煤制气作为一种弥补天然气不足的新兴技术备受人们的关注,但它的发展一直受到环境污染问题的制约,其中煤制气浓盐水的处理问题成为煤化工废水“零排放”的瓶颈。煤制气浓盐水的处理通常采用直接蒸发结晶工艺或是自然蒸发技术,但是直接蒸发结晶技术面临结垢,能耗高,设备要求高的问题;自然蒸发技术则有着大量占用土地资源和环境隐患的问题。另外两个技术产生的结晶盐因含有重金属和有机物,均属于危险废弃物。处理危险废弃物的技术要求高且处理费用昂贵,给企业带来沉重的负担。本课题提出煤制气浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺,通过混凝沉淀预处理和超滤纳滤处理净化浓盐水中的杂质,蒸发结晶出浓盐水中有用成分,实现资源化利用。本文通过实验室的小试实验,分析研究混凝沉淀预处理对杂离子的去除效果,确定预处理药剂的投加量;通过IMSDesign软件模拟计算纳滤的处理效果;探讨了蒸发结晶中各离子的相互影响作用,确定析出氯化钠需要的温度及浓缩比;通过原盐洗涤的试验确定最佳固液比和结晶盐的最终纯度;最后将工艺与常规工艺进行技术和经济对比,分析煤制气浓盐水蒸发结晶制工业盐的优缺点。论文进行了混凝沉淀预处理试验,通过对浓盐水中杂离子的去除效果分析,确定氢氧化钙、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的投加量。试验结果表明煤制气浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺的化学沉淀预处理段的药剂最佳投加量:Ca(OH)2投加量为2.5g/L,PAC为20mg/L,PAM为1.5mg/L。此时对目标物质的去除率为:Ca2+的去除率为80.46%,Mg2+的去除率为95.28%,Mn2+的去除率为94.1%,F-的去除率可以达到55.06%,碳酸盐的去除率为66.20%,SO42-的去除率能达到44.61%。通过化学沉淀处理能够有效地去除浓盐水中的杂质离子,达到净化浓盐水减轻后续处理负荷的效果。论文对Na+—Cl-—SO42-水盐体系进行分析,发现当溶液中氯化钠浓度大于25%(300g/L),而硫酸钠浓度小于5%(55g/L)的条件下,溶液则处在氯化钠结晶区,溶液中只有氯化钠能被析出,从而将氯化钠和硫酸钠分离开。通过对浓盐水进行蒸发结晶实验可知随着温度的升高,氯化钠和硫酸钠的溶解度均在增加。为了让氯化钠和硫酸钠不会同步析出,更好地将两者分离,温度需要控制在70℃~95℃,此时氯化钠的饱和浓度大约在350g/L,而硫酸钠的饱和浓度大约在44g/L。经过计算,预估煤制气浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺中混凝沉淀预处理的单位成本是1.64元/t浓盐水,膜处理的成本是4元/t浓盐水,蒸发结晶的成本是44.8元/t,固废的处理费用是1.11元/t浓盐水,所以整套工艺单位成本为51.6元/t浓盐水。常规工艺如直接蒸发结晶工艺单位成本是327.08元/t浓盐水,自然蒸发工艺是278.23元/t浓盐水。与常规工艺相比,煤制气浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺在经济成本上占很大的优势。工艺具有较大经济优势的主要原因是工艺产生的是一般固体废物,而常规工艺产出的是危险废物,固废和危废的处理成本相差巨大。研究成果提出了一套完整的煤制气浓盐水处理工艺。煤制气浓盐水蒸发结晶制工业盐工艺具有能根据不同的水质组合不同工艺的灵活性,可以拓宽应用面的优点。最重要的优点是可分离结晶出工业盐,提取浓盐水中可利用物质,实现资源化回收利用并且未产生难以处理和处理费用昂贵的危险废物,能为煤化工企业带来很大的经济效益。