

因此，需要通过去除硫酸根和氯离子并且同时产生具有相对高的纯度以使得它们能够出售的硫酸钠和氯化钠来处理含有硫酸根和氯离子的废物流和盐水的有效和有成本有效的方法。

发明内容

本发明的一个实施方案涉及用于从含有硫酸根和氯离子的废水或盐水流中分离硫酸盐并且回收高纯度氯化钠盐连同有价值的硫酸钠盐的方法。纳米过滤装置或其他膜分离装置操作性地与氯化钠盐结晶器和含水盐结晶器相关联。在一个实施方案中，引导至氯化钠盐结晶器的废水由纳米过滤装置过滤，所述纳米过滤装置位于氯化钠盐结晶器的上游并且去除硫酸根、有机物和其他选定污染物。这使得下游氯化钠结晶器能够产生高纯度氯化钠盐。将来自纳米过滤装置的废弃物，包括硫酸根、有机物和其他污染物循环至含水盐结晶器，所述含水盐结晶器产生水合硫酸盐，所述水合硫酸盐受进一步处理产生硫酸钠盐。

在盐回收方法内纳米过滤装置的使用除促进水合盐结晶以外还增强硫酸根消耗。此外，采用纳米过滤装置允许升高产生水合硫酸盐时的操作温度并同时仍实现所述方法中的高硫酸根废弃。纳米过滤装置允许潜在污染物和有机物循环至含水盐结晶器，所述含水盐结晶器对着色和纯度限制更不敏感。增强的硫酸根消耗允许氯化钠结晶器采用相对高的浓缩因数，这降低液体再循环速率和相关联的能量成本。引导至氯化钠结晶器的废水流中更低的硫酸根和污染物含量允许所述方法实现更高氯化物盐纯度而不需要使用再结晶单元。

在另一个实施方案中，本发明包括一种煤至化学品或煤至液体方法。在转化煤至化学品或煤至液体的方法中，产生废水流。所述废水流包括至少一种碱金属、硫酸根和氯离子。所述方法包括转化煤至化学品或液体并且产生废水流。预处理废水流并且可浓缩预处理的废水。在预处理废水流之后，所述方法要求将废水流分成第一流出物和第二流出物。另外，所述方法要求通过将第一流出物引导至纳米过滤装置并且过滤第一流出物以产生透过流和废弃流来从第一流出物中去除硫酸根，其中所述废弃流含有从第一流出物中去除的硫酸根。将透过流引导至氯化物结晶器，所述氯化物结晶器产生包含氯离子和至少一种碱金属的氯化物盐晶体。由纳米过滤装置产生的废弃流可与纳米过滤装置上游的废水流混合。将第二流出物引导至硫酸盐结晶器并且所述方法包括产生包含硫酸根和至少一种碱金属的硫酸盐晶体。