内置蒸发器MVR系统处理高盐废水的应用

总第１７９期２０１９年第１期山西化工ＳＨＡＮＸＩＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＴｏｔａｌ１７９Ｎｏ．１，２０１９环境保护ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１０９／ｔｑ．２０１９．０１．６２收稿日期：２０１９－０１－０４基金项目：江苏省重点研发计划－产业前瞻与共性关键技术项目（ＢＥ２０１６１６４）。作者简介：王建，男，１９７４年出生，毕业于江苏大学，本科，高级工程师，从事化工装备的研发工作。内置蒸发器ＭＶＲ系统处理高盐废水的应用王建，徐翔（江苏和诚制药设备制造有限公司，江苏靖江２１４５００）摘要：随着化学工业进程的飞速发展，高盐废水的排放已严重影响环境生态和人类健康安全。为解决现有高盐废水蒸发能耗高的问题，通过分析现阶段高盐废水的处理方法和途径，并对内置蒸发器ＭＶＲ系统进行介绍，针对内置蒸发器ＭＶＲ蒸发处理高盐废水的应用及发展进行分析探讨。关键词：内置蒸发器；ＭＶＲ系统；高盐废水；应用中图分类号：ＴＱ０５１．５；Ｘ７９８文献标识码：Ａ文章编号：１００４－７０５０（２０１９）０１－０１６９－０３引言随着化学工业进程的飞速发展，各领域产生的高盐废水排放量越来越大，其排放对环境的影响日渐加大，已严重影响环境生态和人类健康安全。而高盐废水是指其含有机物和至少３．５％（质量分数）的总溶解性固体物的废水［１］；所含盐类多以Ｃｌ－、ＳＯ２－４、Ｎａ＋、Ｃａ２＋等可溶性无机盐物质为主。水污染防治行动计划的颁布，对全面控制污染物排放，狠抓工业污染防治尤其是对高盐废水处理提出更高要求。因此探索行之有效的处理系统已经成为现阶段废水处理的热点研究之一。１高盐废水处理现状１．１处理工艺方法目前，高盐废水主要采用生物法和非生物法两种处理方式［２］。生物法主要包括普通活性污泥和生物膜等传统方法，可去除废水中有机物；但由于生物法处理系统与选用工况条件及含盐水质特点有关。高盐废水环境下的微生物生物代谢处理功能丧失而易失效。非生物法包括蒸发、焚烧、膜分离、离子交换、电解法等方法。这些处理方法的缺点是运行费用高、易腐蚀、易堵塞、处理周期长及相关尾气的处理，使得处理工艺在高盐废水中的运用存在局限性。１．２蒸发结晶技术采用蒸发结晶技术是现在高盐废水的处理技术趋势。蒸发是利用加热方法使溶液中的部分溶剂汽化，从而增加溶液的盐浓度，为溶质的析出创造条件［３］。对预处理废水过程产生的高含盐污水，可通过蒸发结晶技术最终实现液体零排放［４］。而蒸发机组由蒸发器、分离器、机泵、阀门仪表及控制系统组成。２内置蒸发器２．１内置蒸发器的构成及作用内置蒸发器是一种新型节能蒸发器，整体为卧式结构［５］。内置蒸发器的换热器由减速机传动，并在蒸发室内部进行旋转；蒸发器的上部分设置有汽液分离器。旋转部件周向外侧上装有螺旋推料带，可以进行物料的搅动，从而增加物料溶液对流传热。两端用机械密封进行密封已保证操作工况下的独立性。蒸发室筒体设置有循环喷淋蒸发嘴，可以利用循环物料对加热管进行在线清洗，而且可以增加蒸发强度。换热管束整体设计为多流程结构，加热蒸汽换热利用，凝水在线无滞留外排，提高热效率，节能降耗，且该蒸发器处理含盐废水的系统可根据含盐废水物料参数进行组合，选用机械压缩蒸发、单效及多效蒸发的工艺使系统本身能基本达到热平衡，从而大幅度减少外来新鲜蒸汽的消耗。２．２内置蒸发器技术优势２．２．１有效防止堵管内置旋转蒸发器是由一个加热管束内置于密闭的蒸发腔内，并在外来机械力驱动下旋转，加热蒸汽由外在进口经由内部蒸汽分配仓再引入加热管内，物料由外管引入蒸发腔内，管内蒸汽被管外物料冷凝放出热量，对物料进行加热并冷凝，物料浓缩结晶在管外进行，不会因结晶而堵管。山西化工·１７０·ｓｘｈｘｇｙ＠１６３．ｃｏｍ第３９卷２．２．２增加相对速度由于物料有结晶倾向的特性，目前强制循环蒸发器依靠外加动力（例如泵）迫使流体沿一定方向循环。强制循环蒸发器的循环速度可高达２ｍ／ｓ，避免了溶液因生垢层和析出晶体二堵管的情况［６］。内置旋转蒸发器的加热管束在腔内转动，在刮板及列管束作用下，加热界面与物料之间相对最大剪切速度达到１２ｍ／ｓ，这个速度是任何其他形式的蒸发设备都不可能达到的，所以内置旋转蒸发有着独特不可比拟的冲刷速度。而对结晶物料粘壁最有效的方法就是增大物料与加热界面之间的相对速度，从这个角度看，内置旋转蒸发器是强制循环蒸发器抗结垢物结壁能力的６倍，是降膜蒸发器的３０倍。所以内置旋转蒸发器是结晶结垢物料最合适的蒸发形式。２．２．３气液分离器的突出作用在蒸发过程中，由于溶液容易气液夹带从而影响蒸汽压缩机的平稳运行，设计气液分离器需对二次蒸汽进行彻底的分离，保证进入压缩机的而其蒸气的纯净，从而有效地保护了蒸汽压缩机高速运行的平稳和二次蒸汽凝水清洁，可以做到二次蒸汽凝水的充分回用。２．２．４降低了投资成本内置旋转