多效蒸發處理器主要用來處理高(gāo)濃度、高色度、高含鹽量的工業廢水(shuǐ)。同(tóng)時,回收廢水處理過程中產生(shēng)的(de)附產品。蒸汽耗(hào)量低、蒸發溫度低、濃縮比(bǐ)大、更合理(lǐ)、更節能、更(gèng)高效。今天,小七來為大(dà)家介(jiè)紹多效蒸發器在廢水處(chù)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(suǒ)含主要汙染物的化學性質分類,含無機汙染物為主的為無機廢水,含有機汙染(rǎn)物為主的為有機廢水。例如(rú)電鍍廢水和礦物(wù)加工過程的廢水,是(shì)無機廢水;食(shí)品或石油加工(gōng)過程的廢水(shuǐ),是有(yǒu)機廢水。
第二種是按(àn)工業企業的產品和加工對象分類,如冶金(jīn)廢水、造紙廢(fèi)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(shuǐ)、染料廢水、製革廢水(shuǐ)、農藥廢水、電站廢水等。
第三種是按(àn)廢水中所含汙染物的(de)主要成分分類,如酸性廢(fèi)水(shuǐ)、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢(fèi)水、含鎘廢(fèi)水、含(hán)汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。
前兩種分類法不涉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。第三種分類法,明確地指出廢水中主(zhǔ)要汙染物的成分,能表明廢水一定的危害性。
多效蒸發的技術特點
多效蒸發是使用*早的海水淡化技術,現今(jīn)已經(jīng)發展成為較為成(chéng)熟的廢水蒸(zhēng)發技術(shù),解決了結垢嚴重的問題,逐步應用於(yú)高含鹽水處(chù)理方向。
多效主要有如下幾個方麵的技術特點:
多效蒸發的傳熱過程(chéng)是沸騰和冷凝換熱,是雙側相變傳熱,因(yīn)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(zhēng)少。
多效蒸發的動力消耗少。由於多級(jí)閃(shǎn)蒸產生淡(dàn)水依賴的是含鹽水吸收的顯熱,而潛熱(rè)遠大於顯熱,因此生產同樣多的淡水,多級閃蒸需要的(de)循環量比(bǐ)多效蒸發大出很多(duō),所以多級閃蒸需要更多的動力消耗。
多效蒸發的操作彈性很大,負荷範圍從110%到40%,皆可正常操(cāo)作,而且不會使造水(shuǐ)比下降。
含鹽廢水的工藝流程
含鹽水*先進入冷(lěng)凝器中預熱、脫氣,而後被分成兩股物流。一股作為冷卻水排回大(dà)海,另一股作為蒸餾(liú)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(jǐ)效(xiào)中。料液經噴嘴被均勻分布到蒸發器的(de)頂排管上,然後沿頂排管以薄膜形式向下流動,部分水吸收管內冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)。
二次蒸汽在下一效中冷凝成產品水,剩餘料(liào)液(yè)由泵輸送到蒸發器的下一個效(xiào)組中,該組的操(cāo)作溫度比上一組略高(gāo),在新的效組中重複噴淋、蒸發、冷凝過程。剩餘(yú)的料液由泵往高溫效組輸送,*後在溫(wēn)度*高的效組中以濃縮液(yè)的形式離開裝置。
生蒸汽(qì)被輸入到*效的蒸發管內並在管內冷凝,管外含鹽水產(chǎn)生與冷凝量基(jī)本等量(liàng)的二次蒸汽。
由於第二效的操作壓力要低於*效,二次蒸汽在經過汽液(yè)分離器後,進入下一效傳熱管(guǎn)。蒸發、冷凝過程(chéng)在各效重複(fù),每效均(jun1)產(chǎn)生基本等量的蒸餾水,*後一效的蒸汽在(zài)冷凝(níng)器中被含鹽水冷凝。
*效的冷凝液(yè)返回蒸汽發生器,其餘效(xiào)的冷凝液進入產品水罐,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(yàng),產(chǎn)品水呈階梯(tī)狀流動並被逐級閃蒸冷卻,回收的熱量(liàng)可提高係統的總效率。被冷卻的產品水(shuǐ)由產品水泵輸送到產品水儲罐。這樣生(shēng)產出來的產(chǎn)品水是平均含鹽(yán)量小於5mg/1的純水。
濃鹽水從(cóng)*效呈階梯狀流入一係列的濃鹽水閃蒸(zhēng)罐中,過熱的濃鹽水被閃蒸(zhēng)以回收(shōu)其熱量。經過閃蒸冷卻之後的濃鹽水*後經(jīng)濃(nóng)鹽水泵排回大海。
不凝氣在冷凝器富集,由真空泵抽出(chū)。
垂直管多效蒸發流程見下圖(tú):
低溫多效蒸發的技術優勢(shì)
從其上述原理(lǐ)可以看出,低溫多效蒸發的技術優(yōu)勢體現在如下幾個方麵:
由於操作溫度低,可避免或減緩設備的腐蝕和結垢。
由於操作溫度低,可充分利用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(kě)作為理想的熱源(yuán),可大大減輕抽取背(bèi)壓蒸汽對電廠(chǎng)發電的影(yǐng)響。
進料含鹽水的預處理更為簡單。係統低溫操作帶來(lái)的另一(yī)大(dà)好處是大(dà)大的簡化了含鹽水的預處理過程。含鹽(yán)水進入低溫多效裝置(zhì)之前隻(zhī)需經過篩網過濾(lǜ)和加入少量阻垢劑就行,而不象(xiàng)多級閃蒸那樣必須(xū)進行加酸脫氣處理。
係(xì)統的操作彈性大(dà)。在高峰期,該淡化係統可以提供設計(jì)值110%的(de)產品水;而在(zài)低穀期,該淡化係統可以穩定(dìng)地提供(gòng)額定(dìng)值40%的產品水。
係統的動力消耗小。低溫多效係統用於輸送液體(tǐ)的動力消耗很低,隻有0.9- 1.2kWh/m3左(zuǒ)右。如此可以大大(dà)的降(jiàng)低淡化水的製水成(chéng)本,這一點對於電價較高的地區尤為重要。
係統的熱(rè)效率高。30餘度的溫差即可安(ān)排12以上的傳熱效數,從而達到10左右的造水比(bǐ)。
係(xì)統的操作安全可靠。在低溫多效係統中,發生的是管內蒸汽冷凝而管外液膜蒸發,即使傳熱管發生了腐蝕穿孔而泄漏,由於汽側壓(yā)力大於液膜側壓力,濃(nóng)鹽水不會流到產品水中,充其量隻會產生蒸(zhēng)汽的少量泄漏而影響造水(shuǐ)量。
煉化企(qǐ)業有大(dà)量富裕的低溫餘熱待利用,經過低溫多效蒸發技術處理後的(de)淡水(shuǐ)可回用至多(duō)個工藝環節,如循環水補水等,實現汙(wū)水的資源化(huà)利用的同時,實現了低溫餘熱的高效利用。
因此,將低溫多效蒸發(fā)技(jì)術(shù)引入煉化企業水處理行業,利用其高造水比、處理(lǐ)水質好等優(yōu)點,可(kě)以實現低溫餘熱利用和煉化(huà)汙水深度處理(lǐ)的有機結合,並解決煉化汙水中高(gāo)含鹽汙水(shuǐ)脫鹽難、能(néng)耗(hào)高等問題(tí)。
如低溫熱利用技術對比表所示,較常規熱泵技術和多級閃蒸(zhēng)技術,低溫多效蒸發在熱(rè)利用率、技術(shù)工藝耦(ǒu)合汙水處理等方麵具有明顯優勢,代表了相(xiàng)關技術領域的發展方向,是開展餘熱(rè)利用和汙水處理耦合技術的重點方(fāng)向。
多效蒸發(fā)的工藝(yì)模式
多效蒸發工藝有以下幾種工藝模式(shì):
順流工藝流程
溶液和蒸汽的流向相同,都由*效順序流到(dào)末效。原料液(yè)用泵送入到(dào)*效,依靠效間壓差,自流入(濃縮過程中要是有固體產生或溶液粘度較大就需要添加過(guò)料(liào)泵)下一效進(jìn)行處理,完(wán)成液自末效用泵抽出。
後一效的壓力低,溶液的沸點(diǎn)也相對較低,故溶液(yè)從前一效進(jìn)入後一效時會因過熱而自行蒸發,稱為(wéi)閃(shǎn)蒸。因而後一效有可(kě)能(néng)比前效產生較多的二次蒸汽,但因為後效(xiào)的濃度比前效高,而操作溫度又較低,所以(yǐ)後一效的傳熱係數比前一效要低,往往*效的傳(chuán)熱係數比末效高很多。
並流流程適宜處(chù)理(lǐ)在高濃度下為熱敏性的物料。
原料液由末效加入,用泵(bèng)一次送到前一效,完成液由*效放出,料液與蒸汽逆(nì)向流動。隨著溶(róng)劑的蒸發、溶液濃度逐漸提高的(de)同時,溶液的蒸發(fā)溫度也逐效上升,因此各效(xiào)溶液的濃度也(yě)比較(jiào)接近,使各效的傳熱係數也相近。
但因為溶液從後一效輸送到前一效時,料液溫度低於送入效的沸點,有時需要補加加(jiā)熱,否則產生的二次蒸(zhēng)汽量將(jiāng)逐漸減少。一般來說,逆流加(jiā)料流程適宜(yí)處理粘度隨溫度和濃度變化較大的(de)物料,而不適宜處理熱敏性的物料。
各效都加入料液(yè),又都(dōu)引出(chū)完成液。此流程用於飽和溶液的(de)蒸發(或溶液濃度較高)。各效都(dōu)有晶體析出,可及時分離晶體。此(cǐ)法還可用於同時濃縮兩種或多種水溶(róng)液。
亦稱(chēng)混流流程。它是並、逆(nì)流流程的結(jié)合。錯流的特點是兼(jiān)有並流與逆流的優點而(ér)避免(miǎn)其缺點。但操作複雜,要有完善的(de)自控儀表才能實現其穩定操(cāo)作。
選擇順流工藝的原因:汙水進水料液粘稠度低,不含有大量低沸點的物質,不需要(yào)選擇逆流模式先冷凝,且不影響傳(chuán)熱係(xì)數。其次,汙水進水鹽濃度並(bìng)不高,隻有在(zài)極其高濃度時(shí),選擇並流加料模式。