三效蒸發(fā)器組成原理及應(yīng)用實(shí)例分享

蒸發(fā)是現(xiàn)代化工單元操作之一，即用加熱的方法使溶液中的部分溶劑汽化并去除，以提高溶液的濃度，或?yàn)槿苜|(zhì)析出創(chuàng)造條件。三效蒸發(fā)器脫鹽法是利用濃縮結(jié)晶系統(tǒng)將廢液中的無(wú)機(jī)鹽通過(guò)蒸發(fā)的方式加以去除的方法。三效蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的三個(gè)蒸發(fā)器組成，低溫（90℃左右）加熱蒸氣被引入第一效，加熱其中的廢液，產(chǎn)生的蒸氣被引入第二效作為加熱蒸氣，使第二效的廢液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)，這個(gè)過(guò)程一直重復(fù)到最后一效。第一效凝水返回?zé)嵩刺?，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出，一份的蒸氣投入，可以蒸發(fā)出多倍的水出來(lái)。同時(shí)，高鹽廢水經(jīng)過(guò)由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達(dá)到過(guò)飽和而結(jié)晶析出，由此實(shí)現(xiàn)鹽分與廢水的固液分離。在含鹽廢水的處理過(guò)程中，含鹽廢水進(jìn)入三效濃縮結(jié)晶裝置，經(jīng)過(guò)三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過(guò)程，分離為淡化水（淡化水可能含有微量低沸點(diǎn)有機(jī)物）和濃縮晶漿廢液；無(wú)機(jī)鹽和部分有機(jī)物可結(jié)晶分離出來(lái)，焚燒處理為無(wú)機(jī)鹽廢渣；不能結(jié)晶的有機(jī)物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器，形成固態(tài)廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產(chǎn)系統(tǒng)替代軟化水加以利用。三效蒸發(fā)器脫鹽法具有技術(shù)成熟、可處理廢水范圍廣、占地面積小、處理速度快、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的高含鹽廢水需要處理，三效蒸發(fā)器脫鹽法的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。三效蒸發(fā)器1、三效蒸發(fā)器應(yīng)用范圍三效蒸發(fā)器可應(yīng)用于處理化工生產(chǎn)、食品加工廠、醫(yī)藥生產(chǎn)、石油和天然氣采集加工等企業(yè)在工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5%～25%（質(zhì)量百分比），COD濃度為2000～10,000ppm。2、三效蒸發(fā)器組成及原理三效蒸發(fā)器主要由相互串聯(lián)的三組蒸發(fā)器、冷凝器、鹽分離器和輔助設(shè)備等組成（如圖所示）。三組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運(yùn)行，組成三效蒸發(fā)器。整套蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的生產(chǎn)方式。高含鹽廢水首先進(jìn)入一效強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶蒸發(fā)器，結(jié)晶蒸發(fā)器配有循環(huán)泵，將廢水打入蒸發(fā)換熱室，在蒸發(fā)換熱室內(nèi)，外接蒸氣液化產(chǎn)生汽化潛熱，對(duì)廢水進(jìn)行加熱。由于蒸發(fā)換熱室內(nèi)壓力較大，廢水在蒸發(fā)換熱室中在高于正常液體沸點(diǎn)壓力下加熱至過(guò)熱。加熱后的液體進(jìn)入結(jié)晶蒸發(fā)室后，廢水的壓力迅速下降導(dǎo)致部分廢水閃蒸，或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器作為動(dòng)力蒸氣對(duì)二效蒸發(fā)器進(jìn)行加熱，未蒸發(fā)廢水和鹽分暫存在結(jié)晶蒸發(fā)室。一效、二效、三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器之間通過(guò)平衡管相通，在負(fù)壓的作用下，高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動(dòng)，廢水不斷地被蒸發(fā)，廢水中鹽的濃度越來(lái)越高，當(dāng)廢水中的鹽分超過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，水中鹽分就會(huì)不斷地析出，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶室的下部的集鹽室。吸鹽泵不斷將含鹽的廢水送至旋渦鹽分離器，在旋渦鹽分離器內(nèi)，固態(tài)的鹽被分離進(jìn)入儲(chǔ)鹽池，分離后的廢水進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱，整個(gè)過(guò)程周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)水與鹽的最終分離。冷凝器連接有真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)抽掉蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發(fā)器保持負(fù)壓狀態(tài)，提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負(fù)壓的作用下，三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產(chǎn)生的二次蒸氣自動(dòng)進(jìn)入冷凝器，在循環(huán)冷卻水的冷卻下，廢水產(chǎn)生的二次蒸氣迅速轉(zhuǎn)變成冷凝水。冷凝水可采用連續(xù)出水的方式，回收至回用水池。三效蒸發(fā)器工藝流程圖三效蒸發(fā)器應(yīng)用實(shí)例1、處理對(duì)象及處理工藝高含鹽廢水的主要成分為15%氯化鈉溶液，廢水pH值為6～8，廢水COD為50,000ppm。處理量為3t/h。根據(jù)高含鹽廢水的特性，工藝設(shè)計(jì)按照三效蒸發(fā)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算，確定的三效蒸發(fā)器的主要技術(shù)參數(shù)如下：蒸發(fā)量Q=3000kg/h（每小時(shí)蒸發(fā)水分3000kg）；實(shí)際蒸氣耗量Q=1200kg/h（進(jìn)氣壓力0.3～0.4MPa）；一效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.03MPa；二效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.06MPa；三效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.085MPa；循環(huán)冷卻水耗量Q=40t/h；冷凝冷卻面積A=240m2；機(jī)組總功率P=25kW；機(jī)組占地面積為長(zhǎng)10m×寬5m×高4m。根據(jù)工藝，充分考慮廢水對(duì)設(shè)備的腐蝕性，且本著在滿足使用性的前提下盡量節(jié)約成本的原則，系統(tǒng)設(shè)備選材如下：1）蒸發(fā)器本體選擇碳鋼重防腐，可耐120℃以內(nèi)酸、堿、鹽溶液的腐蝕；2）加熱器選擇Ta1鈦管；3）冷凝冷卻器列管選用316L不銹鋼；4）出料螺桿泵選用316L不銹鋼材質(zhì)；5）回收水罐及閃蒸罐選用碳鋼噴涂防腐涂料；6）工藝管道、管件、閥門(mén)選用316L不銹鋼+PPR材質(zhì)；7）結(jié)晶罐選用碳鋼重防腐。2、處理結(jié)果及存在的問(wèn)題高含鹽廢水經(jīng)三效蒸發(fā)器處理后，產(chǎn)生了結(jié)晶鹽、有機(jī)物濃縮廢液和淡化水，結(jié)晶鹽和有機(jī)物濃縮廢液送到危險(xiǎn)廢物處置中心集中焚燒處置，淡化水回用到生產(chǎn)中進(jìn)一步利用。通過(guò)本系統(tǒng)的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，盡管三效蒸發(fā)器可以有效處理高含鹽廢水，但是還存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步克服，主要表現(xiàn)在：（1）廢水處理成本高。由于被處理的廢水多有腐蝕性，所以設(shè)備的選材需要考慮抗腐蝕性，成本較高。（2）整套設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中腐蝕嚴(yán)重，壽命短。在三效蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)中，雖然盡量選用抗腐蝕的材料，但是并不能避免腐蝕，尚存在設(shè)備使用壽命較短的問(wèn)題，需要及時(shí)更換。（3）三效蒸發(fā)器處理高含鹽廢水需要大量的蒸氣，很多地方不具備條件。（4）通過(guò)三效蒸發(fā)器處理后的高含鹽廢水還需要送人危險(xiǎn)廢物處置中心做進(jìn)一步處理。結(jié)論高含鹽廢水必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后才能回歸環(huán)境。實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的廢水處理方法并不適宜處理高含鹽廢水。在眾多的高含鹽廢水處理技術(shù)中，三效蒸發(fā)器脫鹽法