【摘 要】
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随着我国工业化进程的推进，工业生产中产生的高盐废水排放问题日趋严重。高盐废水直接排放将导致江河水质矿化度提高，造成土壤、地表水、地下水污染，危及生态环境。本文针对盐酸
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随着我国工业化进程的推进，工业生产中产生的高盐废水排放问题日趋严重。高盐废水直接排放将导致江河水质矿化度提高，造成土壤、地表水、地下水污染，危及生态环境。本文针对盐酸苯肼生产过程排放的NaCl-CaCl2-H2O高盐废水，开展NaCl-CaCl2-H2O体系热力学研究，并在此基础上通过实验确定了最优的蒸发结晶分离工艺，随后通过实验分别研究了蒸发浓缩和蒸发结晶过程，得到了最优的工艺参数，并基于该参数得到了合格的氯化钠和氯化钙产品，实现了废水中氯化钙和氯化钠的资源化利用。 基于DFT理论建立了三元水盐体系溶解度预测模型，根据模型计算值和文献值对比，发现该模型可以较好的预测常见三元水盐体系溶解度。在此基础上，通过实验测定该体系氯化钠35℃、80℃、90℃和100℃的溶解度曲线，进一步验证了该模型的多温溶解度预测能力。 通过分析该体系的热力学和物性数据，提出了蒸发结晶和蒸发浓缩-盐析结晶分离方案，并通过实验验证了方案的可行性。经综合考虑设备成本、能耗及操作流程的复杂性，同时针对产品粒度对过滤性能的影响，最终选择蒸发结晶工艺作为推荐方案。 实验研究了废水蒸发浓缩和蒸发结晶过程。实验测定了蒸发过程中各组成沸点-饱和蒸汽压数据，并基于杜林规则和水的安托因公式，对组成-沸点-饱和蒸汽压数据进行模型化，获得了半经验的关联式。同时考察了搅拌桨型、搅拌速率和蒸发温度对结晶过程的影响。研究结果表明，强化轴向混合的螺旋桨有利于消除蒸发结晶过程中溶液局部过饱和度问题，有利于晶体生长，搅拌速率过低会造成溶液混合不均，搅拌速率过高易打碎晶体出现二次成核，均会使晶体粒径变小且粒径分布不均匀，同时在相同换热温度下，蒸发温度越低，溶液过热度越高，蒸发速率越快，从而出现爆发成核使晶体粒径较小。最优的工艺参数为采用螺旋桨、搅拌速率300rpm、蒸发温度100℃，将最优工艺参数应用于高盐废水，得到了合格的氯化钠和氯化钙产品。 基于实验研究结果并结合工业实际，设计了年处理量6万吨的废水结晶分离工艺，对整个过程进行了物料衡算、热量衡算和经济核算，同时对关键设备-降膜蒸发器和DTB结晶器进行了初步的设计计算，为后续工业生产设计提供一定的依据。
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