三效蒸發(fā)器在高含鹽廢水處理中的應(yīng)用 　　

【格林大課堂】

三效蒸發(fā)器脫鹽法

 

　　蒸發(fā)是現(xiàn)代化工單元操作之一，即用加熱的方法使溶液中的部分溶劑汽化并去除，以提高溶液的濃度，或為溶質(zhì)析出創(chuàng)造條。三效蒸發(fā)器脫鹽法是利用濃縮 結(jié)晶系統(tǒng)將廢液中的無機鹽通過蒸發(fā)的方式加以去除的方法。三 效蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的三個蒸發(fā)器組成，低溫（90℃左右）加熱蒸氣被引入第一效，加熱其中的廢 液，產(chǎn)生的蒸氣被引入第二效作為加熱蒸氣，使第二效的廢液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)，這個過程一直重復(fù) 到最后一效。第一效凝水返回熱源處，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出，一份的蒸氣投入，可以蒸發(fā)出多 倍的水出來。同時，高鹽廢水經(jīng)過由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達到過飽和而結(jié)晶析出，由此實現(xiàn) 鹽分與廢水的固液分離。

　 　在含鹽廢水的處理過程中，含鹽廢水進入三效濃縮 結(jié)晶裝置，經(jīng)過三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過程，分離為淡化水（淡化水可能含有微量低沸點有機物）和濃縮晶 漿廢液；無機鹽和部分有機物可結(jié)晶分離出來，焚燒處理為無機鹽廢渣；不能結(jié)晶的有機物濃縮廢液可采用滾 筒蒸發(fā)器，形成固態(tài)廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產(chǎn)系統(tǒng)替代軟化水加以利用。

　　三效蒸發(fā)器脫鹽法具有技術(shù)成熟、可處理廢水范圍 廣、占地面積小、處理速度快、節(jié)能等優(yōu)點，隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來越多的高含鹽廢水需要處理，三效蒸 發(fā)器脫鹽法的應(yīng)用將越來越廣泛。

三效蒸發(fā)器

　　三效蒸發(fā)器可應(yīng)用于處理化工生產(chǎn)、食品加工廠、醫(yī)藥生產(chǎn)、石油和天然氣采集加工等企業(yè)在工藝生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5% ～25%（質(zhì)量百分比），COD濃度為2000～10,000ppm。

三效蒸發(fā)器組成及原理

　　三效蒸發(fā)器主要由相互串聯(lián)的三組蒸發(fā)器、冷凝 器、鹽分離器和輔助設(shè)備等組成（如圖所示）。 三 組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運行，組成三效蒸發(fā)器。整套蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進料、連續(xù)出料的生產(chǎn)方式。高 含鹽廢水首先進入一效強制循環(huán)結(jié)晶蒸發(fā)器，結(jié)晶蒸發(fā)器配有循環(huán)泵，將廢水打入蒸發(fā)換熱室，在蒸發(fā)換熱室內(nèi)，外接蒸氣液化產(chǎn)生汽化潛熱，對廢水進行加熱。由 于蒸發(fā)換熱室內(nèi)壓力較大，廢水在蒸發(fā)換熱室中在高于 正常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結(jié)晶蒸發(fā)室后，廢水的壓力迅速下降導(dǎo)致部分廢水閃蒸， 或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進入二效強制循環(huán)蒸發(fā)器作為動力蒸氣對二效蒸發(fā)器進行加熱，未蒸發(fā)廢水和 鹽分暫存在結(jié)晶蒸發(fā)室。一效、二效、三效強制循環(huán)蒸發(fā)器之間通過平衡管相通，在負壓的作用下，高含鹽廢 水由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷地被蒸發(fā)，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀 態(tài)時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發(fā)結(jié)晶室的下部的集鹽室。吸鹽泵不斷將含鹽的廢水送至旋渦鹽分離 器，在旋渦鹽分離器內(nèi)，固態(tài)的鹽被分離進入儲鹽池，分離后的廢水進入二效強制循環(huán)蒸發(fā)器加熱，整個過程 周而復(fù)始，實現(xiàn)水與鹽的最終分離。

　 　冷凝器連接有真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)抽掉蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi) 產(chǎn)生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發(fā)器保持負壓狀態(tài)，提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負壓的作用下，三效強制 循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產(chǎn)生的二次蒸氣自動進入冷凝器，在循環(huán)冷卻水的冷卻下，廢水產(chǎn)生的二次蒸氣迅速轉(zhuǎn)變 成冷凝水。冷凝水可采用連續(xù)出水的方式，回收至回用水池。

三效蒸發(fā)器應(yīng)用實例

 

處理對象及處理工藝

　　高含鹽廢水的主要成分為15%氯化鈉溶液，廢水pH 值為6～8，廢水COD為50,000ppm。處理量為3t/h。 根據(jù)高含鹽廢水的特性，工藝設(shè)計按照三效蒸發(fā)器進行設(shè)計，根據(jù)計算，確定的三效蒸發(fā)器的主要技術(shù)參 數(shù)如下：

　 　蒸發(fā)量Q=30 0 0kg / h（每小時蒸發(fā)水分30 0 0kg）； 實際蒸氣耗量Q=120 0kg/h（進氣壓力0.3～0.4MPa）； 一效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.03MPa；二效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.06MPa； 三效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.085MPa；循環(huán)冷卻水耗量Q=40t/h；冷凝冷卻面積A=240m2；機組總 功率P=25kW；機組占地面積為長10m×寬5m×高4m。根據(jù)工藝，充分考慮廢水對設(shè)備的腐蝕性，且本著 在滿足使用性的前提下盡量節(jié)約成本的原則，系統(tǒng)設(shè)備選材如下：

蒸發(fā)器本體選擇碳鋼重防腐，可耐120℃以內(nèi) 酸、堿、鹽溶液的腐蝕；加熱器選擇Ta1鈦管；冷凝冷卻器列管選用316L不銹鋼；出料螺桿泵選用 316L不銹鋼材質(zhì)；回收水罐及閃蒸罐選用碳鋼噴涂防腐涂料；工藝管道、管件、閥門選用316L不銹鋼 +PPR材質(zhì)；結(jié)晶罐選用碳鋼重防腐。

　　

 

處理結(jié)果及存在的問題

    高含鹽廢水經(jīng)三效蒸發(fā)器處理后，產(chǎn)生了結(jié)晶鹽、 有機物濃縮廢液和淡化水，結(jié)晶鹽和有機物濃縮廢液送到危險廢物處置中心集中焚燒處置，淡化水回用到生產(chǎn) 中進一步利用。

通過本系統(tǒng)的運行發(fā)現(xiàn)，盡管三效蒸 發(fā)器可以有效處理高含鹽廢水，但是還存 在一些問題需要進一步克服，主要表現(xiàn)在：

廢水處理成本高。由于被處理的 廢水多有腐蝕性，所以設(shè)備的選材需要考慮抗腐蝕性，成本較高。整套設(shè)備運行過程中腐蝕嚴重， 壽命短。在三效蒸發(fā)器的設(shè)計中，雖然盡量選用抗腐蝕的材料，但是并不能避免腐蝕，尚存在設(shè)備使用壽命較短的問題，需要及時更換。三效蒸發(fā)器處理高含鹽廢水需要大量的蒸氣，很多地方不具備條件。通過三效蒸發(fā)器處理后的高含鹽廢水還需要送人危險廢物處置中心做進一步處理。

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