氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料在地下洞穴生产盐水中的应用

技术领域

本发明涉及采用氨碱法生产纯碱过程中从盐水精制工艺得到废泥浆、从炉气清洗部分获得的废水、反渗透工艺废水冷却塔的深度排污、以及设备排出的任何类型的洗涤废水和蒸馏废料，在地下洞穴中生产盐水应用的评估。

本发明涉及氨碱法应用过程中产生的固态和液态废料的回收利用及其在盐水生产中的应用。

背景技术

盐水是决定氨碱法经济与否的重要原料之一。使用经济的方式获得盐水是计算纯碱生产成本的首要环节。

从文献中可知，在氨碱法中盐水的生产有两种方法：

a.溶浸开采法；

b.将固态盐溶解在槽或池中。

如果地下岩盐矿靠近碱厂(0-40km)，最经济、最环保的方法是通过地下溶浸开采法获得饱和盐水。在所述方法中，钻探一直进行到盐层底部。套管固结并提供密封。根据工程需要，采用两根活动管形成洞穴，生产饱和盐水。在形成洞穴的过程中，采用植物油或惰性气体(N

由于使用合成法生产纯碱的过程中产生固态和液态废料，世界上普遍要求采取环保措施。因此，环境保护项目影响了纯碱的生产成本，在合成方法以一种不利的方式实现。

氯化钙、未反应的盐、氨碱法反应后生成的碳酸钙、硫酸钙和氢氧化镁是在纯碱产业中导致环境污染的化学废料，而这些化学废料是该方法的最大问题之一。

在现有的系统中，由于氨碱法反应而产生的废料的储存或消除，导致该工艺产生巨大的成本开销。因此，鉴于上述问题的存在，需要对相关技术领域进行改进。

发明内容

本发明涉及采用氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料在地下洞穴盐水生产过程中的应用，为了消除上述缺点并为相关技术领域带来新的优势。

本发明的主要目的涉及在采用氨碱法生产过程中生成的包含液态和固态成分的液态废料的回收利用。

本发明的另一个目的是提供从包含液态和固态成分的液态废料中生产盐水的方法。

本发明的另一个目的是提供对采用氨碱法生产纯碱的过程中产生的由液态和固态成分组成的液态废料的评估。

本发明的另一个目的是提供特定量的盐水和纯碱的评估，它们是采用氨碱法生产纯碱过程中产生的废料。

为了实现上述目的，本发明涉及采用氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料在地下洞穴生产盐水中的应用。本发明提供了包括在纯碱生产过程中形成的液态和固态成分的液态废料的回收，以及掺有少量废料的纯碱和盐水的回收。

本发明涉及采用氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料的回收方法，包括以下工艺步骤：

i、来自应用氨碱法的生产工厂中的包括含有任何种类的油和杂质的液态和固态成分的液态废料，被送入废料罐并混合；

ⅱ、在步骤i中混合的包含液态和固态成分的液态废料被转移到地下洞穴中，用于获得盐水；

ⅲ、利用地下洞穴中包含有盐、液态和固态成分的液态废料发生反应而留下的油和杂质的密度差将盐水分解，并从地下洞穴中取出盐水。

依靠上述步骤，提供了采用氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料的回收方法，并且还提供了掺有少量废料的纯碱和盐水的回收方法。

在本发明的步骤i中，上述含有液态和固态成分的液态废料包括在生产纯碱过程中从盐水精制工艺中得到的废泥浆、从炉气清洗部分得到的废水、反渗透工艺废水冷却塔的深度污水、设备排出的任何类型的洗涤废水和蒸馏废料。

在本发明的步骤ⅰ)中，混合过程是在具有混合器的罐中实现的。通过这种方法，可以得到由氨碱法生产纯碱过程中获得的液态和固态成分组成的液态废料的均匀混合物。

在本发明的步骤ii中，包含上述的液态和固态成分的液态废料在泵和管道的帮助下被运送到地下洞穴中。

在本发明的步骤iii中，通过盐层中提供的Na

在本发明的步骤iii中，含有液态和固态成分的液态废料中存在的杂质与氨碱法生产工厂产生的废料中的石灰乳和纯碱反应，因此，由于密度差，上述杂质沉淀到地下洞穴的杂质部。通过这种方法，可从液态和固态废料中去除杂质。

在本发明的步骤iii中，存在于包含有液态和固态成分的液态废料中的油，由于密度差被用作地下洞穴的油部中的隔离材料。通过这种方法，包含油的存在于液态废料中的污物可以在盐穴中重复使用。

在本发明的步骤iii中，借助于通过将废料应用于地下洞穴而形成的压力，可以从管道中提取盐水。

附图说明

图1是当前系统的总体示意图。

图2是推荐系统的总体示意图。

附图标记列表：

1地下洞穴

10水输入端

20盐水输出端

30套管固结

40油输入端

50油部

60盐矿

70废料罐

71废料输入端

80杂质部

90运输管

具体实施方式

在本详细说明中，本发明涉及对采用氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料的评估，以用于地下洞穴1中的盐水生产，并以实施例加以说明，实施例只是为了更容易理解本发明，而没有任何限制作用。

包含液态和固态成分的液态废料于氨碱法的应用过程中生成，通常来源于以下的工艺部分。这些工艺部分是：

1、在氨碱法中使用的饱和盐水先通过氢氧化钙(以下将其称为石灰乳)而后使用纯碱精制。由此，盐水中钙(Ca)含量和镁(Mg)含量降低到了所期望的标准。该工艺在锥形汽提塔和精制槽中实现。

Ca

Mg

反应方程式1：降低盐水中钙、镁含量的工艺

通过将pH值增加到9以上，从盐中获得作为反应方程式1中产物的CaCO

通过排出泥浆的方式，大量纯净盐水随泥浆排出。因此，在精制过程中所用的盐水被作为废弃泥浆储存，其含量约为精制过程中所用的纯碱和石灰乳的10％到20％之间。

由于废弃泥浆的固态组分含量低于10％，对此采用了沉降器脱水或压滤脱水工艺。投向废水池的泥浆量约为纯净盐水的5％～10％，石灰乳、纯碱溶液和盐水的流失量很大。

2、在氨碱法中，每生产一吨产品需要3到3.5吨的中压蒸汽。由于该工艺的使用，只有50％的蒸汽量能够回收，所以生产1吨的产品大约需要准备1.5～2吨的锅炉水。在准备这种锅炉水时，大约25％至30％的纯化水从预精制系统和反渗透系统(以下将其简称为RO)提供给废料罐。废水中含有包括Ca

3、氨碱法中使用的二氧化碳气体，在石灰炉制得的体积浓度为40％到42％。使用压缩机吸收的气体从炉中输出的温度在100℃和150℃之间，并且离开炉的气体中还包含有石灰石粉末。在进入压缩机之前，必须将气体冷却(35℃-40℃)并将其从粉末中进行净化(分离)。石灰石粉末在气体中的含量必须降低到50mg/Nm

4、氨碱法中的主要反应是放热反应，其会产生大量的热量。为了冷却由于该热量而升温的系统，生产一吨产品大约需要使用15吨温度为20℃的新鲜水，并且冷却塔中水的用量大约为该新鲜水(也可称之为补充水)用量的6到8倍。由于冷却塔中冷却水的变化在6到8之间循环，这导致水的硬度值增加。如果塔的水出口没有进行深度排污，水的硬度值会持续增加，在冷却循环系统中会形成碎屑沉积且冷却效果不够充分。因此，在冷却塔基础上实现了连续排污。在实现排污的地方，硬水被提供给接收介质。来自这部分的废液被送至废料罐中。

5、在氨碱法中，生产单元(湿部、干部、石灰炉)、辅助设备(蒸汽发电、水-盐水精制、维护单元)和物流工厂(仓库、筒仓、包装单元)在维护期间和正常运行期间变的脏污(苏打粉、盐水、石灰石粉末，油等)。上述装置通过用水清洗的方式进行清洁。因清洗而产生的脏水通过厂区内存在的混凝土通道积聚在收集池中，并从这里排放到废料罐70。

6.在氨碱法中，每生产一吨来自蒸馏系统的产品，会产生8到10吨的液态废料。废料的一部分被排放到废料罐70，其中存在CaCl

由于氨碱法的应用而进入废水池70的废料中，有含有油和杂质的液态废料，以及从系统中以特定数量排放的含有盐、纯碱和蒸馏废料的固态废料。

在盐水生产中应用由液态和固态成分组成的液态废料，能够节省大量成本，这是因为氨碱法的成本降低了。

在本发明中，涉及在盐水生产中重新评估液态废料(包括液态和固态组分)的过程。在本发明中，通过地下洞穴1进行溶浸开采生产盐水。

如图1所示，当形成地下洞穴1时，在油部50中使用植物液态油或惰性气体作为隔离材料。水10通过盐水输入端进入地下洞穴1并且盐层溶解。当前技术状态下，在溶解过程中，在盐矿60中，中间层中的杂质(Ca、Mg、Si等)被带到洞穴底部，换句话说，它们被带到杂质部80中，盐水从洞穴1上部的透明饱和盐水输出端20中提取。饱和盐水含有钙和镁的化合物，其量相当于溶解度比例的量。这些盐水被送到工厂并进行精制。

本发明涉及一种采用氨碱法生产纯碱过程中得到的包含液态和固态成分的液态废料的回收方法，其工艺步骤如下：

ⅰ、液态废料被送入废料罐70并在此混合，这种液态废料来自应用氨碱法的生产工厂中并包括含有任何种类的油和杂质的液态和固态成分；

ⅱ、由在步骤i中混合的包含有液态和固态成分的液态废料被转移到地下洞穴1以用于制得盐水；

ⅲ、利用地下洞穴中盐与废料发生反应而留下的油和废料的密度差将盐水分解，并从地下洞穴1中取出盐水。

利用这种方法，能够回收纯碱生产过程中产生的含有液态和固态成分的液态废料，并回收掺入少量废料的纯碱和盐水。

如图2所示，包含来自应用氨碱法的任何种类的油和杂质所有的液体、包含纯碱和盐的液体、以及包含固态成分的液态废料，被排放到废料罐70中。在废料罐70中，将上述固态和液态废料混合。为了从包含有油的液态废料和储存在废料罐70中包含有固态成分的液态废料中生产盐水，通过泵和管道90将盐水转移到地下洞穴1中。由于污水中的油比盐水轻，所以它与地下洞穴1中存在的油部50混合。Mg(OH)

地下洞穴1的盐层60中有污垢。这些杂质如钙、镁、硅，并且上述杂质的量在盐层60总重量的10％到30％之间。

本质上，本发明涉及包括含有液态和固态成分的液态废料在地下洞穴1中实现的各种反应以生产盐水。生产过程中产生的蒸馏废料包含有大量的CaCl

本发明通过以下过程完成；

·来自生产系统的包含有液态和固态成分的液态废料被运送至废料罐70中。为了使废料罐70中的污垢均匀化，将污垢进行混合。由废料罐70中提供的包含有液态和固态成分的液态废料通过泵和管道90被转移到地下洞穴1中。在生产系统中制得并存在于蒸馏废料中的CaCl

Na

反应方程式2：硫酸钠中和工艺

·在采用氨碱法的生产工厂中，来自于包含有固态成分的液态废料中的石灰乳和纯碱，与地下洞穴1提供的盐水中存在的污垢结合起来，换言之，它们结合生成Ca和Mg杂质，并如反应方程式3所示将上述杂质沉淀至杂质部80中。

Ca

Mg

反应方程式3：盐水中存在杂质的沉淀工艺

·来自生产工厂且包含有杂质的废液与蒸馏废料反应，如反应方程式3所示，并以CaCO

在本发明推荐的系统中，在盐水生产中，对采用氨碱法生产纯碱过程中得到的废液、以及含有固态成分和部分盐的液态废料中的纯碱，进行了评估。

在本发明推荐的系统中，在盐层60中作为污物存在的Na

在本发明推荐的系统中，来自氨碱法的废油被用作油部50中的隔离材料。

在本发明推荐的系统中，废水中少量存在的Ca(OH)

在本发明推荐的系统中，根据地下洞穴1体积来供给地下洞穴1的水在几个月后从洞穴中提取。例如，如果在容量为50000m

本发明的保护范围不限于上述说明性公开。这是因为相关技术领域的技术人员在不偏离本发明的主要原理的情况下，可以根据上述公开明显地获得类似的实施例。