多效蒸發處(chù)理器(qì)主要用來處理高濃度、高色度、高含(hán)鹽量的工業廢水。同時,回收廢水處理(lǐ)過程中(zhōng)產生的附產品。蒸汽耗(hào)量低、蒸發溫度低(dī)、濃縮比大、更合理、更節(jiē)能、更高效。今天,小七(qī)來為大家介紹多效蒸發器在廢水處理中的應用!
工業廢水分類通常有以下三(sān)種:
*種是按工業廢水中所含主(zhǔ)要汙染物的化學性質分(fèn)類,含無機汙染物為主的為(wéi)無機廢水,含有機汙染物為主的為(wéi)有(yǒu)機廢水。例如電鍍廢水(shuǐ)和礦物加工過程(chéng)的廢水,是無機廢水;食品或石油加工過(guò)程的廢水(shuǐ),是有(yǒu)機(jī)廢水。
第二種是按工業企業的產品(pǐn)和加工對象(xiàng)分(fèn)類(lèi),如冶金廢(fèi)水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料(liào)廢水、製革(gé)廢水、農藥廢水、電(diàn)站廢水(shuǐ)等。
第三種是按廢水中所含汙染物的主要成分分類(lèi),如酸性廢(fèi)水(shuǐ)、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含(hán)醛廢水、含(hán)油廢水、含硫廢水、含有機磷廢水和放射性廢水(shuǐ)等。
前兩種分類法(fǎ)不涉(shè)及廢水中所含汙染物的主要成分,也不能表明廢水的危害性(xìng)。第(dì)三(sān)種分類法,明確地指出廢水中(zhōng)主要汙染物(wù)的成分,能表明廢水一定的危害性。
多效蒸發的技術特點
多效(xiào)蒸發是使用*早的海水淡化技術,現今已經發展成為較為成熟(shú)的廢水蒸發技術,解決了結(jié)垢嚴(yán)重的問題,逐步應用於高含鹽水(shuǐ)處理方(fāng)向。
多(duō)效主要有如(rú)下幾(jǐ)個方麵的技術特點:
多效(xiào)蒸發的傳熱過程是沸騰和冷凝換熱,是雙側相變傳(chuán)熱,因此傳熱係數很高。對於相同的溫度範圍,多效蒸發所用的傳熱麵積要比多級閃蒸少。
多效蒸發的動力消耗少。由於多級閃蒸產生淡水依賴的是含鹽水吸收(shōu)的顯熱,而潛熱遠大(dà)於顯熱,因此生(shēng)產同樣多的淡水,多(duō)級閃蒸需要的循環量比(bǐ)多效蒸發大出很多,所以多級閃蒸需要更多的(de)動力消耗。
多效蒸發(fā)的操作彈性很大,負荷範圍從110%到40%,皆可正常操作,而且不會(huì)使造水比下降。
含鹽廢水的工藝流(liú)程
含鹽水*先進入冷凝(níng)器中預熱、脫氣,而後被分成兩股物流。一股作為冷卻(què)水排回大海,另一股作(zuò)為蒸(zhēng)餾過程的進料。
進料含鹽水加入阻垢劑後被引入到蒸發器的後幾效中。料液經噴嘴被均勻分布到蒸發器的頂(dǐng)排管上,然後沿頂排管(guǎn)以薄膜形式向下流動(dòng),部分水(shuǐ)吸收管內冷凝蒸汽的潛熱(rè)而蒸發(fā)。
二次蒸汽在下一效中冷凝成產品水,剩(shèng)餘料液由泵輸送到蒸發器的下一個效(xiào)組中(zhōng),該組的操(cāo)作(zuò)溫度比上(shàng)一組略高,在(zài)新的效組中重複噴淋、蒸發、冷凝過程。剩餘的料(liào)液由泵往高溫效組輸送(sòng),*後(hòu)在溫度*高的效組中以濃縮液的形式離(lí)開裝置。
生蒸汽被輸入到*效(xiào)的蒸發管內並在管內冷凝,管外含鹽水產生與冷凝量基本(běn)等量的二次蒸汽。
由於第二(èr)效的操作壓力(lì)要低(dī)於*效,二次蒸汽在經過汽(qì)液分離器後,進入下(xià)一效傳熱管。蒸發、冷凝過程在各效重複,每效均產生基(jī)本等(děng)量的蒸餾水,*後一效的蒸汽在冷凝器中被含鹽水冷凝。
*效的冷凝液返回蒸汽發生器,其餘效的冷凝(níng)液進入產品水(shuǐ)罐,各效產品水罐相連。由於各效壓力不同使產品水閃蒸,並將熱量帶回蒸發器。
這樣,產品水呈階(jiē)梯狀流動並被逐級閃蒸冷卻,回收的熱量可提高係統的總效(xiào)率。被冷卻的產品水由產品(pǐn)水泵輸送到產品水儲罐。這樣生產出來的產品水是平均含鹽量小於5mg/1的純水。
濃鹽水從*效呈階梯狀流入一係列的濃鹽水(shuǐ)閃蒸罐中,過熱的濃鹽水(shuǐ)被閃蒸以回收其熱量。經過閃蒸冷卻之後的濃(nóng)鹽水*後經濃鹽水泵排回大海。
不凝氣在冷凝器富集,由真空泵(bèng)抽出。
垂直管多(duō)效蒸發流程見下圖:
低溫多效蒸發的技(jì)術優勢(shì)
從其上(shàng)述原理可以看出,低溫多效(xiào)蒸發的技術優勢體現在如下幾(jǐ)個方麵:
由(yóu)於操作溫度低,可(kě)避免或減緩設備的腐蝕(shí)和結垢。
由於操作溫度低,可充分利用(yòng)電廠和化工廠的低溫廢熱,對低溫多效蒸發技術而言,50℃-70℃的低品位蒸汽均可作為理想(xiǎng)的熱源(yuán),可大大減輕抽(chōu)取背壓蒸汽對電廠(chǎng)發電的影響。
進料含鹽水的預處理更為簡單(dān)。係(xì)統低溫操作帶來(lái)的另一大好處是大大的簡化了含鹽水的預(yù)處理過程。含鹽水進(jìn)入(rù)低溫多效裝置之前隻需經過(guò)篩網過濾和加入少量阻垢劑就行,而不象(xiàng)多級閃蒸那樣必須進行加酸脫氣處理(lǐ)。
係統的操作彈性大。在高峰期,該(gāi)淡化係統(tǒng)可(kě)以提供設計值(zhí)110%的產(chǎn)品水;而(ér)在低穀期,該淡化(huà)係統可以穩定(dìng)地提供額定值40%的產品水。
係統的動力消(xiāo)耗小。低溫(wēn)多效係統(tǒng)用於輸送液體的動力消耗很(hěn)低,隻有0.9- 1.2kWh/m3左(zuǒ)右。如此可以大大的降(jiàng)低淡化水的製(zhì)水成本,這一點對於(yú)電價(jià)較高的地區尤為(wéi)重要(yào)。
係統(tǒng)的熱效率(lǜ)高。30餘度的溫差即可安排12以上的傳熱效數,從而達到10左右(yòu)的(de)造水比。
係統的操作(zuò)安全(quán)可靠。在(zài)低溫多效係統中,發生的是(shì)管內蒸汽冷凝而管外(wài)液膜蒸發,即使傳熱管發(fā)生了(le)腐蝕穿孔而泄漏,由於汽側壓力大於液膜側壓力,濃鹽水不會(huì)流到產品水中,充(chōng)其量隻會產生蒸汽的少量泄漏而影響造水量。
煉化企業有大量(liàng)富(fù)裕的低溫餘熱待利用,經過低溫多效蒸發技術處理後的淡水可回(huí)用至多個工藝環節,如循環水補水等,實現汙水的資源化利用的同(tóng)時(shí),實現了低溫餘熱的高效利用。
因此,將低溫多效蒸發技術引入煉(liàn)化企業水處(chù)理行(háng)業,利用其高造(zào)水比、處理水質好等優(yōu)點,可以實現低溫餘熱利用和煉化汙水深度(dù)處理的(de)有機結合,並解(jiě)決煉化汙水中高含鹽汙水脫鹽難(nán)、能耗高等問題。
如低溫熱利用技術(shù)對比表所示,較常規熱(rè)泵技術和多級閃蒸技(jì)術,低溫多效蒸發在熱利用率、技術工藝耦合(hé)汙水(shuǐ)處理等方麵具有明顯優勢,代表了相關技術領域的發展方向,是開展餘熱利用和汙水處(chù)理耦合技術的重點方向。
多效蒸發的工藝模式
多效蒸發工藝有以下幾種工藝模式:
順流工藝流(liú)程
溶液和蒸汽的流向(xiàng)相同,都由*效(xiào)順序流到末效。原料液用(yòng)泵送入到*效,依(yī)靠效間壓差,自流入(濃縮過程中要是有固體(tǐ)產生或(huò)溶液粘度較大就需要添加過料泵)下一(yī)效進行處理,完成液自末效用泵抽出。
後一效的壓力低,溶液的沸點也相對較低,故溶液從(cóng)前一效進入後一效時會因過熱(rè)而自行蒸發,稱為閃(shǎn)蒸(zhēng)。因而後一效有可能比前效產生較多的二次蒸汽,但因為後效的濃度比前效高,而操作溫度又較低,所以後一效的傳熱係數比前(qián)一效要(yào)低,往往*效的傳熱係數(shù)比末效高很多。
並流流程適宜處理在高濃度下為熱敏性的物料。
原料液由末(mò)效加入,用(yòng)泵一次送到前一效,完成液由*效放出(chū),料液與蒸汽逆向流動。隨著溶劑的蒸(zhēng)發、溶液濃度逐漸提高的同時,溶液的蒸發溫度也逐效上升,因此各效溶液的濃度也(yě)比(bǐ)較接近,使各效的傳熱係數也相近。
但因為溶液從後一效輸(shū)送到(dào)前一(yī)效時,料液溫度低(dī)於送入效的沸點,有時需要補加加熱,否則產生的二次蒸汽量將逐漸減少。一(yī)般(bān)來說,逆流加料(liào)流程適宜處理粘度隨(suí)溫度(dù)和濃度變化較大的物料,而不適宜處理熱敏性的物料(liào)。
各效都加入料液,又都引出(chū)完成液。此流程用於飽和溶(róng)液的蒸發(或溶液(yè)濃(nóng)度較高)。各效都有晶體析(xī)出,可及時分離晶體。此法還可用於同時濃縮兩種或多種水溶液。
亦稱(chēng)混(hún)流(liú)流(liú)程(chéng)。它是並、逆流流程的結合。錯(cuò)流(liú)的特點(diǎn)是兼(jiān)有並流與逆流的優點而避免其(qí)缺點。但操作複雜,要有完(wán)善的自(zì)控儀表才能實現其穩定(dìng)操作。
選擇順流工藝的原因:汙水進水料液粘稠度低,不含有(yǒu)大量低沸(fèi)點的物質,不需要選擇逆流模(mó)式先冷凝,且不(bú)影響傳熱係數。其次,汙水進水鹽濃度並不高,隻有在極其(qí)高濃度時,選(xuǎn)擇並流加(jiā)料模式(shì)。