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五效蒸发在废水处理中的应用

五效蒸发在废水处理中的应用

  • 分类:行业信息
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  • 发布时间:2012-07-19
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【概要描述】废水作为每个化工厂必存的污染源,在十二五科技发展规划里,明确了化工领域和建筑领域的节能减排是十二五科技发展的重点。所以如何做好化工厂废水的处理,减少废水排放,成为了各厂研究的重点。我单位对各种无机废水做了深入研究,就其不同的组分采用不同的蒸发形式,我们为某企业设计的五效顺流蒸发系统对含有氯化钠,碳酸钙等杂质的废水进行处理,蒸发后的冷凝水回用,蒸发出来的盐做其他用途,基本做到零排放,杜绝了废水污染。

五效蒸发在废水处理中的应用

【概要描述】废水作为每个化工厂必存的污染源,在十二五科技发展规划里,明确了化工领域和建筑领域的节能减排是十二五科技发展的重点。所以如何做好化工厂废水的处理,减少废水排放,成为了各厂研究的重点。我单位对各种无机废水做了深入研究,就其不同的组分采用不同的蒸发形式,我们为某企业设计的五效顺流蒸发系统对含有氯化钠,碳酸钙等杂质的废水进行处理,蒸发后的冷凝水回用,蒸发出来的盐做其他用途,基本做到零排放,杜绝了废水污染。

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废水蒸发器

废水作为每个化工厂必存的污染源,在十二五科技发展规划里,明确了化工领域和建筑领域的节能减排是十二五科技发展的重点。所以如何做好化工厂废水的处理,减少废水排放,成为了各厂研究的重点。我单位对各种无机废水做了深入研究,就其不同的组分采用不同的蒸发形式,我们为某企业设计的五效顺流蒸发系统对含有氯化钠,碳酸钙等杂质的废水进行处理,蒸发后的冷凝水回用,蒸发出来的盐做其他用途,基本做到零排放,杜绝了废水污染。

1.废水水质的研究

表1中为本次设计所需处理水的水质报告

表1 水质报告

名  称

浓度(mg/L)

名  称

浓度(mg/L)

名  称

浓度(mg/L)

BOD5

12

CODcr

40

TDS

14270

PH

6.5~8.7

TSS

25

总硬度

78

Ca2+

13.4

Mg2+

4.3

Na+

3660

Cl-

6290

HCO3-

26

SO42-

49.86

CO32-

0.14

碱度

21

NO3-

8.53

NH3-N

3

TN

12

F-

14

K+

12

PO43-

1.7

全硅

9.6

溶解硅

16.8

TOC

71.4

Al3+

0.61

Sr

8.8

As

0.08

Fe3+

2.9

Ba

2.9

Mn2+

0.02

P

0.78

总硫化物

2.7

SCN

0.4

Br-

1.66

B

1.22

CN-自由态

2.31

CN-固定态

2.64

Se2+/H2Se

5.2

Co

0.08

Pb

0.08

U

0.23

V

0.04

Cd

0.005

Cr

0.78

Cu

0.02

Zn

0.02

Hg

0.001

Mo

0.31

Ni

0.38

NO2-

0.47

铁铝氧化物

10.2

 

 

根据表1中的水质分析,废水中大部分为Na+,Cl- ,所以其主要蒸发后的固型物为NaCl,每1吨废水可以析出10kg的NaCl固体,同时溶液中含量较大的还有Ca2+、HCO3-、SO42-离子,这些离子在蒸发中会以垢的形式结在换热管表面,影响换热器的传热,所以如何选择整个蒸发的流程成为了整个工段稳定运行的重点。

2.工艺流程的选择

根据表1中的数据,废水中含盐主要为NaCl,其含量约为1%,根据NaCl的溶解度(见表2),其饱和浓度大概在26.5%,溶液蒸发出96%时才会有NaCl析出。我们综合考虑了本次废水含盐量较低,前面溶液性质基本接近清水,溶液的沸点升高很小,厂家提供的蒸汽压力为0.8MPa,有足够大的传热温差,所以没有选用现在应用比较广泛的三效蒸发和四效蒸发,而选用的是五效顺流蒸发,相对于三效蒸发和四效蒸发进一步减小了蒸汽消耗量。溶液中的HCO3-离子受热转换为CO32-离子,与Ca2+离子形成CaCO3,CaCO3将会以垢的形式在五效中均匀结出,本套装置采用强制循环型蒸发器,加大换热管内的流速,增加换热管内的冲刷,使CaCO3无法在换热管表面结出,减少换热器内的结垢,延长设备正常的运行时间,加大检修周期。

表2 水中的溶解度(g/100g水)

溶质

溶解度/℃

0

10

20

30

40

60

80

100

备注

氯化钠

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.3

38.4

39.8

 

碳酸钙

8.1

7.0

6.5

5.2

4.4

 

 

 

Mg

硫酸钙

0.18

0.19

0.20

0.21

0.21

0.20

0.18

0.16

 

3.工艺流程中的改进

针对本次处理的废水的水质,相对于平常的蒸发器做了以下改进:

a) 考虑到结垢对换热的影响,对一效的料液进口做出了相应的调整,进口位置在一效分离室液面下部,由管道直接插入分离室中心,料液进入分离室后与分离室内部的热的料液混和,CaCO3的溶解度随温度变化急剧变小,这样绝大部分的CaCO3都在分离室内析出,降低对换热管的影响,保证蒸发器连续温度操作时间更长;

b) 考虑到废水含盐量较低,盐分基本在第五效中析出,各效之间的过料充分利用各循环泵出口和入口之间的压力差,省略各效之间的过料泵,这样设计既节能又减少了事故出现点;

c) 由于来料温度较低,直接进入蒸发器的话,对料液进行加热需要消耗大量的蒸汽,这样整个工段的蒸汽耗量就会加大,而流程中第五效的乏汽和第一效回锅炉的蒸汽冷凝水均含有较大的热量,考虑到整体的节能和余热利用方面,本工艺添加了一个乏汽预热器和一个冷凝水预热器,对余热进行充分利用;

d) 第五效蒸发采用结晶型蒸发器,分离室下部加盐腿,分离室大颗粒的NaCl晶体沉积到盐腿中,由盐腿排出蒸发器,这样的好处有:1.可以保证在循环过程中不带入大量的结晶颗粒,防止结晶颗粒对换热管的冲刷;2.有利于盐颗粒的长大,对后续的离心分离有利。

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