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高鹽廢水的產(chǎn)生行業(yè)主要是石油化工、精細(xì)化工、制藥企業(yè)等,高鹽廢水目前也是最難處理的一種化工廢水。高鹽廢水的組成成份比較多,比如各類(lèi)的易揮發(fā)、易結(jié)焦物質(zhì)。處理高鹽廢水的關(guān)鍵是對(duì)蒸發(fā)單位的確立。安峰環(huán)保的工程技術(shù),就給大家說(shuō)說(shuō)高鹽廢水處理的工藝流程,并分析高鹽廢水的含鹽量高,不能直接進(jìn)行生化處理后,如何進(jìn)行預(yù)處理。
化工高鹽廢水常規(guī)處理路線(xiàn)為:預(yù)處理→蒸發(fā)析鹽→冷凝水深度處理→達(dá)標(biāo)排放或者回用
由于廢水中含有高有機(jī)、易結(jié)焦的組分,在進(jìn)入蒸發(fā)之前要進(jìn)行預(yù)處理,將易結(jié)焦有機(jī)物進(jìn)行分離之后再進(jìn)入蒸發(fā)單元處理,預(yù)處理需要投入大量的試驗(yàn)研究,確定合適的解決方法是蒸發(fā)單元能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
蒸發(fā)單元是高鹽廢水處理的核心流程,蒸發(fā)有多種模式,目前廣泛應(yīng)用的蒸發(fā)系統(tǒng)分為三類(lèi):
1、多效蒸發(fā)系統(tǒng)(MultipleEffectEvaporation,MEE):基于蒸汽的梯級(jí)利用將幾個(gè)蒸發(fā)器連接起來(lái)操作。
2、熱泵蒸發(fā)系統(tǒng):借助外界的功或熱來(lái)提高蒸汽品位進(jìn)行二次利用。
熱力式蒸汽再壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)(ThermalVaporRecompressionEvaporation,TVR)
機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)(MechanicalVaporRecompressionEvaporation,MVR)
多效蒸發(fā)系統(tǒng)
多效蒸發(fā)(MEE)是基于蒸汽的梯級(jí)利用將幾個(gè)蒸發(fā)器連接起來(lái)操作,以提高熱能利用效率。MEE的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)水預(yù)處理簡(jiǎn)單;應(yīng)用較靈活,既可以單獨(dú)使用,也可以與其它方法聯(lián)合使用;系統(tǒng)操作安全可靠。
雙效降膜蒸發(fā)器的流程示意圖
1是進(jìn)料稀溶液,2是完成液,3是生蒸汽,4是二效蒸汽,A1和A2分別是一效和二效的加熱器,B1和B2分別是一效和二效的分離器。
多效蒸發(fā)器的流程示意圖
熱力式蒸汽再壓縮蒸發(fā)
熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)根據(jù)熱泵原理,生蒸汽經(jīng)過(guò)文丘里蒸氣噴射式熱泵,以少量高壓蒸汽為動(dòng)力將部分二次蒸汽壓縮并混合后一起進(jìn)入加熱室作加熱蒸汽用。
熱力式蒸汽再壓縮蒸發(fā)流程示意圖
根據(jù)其效能特點(diǎn),使用一臺(tái)熱力蒸汽壓縮器所節(jié)約的能源與增加一效蒸發(fā)器所節(jié)約的能源相當(dāng),因此應(yīng)用較為廣泛。
在設(shè)備上TVR較多效蒸發(fā)系統(tǒng)只增加了蒸汽噴射泵,多效+蒸汽噴射泵組合比單純的多效蒸發(fā)更節(jié)能。TVR技術(shù)根據(jù)噴射泵原理操作,沒(méi)有活動(dòng)部件,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、有效,并能確保操作的高度可靠性。熱力蒸汽壓縮器在運(yùn)行過(guò)程中仍需連續(xù)供給一定數(shù)量的鮮蒸汽。
機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)
機(jī)械式蒸汽再壓縮又稱(chēng)機(jī)械熱壓縮。蒸發(fā)原理是利用軸流式或離心式壓縮機(jī)對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮后進(jìn)入加熱室作加熱蒸汽用。
在裝置啟動(dòng)過(guò)程中需供給生蒸氣,正常運(yùn)行后不再需要生蒸氣的供給,因此提高了熱效率,減少了對(duì)外部熱源的需求,降低了能耗。MVR采用單效操作,料液停留時(shí)間短,能耗和運(yùn)行成本低,占地面積小,公用工程配套少。
原料經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱后狀態(tài)為A(a),此時(shí)料液處于飽和液體狀態(tài);預(yù)熱后的料液進(jìn)入蒸發(fā)器的蒸發(fā)室內(nèi)吸收熱量沸騰氣化產(chǎn)生二次蒸汽,氣液混合物經(jīng)過(guò)氣液分離器的分離作用,濃縮液從出料泵流出,得到的二次蒸汽進(jìn)入羅茨壓縮機(jī)的入口處,此時(shí)的蒸汽是在特定蒸發(fā)壓強(qiáng)下的飽和蒸汽,其氣體狀態(tài)參數(shù)為B(b);
二次蒸汽在壓縮機(jī)的作用下,溫度升高,壓強(qiáng)增大,蒸汽的熱焓提高,理想情況(等熵壓縮)的狀態(tài)為C(c),實(shí)際蒸汽壓縮過(guò)程中是不可逆過(guò)程而且系統(tǒng)不是完全絕熱的,其狀態(tài)參數(shù)是具有更高過(guò)熱度的狀態(tài)D(d),此時(shí)的過(guò)熱蒸汽先經(jīng)過(guò)飽和化處理后進(jìn)入蒸發(fā)器的殼程里冷凝放熱得到飽和冷凝液,其狀態(tài)為E(e)。
冷凝液先存在暫存罐中然后由泵引出對(duì)原料進(jìn)行預(yù)熱,實(shí)現(xiàn)能源綜合利用。系統(tǒng)在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)需要向蒸發(fā)器殼程里通入新鮮蒸汽,一旦系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后,便可利用壓縮蒸汽的冷凝潛熱維持系統(tǒng)的熱量平衡,只需要在熱量損失較多時(shí)補(bǔ)充少量新鮮蒸汽即可。
從溫熵圖可以看出,整個(gè)MVR的熱泵系統(tǒng)中處在2種壓強(qiáng)和3個(gè)溫度狀態(tài)下,壓強(qiáng)變化是蒸汽壓縮前的蒸發(fā)壓強(qiáng)和蒸汽壓縮后的冷凝壓強(qiáng),溫度變化主要是蒸發(fā)溫度,壓縮后的過(guò)熱溫度以及壓縮飽和溫度。
從焓熵圖可知,MVR系統(tǒng)得以運(yùn)行的實(shí)質(zhì)就是利用壓縮機(jī)做少量的功來(lái)提高蒸汽的熱焓,進(jìn)而利用壓縮蒸汽釋放大量的冷凝潛熱重新加熱原料。由于氣化潛熱(或者冷凝潛熱)占蒸汽的熱焓值絕大部分,因此能夠充分利用蒸汽的潛熱是熱泵系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
MVR主要的技術(shù)特點(diǎn)就是將產(chǎn)生的二次蒸汽全部通過(guò)壓縮機(jī)壓縮,使蒸汽的壓力和溫度提高,獲得高品味的蒸汽,然后重新作為加熱蒸汽。因此,壓縮階段是整個(gè)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的心臟。
這三類(lèi)蒸發(fā)系統(tǒng)在技術(shù)上沒(méi)有先進(jìn)和落后之分,技術(shù)都比較成熟,根據(jù)地域、能源、物性和運(yùn)行工況等多重因素來(lái)選擇經(jīng)濟(jì)適用的蒸發(fā)模式。
工業(yè)廢水中的含鹽量普遍比較高,安峰環(huán)保對(duì)于高鹽廢水處理時(shí),一般根據(jù)水質(zhì)的不同,為客戶(hù)提供多效蒸發(fā)(MEE)、蒸汽熱壓縮蒸發(fā)(TVR)和機(jī)械式再壓縮蒸發(fā)(MVR)等工藝系統(tǒng)及配套裝置;根據(jù)廢水中鹽的特征,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制設(shè)備運(yùn)行參數(shù),有效解決蒸發(fā)不出鹽或出鹽時(shí)堵管等技術(shù)難題,確保系統(tǒng)低能耗穩(wěn)定運(yùn)行。