蒸發(fā)結(jié)晶處理廢水工藝及設(shè)備說明

1、氯化鈣廢水處理工藝及設(shè)備說明于二00五年二月十六日修改山東某化工集團(tuán)每天產(chǎn)生工業(yè)廢水8000噸。擬采用單套處理能力為2000t/d的五效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備五套處理該廢水，同時(shí)回收廢水中的氯化鈣，變廢為寶。下面對(duì)氯化鈣蒸發(fā)濃縮工藝流程和氯化鈣噴霧結(jié)晶工藝流程和設(shè)備予以說明。本技術(shù)說明包括兩部分，第一部分為：氯化鈣五效蒸發(fā)濃縮工藝及設(shè)備簡(jiǎn)介，第二部分為：噴霧干燥精制無水氯化鈣工藝及設(shè)備簡(jiǎn)介。第一部分單套處理量2000t/d氯化鈣五效蒸發(fā)結(jié)晶工藝及設(shè)備簡(jiǎn)介1濃縮介質(zhì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求1.1 進(jìn)料參數(shù)：?jiǎn)翁自O(shè)備原料液流量2000t/d,也就是83.5t/h,進(jìn)料濃度（含氯化鈣）：56%氯化鎂0.06%,COD=

2、30004000PPHfi:11-12,進(jìn)料溫度（0C）:80。1.2 出料參數(shù)：由于氯化鈣水溶液沸點(diǎn)隨濃度的升高而顯著升高（如濃度為58%寸沸點(diǎn)升高41度），沸點(diǎn)的升高直接損失了蒸發(fā)的推動(dòng)力一溫差，對(duì)蒸發(fā)設(shè)備白設(shè)計(jì)不利，將濃縮和結(jié)晶綜合考慮，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出如下結(jié)果：將氯化鈣濃縮到4951麻度，溫度1250C,進(jìn)入噴霧干燥器進(jìn)行干燥結(jié)晶，有如下優(yōu)點(diǎn)：蒸發(fā)設(shè)備能設(shè)計(jì)成五效，達(dá)到節(jié)能目的，雖然干燥設(shè)備的能耗略有增加，但總能耗水平較低；由于出料濃度離與飽和濃度有一定的差值，使蒸發(fā)設(shè)備操作控制方便；由于氯化鈣結(jié)晶時(shí)吸熱，一旦其在干燥的中間貯罐中溫度降低而結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)的吸熱將加速結(jié)晶過程，為了避免這

3、一不利的過程發(fā)生，同時(shí)為了使干燥的中間貯罐不必啟動(dòng)保溫系統(tǒng)（或不帶保溫系統(tǒng)），設(shè)計(jì)為第一效出料。根據(jù)上述總體考慮，蒸發(fā)濃縮設(shè)備的出料量為910t/h,濃度4951%單套設(shè)備的蒸發(fā)量應(yīng)為74.5t/h,為留有10嗾量，實(shí)際設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為82t/h。蒸發(fā)濃縮工藝另外還產(chǎn)生工業(yè)用水75t/h。2蒸發(fā)工藝說明蒸汽、物料和冷凝水的流動(dòng)路線蒸汽、物料和冷凝水的流動(dòng)路線詳見工藝流程圖。蒸汽流動(dòng)方向：為了盡可能減少蒸汽耗量，節(jié)約能源，降低處理成本，設(shè)計(jì)采用錯(cuò)流式五效蒸發(fā)器。生蒸汽進(jìn)入一效，一效蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽在第一效分離室內(nèi)與料液分離后，以20m/s左右的速度（不同的效此速度不同）進(jìn)入第一效除沫器，去除其中的大

4、部分霧滴夾帶后，作為熱源進(jìn)入二效蒸發(fā)器，二效蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入三效，三效蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入四效，四效蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入五效蒸發(fā)器作為熱源。五效蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入直接噴淋式冷凝器冷凝，冷凝器后接水環(huán)式真空泵。料液流動(dòng)方向：原料液經(jīng)PP01號(hào)泵加壓進(jìn)入預(yù)熱器A,經(jīng)第一效產(chǎn)生的冷凝水加熱，溫度由80oC升高到1001100c，然后進(jìn)入前置分離室，在抽風(fēng)機(jī)的作用下，具有一定的真空度，部分料液閃蒸后排放到大氣中，其中包括部分低沸點(diǎn)的COD物質(zhì)，目的是降低冷凝液中的COD含量。原料液在泵PP02作用下由前置分離器進(jìn)入第三效濃縮，第三效濃縮后的料液經(jīng)泵PP03進(jìn)入第四效，第四效濃縮后的料液經(jīng)泵PP04進(jìn)入第

5、五效，第五效濃縮后的料液溫度為55°C左右，經(jīng)泵PP05作用依次進(jìn)入預(yù)熱器D、C、B,溫度升高到90oC左右。進(jìn)入第二效蒸發(fā)器蒸發(fā)，經(jīng)泵PP06進(jìn)入第一效蒸發(fā)濃縮。預(yù)熱器D、C、B通過第一、第二和第三效蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水加熱。氯化鈣濃縮到4951啾度，溫度1250c后，經(jīng)泵PP07由蒸發(fā)系統(tǒng)排到干燥結(jié)晶系統(tǒng)。由于料液通過第三、四、五等效濃縮后濃度較高，為降低污垢形成的速度，第二效和第一效采用自然循環(huán)蒸發(fā)器。第三、四、五等效采用降膜蒸發(fā)器。冷凝液流動(dòng)方向：第一效產(chǎn)生的冷凝水是由生蒸汽冷凝而成的，因而純度高，它經(jīng)預(yù)熱器A放熱后，溫度由1500c降低到1000c左右，再進(jìn)入預(yù)熱器D進(jìn)一步放

6、熱，然后回到鍋爐，循環(huán)使用。第二和第三效產(chǎn)生的冷凝水具有正壓力，經(jīng)由疏水閥排出后進(jìn)入預(yù)熱器B放熱后進(jìn)入冷凝水罐B,由泵PP08排出。第四效產(chǎn)生的冷凝水具有負(fù)壓力，它經(jīng)由用作動(dòng)態(tài)密封的U形管進(jìn)入第五效的加熱器殼程，由于其絕壓高于第五效加熱器殼程絕壓，所以一部分冷凝水會(huì)閃蒸成蒸汽，以回收部分熱量，未閃蒸部分和第五效產(chǎn)生的冷凝水一起經(jīng)由另一根用作動(dòng)態(tài)密封的U形管進(jìn)入冷凝水罐A,然后由泵PP09排出。設(shè)備的真空度是通過噴淋式冷凝器和水環(huán)式真空泵共同提供的。各效主要操作參數(shù)、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)及外形尺寸見表1:表1污水處理量2000t/d（蒸發(fā)量74t/h）的氯化鈣五效蒸發(fā)濃縮設(shè)備設(shè)計(jì)操作參數(shù)效數(shù)第1效第

7、2效第3效第4效第5效殼程溫度oC/壓力173/760kPPa134/210kPPa105/21kPPa90/-30kPPa73/-64kPPa分離室溫度/壓力134/210kPPa105/21kPPa90/-30kPPa73/-64kPPa55/-84kPPa管路+液位+濃度溫差損失0+2+232+3+102+0+12+0+32+0+4有效溫差0c1414121212蒸發(fā)量kg/h1855017050156501430012950熱流里kJ/s12000110001015092508400效傳熱系數(shù)W/m2s80075011001000950計(jì)算換熱面積m210711048769770737

8、設(shè)計(jì)換熱面積m212851285924924924換熱管尺寸mm$19X2X6000（）19X2X6000（）38X2.5X8000（）38X2.5X8000（）38X2.5X8000換熱管數(shù)量36493649980980980換熱器外形尺寸mm由于管數(shù)多，需布管后才能確定筒體內(nèi)徑，再確定外形尺寸。分離器外形尺寸mm（）2000X4000（）2000X400043200X5000（f）2600X5000（）2800X5000除沫器外形尺寸mm41000X3500（f）1200X4500（f）1400X5300（f）1600X5600（f）1800X6300進(jìn)料量/出料量（kg/h）27550/

9、900044600/2755087500/7185071850/5755057550/44600進(jìn)料濃度/出料濃度（）17.5/5010.8/17.55.5/6.76.7/8.48.4/10.83工藝特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)工藝綜合考慮了蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶的總體經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究了處理對(duì)象在蒸發(fā)過程中不同溫度和濃度下物理性質(zhì)的不同，針對(duì)性地采用與之相適應(yīng)的蒸發(fā)器類型和操作參數(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：減緩換熱面污垢形成的速度，提高了傳熱效率，增長(zhǎng)設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備清洗的次數(shù)。本工藝采用預(yù)熱器和冷凝水閃蒸等措施回收熱能，采用五效蒸發(fā)，降低了能耗，每噸蒸汽可蒸發(fā)水4.05噸以上，熱效率高。本工藝采用旋

10、風(fēng)分離器回收蒸汽中的霧滴，既能降低冷凝液中CODt量，又能減小分離室的尺寸，避免設(shè)備過于龐大造成的運(yùn)輸困難。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)為：水份蒸發(fā)量：74t/ho蒸發(fā)耗汽量：19t/h,生蒸汽壓力0.8MPPa。冷卻水用量：500t/h（循環(huán)使用），進(jìn)水溫度：低于25°。真空度：0.088MPPa耗電量：全套蒸發(fā)設(shè)備耗電量：420kWZ設(shè)備最大高度：10m設(shè)備最大安裝高度：14m安裝單套設(shè)備的機(jī)架：長(zhǎng)x寬x高=50x4mx12m,機(jī)架為6m和12m高兩層平臺(tái)。第二部分噴霧干燥精制無水氯化鈣結(jié)晶設(shè)備工藝簡(jiǎn)介1工藝簡(jiǎn)介如采用蒸發(fā)結(jié)晶工藝，也能得到氯化鈣結(jié)晶，但這樣得到的產(chǎn)品純度雖然達(dá)到95%Z上，

11、1含有2個(gè)結(jié)晶水，作為產(chǎn)品銷售，價(jià)格較低。而無水氯化鈣的價(jià)格較高，而某公司正好有可燃性廢氣可以利用。因此，擬采用噴霧干燥工藝精制無水氯化鈣結(jié)晶，工藝流程見噴霧干燥精制無水氯化鈣工藝流程圖。由蒸發(fā)結(jié)晶工藝得到的濃度為50%溫度為1250c左右的氯化鈣水溶液進(jìn)入中間貯罐保溫，經(jīng)過濾后進(jìn)入噴霧干燥機(jī)，通過溫度為400500oC的空氣干燥，成為無水氯化鈣顆粒。干燥機(jī)加熱室所需熱量由可燃性廢氣提供。2干燥設(shè)備的選型及廠房要求：第一套蒸發(fā)濃縮設(shè)備單獨(dú)配置噴霧干燥器。每天處理量以2000噸計(jì)算，通過干燥結(jié)晶應(yīng)該得到的無水氯化鈣的產(chǎn)量為100120噸。干燥設(shè)備的水分蒸發(fā)量為100120噸，即：5t/h。干燥設(shè)

12、備需做廠房，廠房要求的高度凈空為18m單臺(tái)干燥設(shè)備占地面積為一一215x18m=270m。各主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)1第一效加熱器設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明殼程料液名稱水蒸汽管程料液名稱氯化鈣濃縮液殼程壓力kPa750管程壓力kPa210殼程進(jìn)汽溫度0c175管程進(jìn)料溫度0c-105殼程出水溫度0c175管程出料溫度0c134殼程進(jìn)蒸汽流量kg/h20000管程進(jìn)料流量kg/h27550（循環(huán)）殼程出水流量kg/h20000管程出料流量kg/h-9800（循環(huán)）筒體結(jié)構(gòu)形式管板兼作法蘭或管板、法蘭分開均可。封頭形式上下標(biāo)準(zhǔn)橢圓形材料按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積見上表，單管程結(jié)構(gòu)。2第二

13、效加熱器設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明殼程料液名稱水蒸汽管程料液名稱氯化鈣濃縮液殼程壓力kPa210管程壓力kPa21殼程進(jìn)汽溫度0c134管程進(jìn)料溫度0c-100殼程出水溫度0c134管程出料溫度0c105殼程進(jìn)蒸汽流量kg/h19000管程進(jìn)料流量kg/h44600（循環(huán)）殼程出水流量kg/h19000管程出料流量kg/h27550（循環(huán)）筒體結(jié)構(gòu)形式管板兼作法蘭或管板、法蘭分開均可。封頭形式上下標(biāo)準(zhǔn)橢圓形材料按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積見上表，單管程結(jié)構(gòu)3第三效垂直降膜蒸發(fā)器設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明殼程料液名稱水蒸汽管程料液名稱氯化鈣水溶液殼程壓力kPa21管程壓

14、力kPa-30殼程進(jìn)汽溫度0c105管程進(jìn)料溫度0c80殼程出水溫度0c105管程出料溫度0c90殼程進(jìn)蒸汽流量kg/h17500管程進(jìn)料流量kg/h87550殼程出水流量kg/h17500管程出料流量kg/h71850筒體結(jié)構(gòu)形式管板兼作法蘭或管板、法蘭分開均可。封頭形式上下標(biāo)準(zhǔn)橢圓形材料按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積見上表4第四效垂直降膜蒸發(fā)器設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明殼程料液名稱水蒸汽管程料液名稱氯化鈣水溶液殼程壓力kPa-30管程壓力kPa-64殼程進(jìn)汽溫度0c90管程進(jìn)料溫度0c90殼程出水溫度0c90管程出料溫度0c73殼程進(jìn)蒸汽流量kg/h16000管程進(jìn)料流量kg

15、/h71850殼程出水流量kg/h16000管程出料流量kg/h57550筒體結(jié)構(gòu)形式管板兼作法蘭或管板、法蘭分開均可。封頭形式上下標(biāo)準(zhǔn)橢圓形材料按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積見上表5第五效垂直降膜蒸發(fā)器設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明殼程料液名稱水蒸汽管程料液名稱氯化鈣水溶液殼程壓力kPa-64管程壓力kPa-84殼程進(jìn)汽溫度0c73管程進(jìn)料溫度0c73殼程出水溫度0c73管程出料溫度0c55殼程進(jìn)蒸汽流量kg/h14500管程進(jìn)料流量kg/h57550殼程出水流量kg/h14500管程出料流量kg/h44600筒體結(jié)構(gòu)形式管板兼作法蘭或管板、法蘭分開均可。封頭形式上下標(biāo)準(zhǔn)橢圓形材料

16、按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積見上表:、分離室若各效分離室都按第五效設(shè)計(jì)，請(qǐng)將筒體高度和筒體直徑按第五效的尺寸改過來，設(shè)計(jì)。分離室需配人孔1,窺視鏡3。1第一效分離室設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明內(nèi)壓力kPa210料液名稱氯化鈣水溶液料液溫度0c134筒體部分高度3000mm筒體內(nèi)徑2000mm上封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓形下封頭90度錐體材料及內(nèi)部結(jié)構(gòu)按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積，以及汽液流量見上表。2第二效分離室設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明內(nèi)壓力kPa21料液名稱氯化鈣水溶液料液溫度0c105筒體部分高度3500mm筒體內(nèi)徑2200mm上封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓形下封頭90度錐體材料及內(nèi)部結(jié)構(gòu)按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積，以及汽液流量見上表。3第三效分離室設(shè)計(jì)參數(shù)科目數(shù)值或說明科目數(shù)值或說明內(nèi)壓力kPa-30料液名稱氯化鈣水溶液料液溫度0c90筒體部分高度3500mm筒體內(nèi)徑2400mm上封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓形下封頭90度錐體材料及內(nèi)部結(jié)構(gòu)按商定，換熱管規(guī)格、數(shù)量和換熱面積，以及汽液流量見上表。4第四效分離室