随着我国社会经济的飞速开展,人民物质生活水平越来越高,人们关于环境的维护认识也在逐步加强,同时国度关于化肥企业的环保监察力度和处分也越来越严。为了维护我们的生存环境,让化肥企业环保达标,既能够保证生产,又能够降低用水本钱,关于化肥企业生产过程产生的含盐废水实行处置就显自得义严重。
一、项目概略
本项目为某化肥厂的废水处置项目,设计废水处置量为7m3/h,请求设备的运转才能能够顺应40%-120%的进料质变化。
浓盐水的成分如表1所示。
经过上表能够看出,废水中阴离子氯离子,阳离子依据客户提供的为钠离子,依据分子量计算可知废水中的氯化钠含量约为2.1%,浓度低,铭盛环境结合多年的废水处理经验,思索采用先浓缩后结晶工艺。表中显现废水中阳离子还含有钙离子,在工艺设计时要思索设备结垢影响。另废水中还会存在其它无机盐成分,为了保证出盐成分契合工业规范,需求在工艺设计中需求着重思索。
二、蒸发结晶工艺
经过对浓盐水的成分实行剖析,决议釆用先将浓盐水实行浓缩,将废水中的含盐量进步,然后进入末效结晶系统,继续蒸发浓缩至饱和浓度,进入别离系统和包装系统。工艺流程框图如图1所示。
从工艺流程框图中能够看出,工艺流程为:进料池?预热器?效蒸发?二效蒸发?三效结晶?增稠器?离心机?包装机。
设备的资料选择至关重要,直接影响设备的运用年限和牢靠性。思索到原料中氯离子关于不锈钢的腐蚀严重,本设备的蒸发器板片和蒸发器换热管选用TA1材质,其它的设备、管道、阀门等选用2205材质。
2.1 设备工艺阐明
设备的热源为蒸汽,物料首先经过预热器,将物料温度提升至设计温度,进入一效蒸发器,一效蒸发器的热源为蒸汽,对一效物料实行加热,物料在一效别离器内实行汽液别离,产生二次蒸汽,进入二效蒸发器作为热源加热二效物料,物料在二效别离器内实行汽液别离,产生二次蒸汽,进入三效结晶蒸发器作为热源加热物料,物料在结晶器内实行汽液别离,产生二次蒸汽进入冷凝器冷却。各效产生的冷凝水混合后进入预热器,对物料实行预热,大大降低了预热蒸汽用量。
本设备采用一效、二效板式蒸发器,三效管式蒸发器的管板分离的工艺方式,前期物料浓度低,采用板式蒸发器,能够应用板式蒸发器的高传热效率,快速将物料含盐量提升。物料浓度提升,梗塞蒸发器可能性增加,因而三效结晶选用管式蒸发器,同时增加大流量强迫循环泵,使管式蒸发器中的物料流速到达2m/s以上,大大提升了传热效率。由于换热管内物料流速高,关于管内结晶的盐附着物也起到了一种冲刷作用,大大降低了管式蒸发器换热管的结垢。
设备在各效别离器二次汽出口均增加一个二次别离器,并在别离器顶部增加丝网除沫器和清洗喷头,大大提升了汽液别离率,根绝了雾沫夹带现象的产生,二次冷凝水的回水规范远高于业主请求,可直接用于下一工艺段用水。
设备设置了一台带搅拌的增稠器,可包容物料量为5m3,在三效结晶器中物料到达饱和浓度时,可将物料打入增稠器中实行搅拌,在搅拌降温过程中,结晶盐逐步增长,到达出料离心请求。此种工艺降低了却晶器中存储物料的浓度,将其晶体生长过程转移,降低了却晶器和蒸发器的结垢和阻塞可能性。
2.2 设备物料工艺流程
设备物料贮存在设备下方的原料池中,进过自吸泵将物料打入一级预热器,在一级预热器中经过预热后进入二级预热器,由蒸汽加热后进入一效蒸发器,一效蒸发器是板式升膜蒸发器,物料经过加热后进入一效别离器,物料沸腾,一次浓缩液体从一效别离器底部进入一效物料循环泵,实行自循环和出料进入二效蒸发器。二效蒸发器同样采用板式升膜蒸发器,物料在二效蒸发器中完成和一效相同的加热过程,进入二效别离器中实行沸腾汽液别离,二次浓缩的物料由二效别离器底部进入二效物料循环泵,自循环同时往三效结晶进料。物料在三效管式蒸发器内加热,加热后的物料进入三效结晶器内沸腾汽液别离,实行物料浓缩。三效结晶设置大流量轴流泵,实行强迫循环,使物料不时蒸发浓缩,直至到达饱和浓度。物料到达饱和浓度或高于饱和浓度时,开启结晶出料泵,将物料打到搅拌增稠器中实行,物料晶体在增稠器中进一步生长后,进入离心机实行固液别离,别离出的母液打回三效结晶器继续蒸发结晶,固体进入自动包装机,打包外卖。
2.3 设备蒸汽工艺流程
设备热源为厂区提供的蒸汽,初始蒸汽压力为1.3MPa,经过设备前置的蒸汽减压阀后,蒸汽压力降至0.5MPao蒸汽分两路,一路进入预热器,作为预热器热源对物料就行预热,一路进入一效蒸发器,加热一效物料,一效别离器产生的二次蒸汽进入二效蒸发器,加热二效物料,二效别离器产生的二次蒸汽进入结晶换热器,加热三效物料至饱和浓度。结晶器产生的二次蒸汽进入冷凝器,冷却成冷凝水外排。
2.4 设备冷凝水工艺流程
一效蒸发器的热源为锅炉过来的蒸汽,其冷凝水温度高且纯洁,进过一级预热器的二段后,由泵送回锅炉重新应用。二效蒸发器、三效结晶器和冷凝器产生的冷凝水,经过集合后进入一级预热器的一段,实行余热回收,后汇入冷凝水罐由冷凝水泵外送至其它工艺段运用,做到冷凝水的回收应用。二效和三效冷凝水由一个冷凝水罐实行搜集,冷凝水进入冷凝水罐前都有一段U型管,其作用是实行动态液封,保证系统内的真空不被突破。
三、主要配套设备
3.1 蒸发器
a、一效蒸发器采用板式升膜蒸发器,板片材质TA1,板片采用人字形波纹,物料在流道内产生猛烈湍流,传热效率。
b、二效蒸发器采用板式升膜蒸发器,板片材质TA1,板片采用人字形波纹,物料在流道内产生猛烈湍流,传热效率。
c、三效蒸发器采用管式蒸发器,换热管材质TA1,换热管直径038nun,管式蒸发器蒸汽采用散布设备和折流板,使蒸汽平均散布到每一根换热管外壁,设置折流板增加蒸汽与换热管的换热时间,使蒸汽充沛加热换热管,继而充沛加热换热管内的物料,增加蒸汽的应用率,保证蒸发器的加热温度稳定。
3.2 别离器
别离器直径02300mm,高度3000mm,材质2205双相不锈钢,二次蒸汽出口设置二次别离罐,别离器设置电容液位计,液位察看视镜,气相压力和温度传感器。
3.3 结晶器
结晶器采用FC型结晶器,直径03000mm,高度7500mm,材质2205双相不锈钢,二次蒸汽出口设置二次别离罐,结晶器设置雷达液位计,液位察看视镜,气相压力和温度传感器,真空度自动调理阀。
3.4 冷凝器
冷凝器釆用板式冷凝器,板片材质TA1,蒸汽进口设置压力传感器,连锁控制真空泵、冷却塔水、结晶器真空调理阀等。
四、调试及总结
设备调试过程顺利,由于物料初始浓渡过低,连续开机72小时后,开启出料泵至增稠器,继而由增稠器出料至离心机实行固液别离,得到结晶盐固体,至包装机实行包装。
经测定:
(1)离心机别离出的晶体盐含水量W5%,出盐规范契合GB/T5462-2015《工业盐》中的请求;
(2)蒸发冷凝液电导率=300us/cm,契合甲方回用水请求;
(3)蒸发冷凝液中C1含量^100mg/L,契合甲方回用水请求;
该化肥厂属于煤化工企业,在国度加大环保监察力度的环境下,废水零排放曾经是各化工厂的规范请求。本项目的浓盐水蒸发结晶项目,是煤化工企业高盐废水初次采用管板分离的蒸发结晶工艺,不只证明了管板分离的蒸发结晶工艺的胜利,同时对整个工业废水处理行业具有指导性作用。