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三效蒸發器在高含鹽廢水處理中的應用 　　

【格林大課堂】

三效蒸發器脫鹽法

 

　　蒸發是現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，或為溶質析出創造條。三效蒸發器脫鹽法是利用濃縮 結晶系統將廢液中的無機鹽通過蒸發的方式加以去除的方法。三 效蒸發器是由相互串聯的三個蒸發器組成，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，這個過程一直重復 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，可以蒸發出多 倍的水出來。同時，高鹽廢水經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晶析出，由此實現 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 結晶裝置，經過三效蒸發冷凝的濃縮結晶過程，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晶分離出來，焚燒處理為無機鹽廢渣；不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾 筒蒸發器，形成固態廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產系統替代軟化水加以利用。

　　三效蒸發器脫鹽法具有技術成熟、可處理廢水范圍 廣、占地面積小、處理速度快、節能等優點，隨著化工產業的發展，越來越多的高含鹽廢水需要處理，三效蒸 發器脫鹽法的應用將越來越廣泛。

三效蒸發器

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

三效蒸發器組成及原理

　　三效蒸發器主要由相互串聯的三組蒸發器、冷凝 器、鹽分離器和輔助設備等組成（如圖所示）。 三 組蒸發器以串聯的形式運行，組成三效蒸發器。整套蒸發系統采用連續進料、連續出料的生產方式。高 含鹽廢水首先進入一效強制循環結晶蒸發器，結晶蒸發器配有循環泵，將廢水打入蒸發換熱室，在蒸發換熱室內，外接蒸氣液化產生汽化潛熱，對廢水進行加熱。由 于蒸發換熱室內壓力較大，廢水在蒸發換熱室中在高于 正常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結晶蒸發室后，廢水的壓力迅速下降導致部分廢水閃蒸， 或迅速沸騰。廢水蒸發后的蒸氣進入二效強制循環蒸發器作為動力蒸氣對二效蒸發器進行加熱，未蒸發廢水和 鹽分暫存在結晶蒸發室。一效、二效、三效強制循環蒸發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，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀 態時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發結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，固態的鹽被分離進入儲鹽池，分離后的廢水進入二效強制循環蒸發器加熱，整個過程 周而復始，實現水與鹽的最終分離。

　 　冷凝器連接有真空系統，真空系統抽掉蒸發系統內 產生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發器保持負壓狀態，提高蒸發系統的蒸發效率。在負壓的作用下，三效強制 循環蒸發器中的廢水產生的二次蒸氣自動進入冷凝器，在循環冷卻水的冷卻下，廢水產生的二次蒸氣迅速轉變 成冷凝水。冷凝水可采用連續出水的方式，回收至回用水池。

三效蒸發器應用實例

 

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。 根據高含鹽廢水的特性，工藝設計按照三效蒸發器進行設計，根據計算，確定的三效蒸發器的主要技術參 數如下：

　 　蒸發量Q=30 0 0kg / h（每小時蒸發水分30 0 0kg）； 實際蒸氣耗量Q=120 0kg/h（進氣壓力0.3～0.4MPa）； 一效蒸發器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.03MPa；二效蒸發器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.06MPa； 三效蒸發器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.085MPa；循環冷卻水耗量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。根據工藝，充分考慮廢水對設備的腐蝕性，且本著 在滿足使用性的前提下盡量節約成本的原則，系統設備選材如下：

蒸發器本體選擇碳鋼重防腐，可耐120℃以內 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；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；結晶罐選用碳鋼重防腐。

　　

 

處理結果及存在的問題

    高含鹽廢水經三效蒸發器處理后，產生了結晶鹽、 有機物濃縮廢液和淡化水，結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 中進一步利用。

通過本系統的運行發現，盡管三效蒸 發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，主要表現在：

廢水處理成本高。由于被處理的 廢水多有腐蝕性，所以設備的選材需要考慮抗腐蝕性，成本較高。整套設備運行過程中腐蝕嚴重， 壽命短。在三效蒸發器的設計中，雖然盡量選用抗腐蝕的材料，但是并不能避免腐蝕，尚存在設備使用壽命較短的問題，需要及時更換。三效蒸發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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