煤化工高鹽廢水MVR降膜蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)

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煤化工高鹽廢水的來源與特點：

煤化工高鹽廢水指的是在煤工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，含鹽量在

1%

以上的廢水。具體而言，在煤工業(yè)生產(chǎn)過程中，鍋爐排水、補充新鮮水、除鹽水處理等流程均會產(chǎn)生一定廢水，混合而成的產(chǎn)物就是煤化工高鹽廢水，其內(nèi)部組成成分一般包括硝酸鈉、氯化鈉等無機(jī)鹽以及氰化物、芳烴等有機(jī)物，其中，補充新鮮水環(huán)節(jié)產(chǎn)生的鹽分含量最高，基本能夠達(dá)到整體高鹽廢水的

50%

左右。煤化工高鹽廢水主要存在以下特點：(1)

成分較為復(fù)雜。不僅包括鉀離子、鈉離子、鎂離子、鈣離子等陽離子，還包括氯離子、硫酸根離子等陰離子，也涵蓋了大量的雜質(zhì)離子，不同項目廢水組分具有較強(qiáng)的多變性。(2)

危害較大。煤化工高鹽廢水中存在大量的離子，且鹽分含量相當(dāng)高，一般都在

10000mg/L

左右，在特殊情況下，其鹽分含量甚至能夠達(dá)到

30000mg/L，這樣高的鹽分含量會導(dǎo)致其難以成為生物降解廢水，不僅會使微生物細(xì)胞脫水出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，還會增加溶液濃度，進(jìn)一步影響生物處理的凈化效果。(3)

可利用性。煤化工高鹽廢水在經(jīng)過預(yù)處理、結(jié)晶等工藝處理之后，能夠產(chǎn)生有較高利用價值的鹽類，同時也能產(chǎn)生可循環(huán)利用的水資源，因此，對煤化工高鹽廢水進(jìn)行合理處理能夠變廢為寶，具有一定的研究價值。二、高鹽廢水MVR蒸發(fā)處理，煤化工高鹽廢水MVR降膜蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)工藝設(shè)備選型：

對煤化工高鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶時，需要用到的工藝設(shè)備包括預(yù)熱、蒸發(fā)、結(jié)晶和分離裝置。在對煤化工高鹽廢水進(jìn)行降膜蒸發(fā)處理之前，需要先完成預(yù)熱裝置設(shè)置，將低溫液體加熱到

88～100

℃，這樣可以降低氧氣、二氧化碳等不凝氣在水中的溶解度。去除二氧化碳可以避免濃鹽水在濃縮時產(chǎn)生碳酸鹽結(jié)垢，減少對蒸發(fā)器的腐蝕和結(jié)垢。

具體使用預(yù)熱裝置時，料液經(jīng)過預(yù)加熱，再經(jīng)過蒸汽塔再送入降膜蒸發(fā)器，因其上方設(shè)有液膜布水器，液體在降膜管束中以均勻的液膜進(jìn)行傳熱和蒸發(fā)。濃鹽水蒸發(fā)形成的蒸汽和濃鹽液一起下降到鹽水槽，停留足夠的時間以保證在鹽水中形成微小晶體。由于液膜傳熱的特性，采用降膜蒸發(fā)裝置在實際應(yīng)用中具有更明顯的傳熱效率，能夠為后續(xù)結(jié)晶提供更有利條件。三、高鹽廢水MVR蒸發(fā)處理，煤化工高鹽廢水MVR降膜蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)工藝參數(shù)設(shè)置：

在完成對工藝中所需設(shè)備的選型后，為確保最終蒸發(fā)結(jié)晶效果，需對工藝參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，蒸發(fā)結(jié)晶工藝基本參數(shù)設(shè)置如表

1

所示。表1蒸發(fā)結(jié)晶工藝基本參數(shù)設(shè)置表工藝參數(shù)參考數(shù)值蒸發(fā)循環(huán)液pH

值6～11蒸發(fā)循環(huán)液TDS/%220000～260000蒸發(fā)進(jìn)水總硬度/(mg/L)<1200蒸發(fā)進(jìn)水總堿度/(mg/L)<900蒸發(fā)進(jìn)水全硅/(mg/L)<160蒸發(fā)進(jìn)水硫酸根/(mg/L)<700蒸發(fā)進(jìn)水氯離子/(mg/L)<2000蒸發(fā)結(jié)晶過程中，為了確保最終效果，需要對各項工藝參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，確保其參數(shù)始終在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)。為避免在蒸發(fā)器中形成結(jié)垢，要保證含鹽種的濃鹽水在管束中連續(xù)循環(huán)，通過控制濃鹽水的密度、鹽種特性等使蒸發(fā)器安全穩(wěn)定運行。管束內(nèi)濃鹽水蒸發(fā)，成為超飽和濃鹽水薄膜，硫酸鈣、碳酸鈣、硅土和其他結(jié)垢化合物開始沉淀。沉淀的物質(zhì)促進(jìn)了濃鹽水中晶體的形成，沉淀物質(zhì)粘附在鹽種表面，從而防止沉淀結(jié)垢物質(zhì)在降膜管內(nèi)表面結(jié)垢。考慮到高鹽廢水含鹽量存在一定波動性，并且進(jìn)出料的濃度會對工藝性能造成一定影響，因此需要合理設(shè)置進(jìn)出料的濃度參數(shù)，控制蒸發(fā)循環(huán)系統(tǒng)中濃鹽液的排放量，保證濃鹽液中的

TDS

含量適中，以避免結(jié)晶時出現(xiàn)沉淀。四、高鹽廢水MVR蒸發(fā)處理，煤化工高鹽廢水MVR降膜蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)工藝：

蒸發(fā)過程中的結(jié)垢、腐蝕等問題一直是制程性能的重要因素，而蒸發(fā)本身又是一個濃縮的過程，為解決上述問題，特引入

MVR

技術(shù)，實現(xiàn)蒸發(fā)結(jié)晶。從濃縮角度分析，采用上述選擇的降膜蒸發(fā)器，利用循環(huán)泵強(qiáng)制濃鹽水循環(huán)，一方面可以降低結(jié)垢和結(jié)晶堵塞的程度，另一方面使?jié)饪s濃鹽水到達(dá)一定的濃度。在接近結(jié)晶濃度的情況下，廢水的結(jié)晶性結(jié)垢趨勢增大，而流動緩慢的降膜蒸發(fā)器難以達(dá)到要求。針對這一問題，結(jié)合結(jié)晶裝置，將蒸發(fā)器內(nèi)的一部分濃鹽液送至結(jié)晶器內(nèi)，使蒸發(fā)器內(nèi)維持一定的

TDS。在這一過程中，濃鹽液進(jìn)入到結(jié)晶裝置，減溫減壓后蒸汽將其升溫至沸點，升溫后的濃鹽液進(jìn)入結(jié)晶器閃蒸。結(jié)晶器中濃鹽液經(jīng)過濃縮，水中含有的有機(jī)物含量很高，容易起泡從而影響蒸餾液的水質(zhì)。針對這一問題，將部分濃漿液送至離心脫水系統(tǒng)，分離固液，鹽液回收再濃縮。本處理技術(shù)具有降低耗能、減少污染等優(yōu)點，可用于大部分含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶。具體工藝流程如下：步驟一：將沒有經(jīng)過任何處理的溶液通過進(jìn)料泵裝置，送入到預(yù)熱設(shè)備當(dāng)中。在此設(shè)備中，料液能夠?qū)崿F(xiàn)與冷凝水之間的熱交換，在不斷反應(yīng)中，使之接近沸點，再將其導(dǎo)入到降膜蒸發(fā)裝置中。步驟二：材料在預(yù)熱器內(nèi)加熱至接近沸點后，再送入降膜蒸發(fā)器與循環(huán)濃鹽水混合，被蒸發(fā)循環(huán)泵輸送至蒸發(fā)器頂部的溢流箱，通過分配器將液流均勻地分配到降膜管束進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，從而形成高濃度的濃鹽水。蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)除霧器去除夾帶的液滴、經(jīng)蒸發(fā)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器，為循環(huán)濃鹽水提供熱源。步驟三：在完成降膜蒸發(fā)后，將濃鹽液送入到結(jié)晶裝置當(dāng)中。通過加熱器加熱，升溫至沸點后，進(jìn)入結(jié)晶器閃蒸。步驟四：為維持結(jié)晶器內(nèi)濃漿液的含固量，將部分濃漿液輸送至離心脫水系統(tǒng)，進(jìn)行固液分離。五、高鹽廢水MVR蒸發(fā)處理，煤化工高鹽廢水MVR降膜蒸發(fā)結(jié)晶實例應(yīng)用分析：

從理論方面實現(xiàn)對煤化工高鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶工藝設(shè)計后，將該工藝技術(shù)應(yīng)用到某煤化工企業(yè)中，對其產(chǎn)生的高鹽廢水進(jìn)行處理。該套工藝全部在微正壓的工況下進(jìn)行，蒸發(fā)速度快、耗能低、濃度高且自動化程度高、生產(chǎn)運行穩(wěn)定、高效。但是在運行過程中本工藝技術(shù)在一定程度會出現(xiàn)降膜管的結(jié)垢堵塞問題。為解決以上問題，可以通過該項技術(shù)實現(xiàn)組合式的蒸發(fā)結(jié)晶。從換熱角度分析，采用上述選擇的降膜蒸發(fā)器，利用其沒有液柱的靜壓優(yōu)勢，可有效提高純熱溫差。在接近結(jié)晶濃度的情況下，廢水的結(jié)晶性結(jié)垢趨勢增大，而流動緩慢的降膜蒸發(fā)器難以達(dá)到要求。針對這一問題，結(jié)合強(qiáng)迫式蒸發(fā)器，使液體的流動速率加快，以此有利于進(jìn)行蒸發(fā)作業(yè)。在這一過程中，采用

MVR

技術(shù)的壓縮機(jī)以二次蒸汽為熱源，降低原蒸汽用量，可達(dá)到節(jié)約電能的效果。再從蒸發(fā)效率、結(jié)構(gòu)等方面考量，可以對高含鹽量的污水蒸發(fā)結(jié)晶工藝進(jìn)行優(yōu)化，采用一效降膜蒸發(fā)、一效強(qiáng)循環(huán)蒸發(fā)和

MVR

蒸