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多效蒸发方式处理高盐度废水

时间 2020-09-25

该处理方式主要用于处理高浓度、高色度、高盐含量的工业废水。与此同时,回收了废水处理过程中产生的副产品。汽耗低,蒸发温度低,浓缩比大,更合理,更节能,更高效。今日为您介绍多效蒸发器在废水处理中的应用!

一般有以下三种工业废水分类:

一是根据工业废水中主要污染物的化学性质进行分类,以无机污染物为主的工业废水和以有机污染物为主的有机废水。如电镀废水和矿产品加工废水属于无机废水;食品或石油加工废水属于有机废水。

二是以工业企业的产品和加工对象为分类依据,如冶金废水、造纸废水、焦化废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、皮革废水、农药废水、电厂废水等;

三是根据废水中所含污染物的主要成分进行分类,如酸性、碱性、含氰、含铬、含镉、含汞、含酚、含醛、含醛、含油、含硫、含机磷、含放射性等废水。

类和第二类不涉及废水中污染物的主要成分,也不能说明废水的危害。三是分类法,明确指出废水中主要污染物的组成,可以说明该废水的危害程度。

多级蒸发技术特征:

采用早的脱盐技术——多效蒸发方式,现已发展成为比较成熟的废水蒸发技术,解决了结垢严重的问题,并逐渐应用到高含盐水处理中去。

多效蒸发在以下几个方面具有技术特征:

多效蒸发的传热过程为沸腾-凝结传热,采用双向相变传热,因此传热系数较高;在同一温度范围内,多效蒸发的换热面积小于多级闪蒸。

多效蒸发的能量消耗较小;因为多级闪蒸产生淡水所依赖的是含盐水吸收的显热,而潜热远大于显热,所以产生同样多的淡水时,多级闪蒸所需的循环量远大于多效蒸发,多级闪蒸需要更多的能量消耗。

多效蒸发器的运行弹性很大,负荷范围为110%至40%,均可正常运行,且造水比不降低。

盐类废水蒸发工艺流程:

含盐水先进入冷凝器进行预热、除气,然后分为两股物流。一个部分作为冷却水排放回大海,另一个部分作为蒸馏的原料。

添加了阻垢剂的含盐水被引入到多效蒸发器的后几效中。通过喷嘴将料液均匀分布在蒸发器的顶排管上,然后在顶排管上以薄膜形式向下流动,其中一部分水通过管路中凝结蒸汽的潜热而蒸发。

第二次蒸汽在下一次作用时凝结为产品水,剩余料液由泵送到下一个蒸发器的效组,该效组的运行温度比前一组稍高,在新的效组中重复喷淋、蒸发、凝结过程。残余料液由泵送到高温效组,终在高温度效组中作为浓缩液离开装置。

蒸气进入效蒸发管内并凝结,其中含有盐水,蒸气产生的二级蒸气与蒸气凝结量基本相等。

二次蒸汽通过汽液分离器后,进入下一次换热管,因为第二效的工作压力低于效。蒸发剂和冷凝剂各作用一次,各作用生成基本等量的蒸馏水,冷凝器中用含盐水冷凝后一次蒸馏水。

有效的冷凝剂回流到蒸汽发生器,其余有效的冷凝剂进入产品水箱,各有效的产品水箱相互连接。因为每个作用压力不同,产品都会发生水闪,热又会回到蒸发器。

通过这种方式,使产品水呈梯级流动,逐步冷却,回收热量,提高了系统的整体效率。产品冷却水由产品泵送至产品水箱。用这种方法得到的产品水是平均含盐小于5mg/1的纯水。

浓盐水从效果的梯级流进一系列浓盐水闪蒸罐中,过热的浓盐水被闪蒸来获取热量。蒸馏冷却后的浓盐水终通过浓盐泵排出到大海。

在凝汽器中,不凝气被真空泵抽出。

低温多效蒸发技术优势分析

由上述原理可以看出,低温多效蒸发的技术优势主要体现在以下几个方面:

多效蒸发器设备因工作温度低而产生的腐蚀和结垢可以避免或减缓。

二是由于运行温度较低,可以充分利用电厂和化工厂的低温余热,采用低温多效蒸发技术,50℃-70℃的低品位蒸汽都可以作为理想的热源,大大减轻背压蒸汽抽提对电厂发电的影响。

三是原料含盐水的预处理较为简单。另外一个由系统低温操作带来的好处是,大大简化了含盐水的预处理过程。含有盐的水在进入低温多效装置前,只需过滤网并加入少量的防垢剂,而不像多级闪蒸那样需要加酸脱气。

系统的工作弹性较大;该淡化系统在高峰时段可提供设计值110%的产品水;而在低谷时段可稳定提供额定值40%的产品水。

系统功率消耗较小;用于输送液体的低温多效系统的能量消耗非常低,大约仅为0.9-1.2kWh/m3。这样就能大大降低淡化水的制水成本,这对电价高的地区来说尤其重要。

系统热效率较高;温度差为30余度时,可安排传热效数超过12,从而达到10左右的制水比例。

系统运行的安全性和可靠性;温度较低、多效性较强的系统,即使传热管有穿孔和渗漏,也会发生管内蒸汽凝结、管外液膜蒸发,因为汽侧压力比液膜侧压力大,浓盐水不会流入产品水中,大限度地减少蒸汽渗漏对造水量的影响。

炼油企业有大量富余的低温余热可供利用,通过低温多效蒸发技术处理的淡水可回流至循环水补水等多个工艺环节,实现了废水的资源化利用,同时也实现了低温余热的高效利用。

将低温多效蒸发技术引入炼化水处理行业,利用其高制水比和良好的水质处理能力,可实现低温余热利用与炼化污水深度处理的有机结合,解决炼化污水高含盐率难脱盐、能耗大的问题。

与传统的热泵技术和多级闪蒸技术相比,低温多效蒸发在热利用率、污水处理工艺耦合等方面具有明显的优越性,代表了相关技术领域的发展方向,是余热利用与污水处理耦合技术发展的重点。

多效蒸发过程模式:

多效蒸发法的工艺模式如下:

水蒸气的流动方向是一样的,都是从效应开始到后效应。原液用泵送至效,依赖于效间压差,自流(如果在浓缩过程中有固体产生或溶液粘度较大则需加入原液泵),完成液自末效用泵的抽提。

后者的压强较低,溶液的沸点也比较低,所以当前者的溶液从前者的压强进入后者的压强时会由于温度过高而自动蒸发,称为闪蒸。因此,后效有可能比前效产生更多的二次蒸汽,但由于后效浓度比前效高,且操作温度又较低,因此,后效的传热系数比前效低,而且通常效比末效大。

并且流动过程适合处理高浓度热敏感物料。

流化床加料工艺流程。

配料液体由末效加量,用泵一次送至前效加量,完成液体由首效加量释放,料液与蒸汽反向流动。当溶液浓度随溶剂蒸发而逐渐升高时,溶液蒸发温度逐效升高,各效溶液的浓度越近,其传热系数越接近。

但是由于当溶液从后一效输送到前一效时,料液温度低于输入效的沸点,有时需要补加加热,否则产生的二次蒸气量会逐渐减少。一般而言,逆流加料流程适合处理粘度随温度、浓度变化较大的物料,不适合热敏性物料。

平流加料工艺流程。

每一个效果都加入了料液,并再次引出完成液。这一过程用于饱和溶液的蒸发(或提高溶液浓度)。每一效应都有晶体析出,可以及时分离晶体。此方法也可用来同时浓缩两种或多种水溶液。

错流加料工艺流程。

也被称为混流过程。这是并流过程的反向组合。错误流的特点是既有并流又有逆流,避免了错误流的缺点。但是操作复杂,要实现其稳定运行必须有完善的自控仪表。

采用顺流工艺的原因:污水进口液体粘稠度低,无大量低沸点物质,无需先采用逆流方式冷凝,且不影响换热系数。第二,污水中的盐分含量不高,只能在浓度极高的情况下,采用并流式加料。



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