廢水蒸發方案

2023-02-14 01:06:04 字數 3432 閱讀 9118

隨著環保要求的逐步提高,同時含有氯化鈉氯化鉀的廢水處理要求也就越來越嚴格,為了實現收益最大化,能夠將溶液中的兩種鹽分離提純無疑是極好的。本文以處理量5t/h,含氯化鈉,含氯化鉀的混鹽溶液為例,給出了其中一種蒸汽耗量較低的多效蒸發分離方案。

利用氯化鈉和氯化鉀在不同溫度的溶解度不同原理,根據nacl-kcl-h20四元體系相圖的基本原理,在高溫濃縮結晶析出氯化鈉,在低溫濃縮結晶析出氯化鉀,溫度範圍為30~120℃。

將幾個蒸發器串聯執行的蒸發操作,使蒸汽熱能得到多次利用,從而提高熱能的利用率,多用於水溶液的處理。在多效蒸發操作的流程(見圖)中,第乙個蒸發器(稱為第一效)以生蒸汽作為加熱蒸汽,其餘稱為第二效、第三效,均以其前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽,從而可大幅度減少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽溫度總是低於其加熱蒸汽,故多效蒸發時各效的操作壓力及溶液沸騰溫度沿蒸汽流動方向依次降低。

依據二次蒸汽和溶液的流向,多效蒸發的流程可分為:①並流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通過各效。

由於前效壓力高於後效,料液可借壓差流動。但末效溶液濃度高而溫度低,溶液粘度大,因此傳熱系數低。②逆流流程。

溶液與二次蒸汽流動方向相反。需用幫浦將溶液送至壓力較高的前一效,各效溶液的濃度和溫度對粘度的影響大致抵消,各效傳熱條件基本相同。③錯流流程。

二次蒸汽依次通過各效,但料液則每效單獨進出,這種流程適用於有晶體析出的料液。

在生蒸汽溫度與末效冷凝器溫度相同(即總溫度差相同)條件下,將單效蒸發改為多效蒸發時,蒸發器效數增加,生蒸汽用量減少,但總蒸發量不僅不增加,反而因溫度差損失增加而有所下降。多效蒸發節省能耗,但降低裝置的生產強度,因而增加裝置投資。在實際生產中,應綜合考慮能耗和裝置投資,選定最佳的效數。

燒鹼等電解質溶液的蒸發,因其溫度差損失大,通常只採用2~3效(見彩圖);食糖等非電解質溶液,溫度差損失小,可用到4~6效;海水淡化所蒸發的水量大,在採取了各種減少溫度差損失的措施後,可採用20~30效

三、物料的特性及蒸發形式選型

原始物料說明:

根據溶液內主要含有氯化鉀,氯化鈉,要求出料結晶。晶體析出要過飽和蒸發,使晶體長大。含有晶體的溶液在蒸發系統執行,流量小了會造成堵管現象,為此我們必須採用強制迴圈的方式讓晶體混合溶液在蒸發系統流動。

多效強制迴圈蒸發系統是最佳的選擇。廢水的沸點公升高為9°,為此每效溫差不能小於15°才能有效持續蒸發。我們採用四效在真空狀態下工作。

每效的真空度不同,沸點不同,每效的蒸發溫度不同。這樣達到了節約能源的效果,利用前一效二次蒸汽加熱物料,在真空狀態下持續蒸發,乙個生蒸汽的進量,使用四次,完全吸收蒸汽的熱焓值。因為目前國內做的蒸汽在壓縮離心風機的額定蒸發量最小的為2.

5t/h,我們的量達不到最小額定值,為此蒸發結晶首選的是多效。

蒸發形式選型:

根據氯化鉀,氯化納結晶特性,採用四效蒸發高溫出氯化鈉,飽和氯化鉀滷水冷卻析鉀工藝,達到分離鉀、鈉,得到合格氯化鉀和氯化鈉產品。

材質選擇依據:

sus304 成份 0cr18ni9

sus316l 成份 00cr17ni14mo2

2205雙相鋼成份00cr22ni5mo3n(國標)

ta2鈦合金

根據**資料,過料部分採用2205,其他採用sus316l材質比較合適。

但考慮到高氯根對裝置的腐蝕及強制迴圈沖刷,加熱器高溫特點,一效列管用t10,二、三、四效列管用t2.

四、強制迴圈蒸發器流程說明

1、物料流程:物料經進料幫浦由原料罐進入板式預熱器和冷凝水熱交換器後進入四效強制迴圈蒸發加熱室,迴圈加熱,再通過切線噴入分離器,進行蒸發、汽液分離。水份蒸發後的二次蒸汽作為熱源對二效進行加熱,物料則通軸流幫浦送至三效強制迴圈加熱室。

同樣的方式在三效完成蒸發後,物料連續送入第二效強制迴圈系統,在第二效再次蒸發後,進入一效蒸發、結晶系統,氯化鈉晶體由出料幫浦打出,然後進入離心機上方旋液分離器。送至離心機脫水,母液回到一效強制迴圈系統。一效結晶器飽和上清液溢流至五效閃發降溫結晶器經降溫析出kcl,由出料幫浦打出,然後進入離心機上方旋液分離器。

送至離心機脫水,母液回到五效強制迴圈系統。五效析鉀上清液回流至四效。

2、蒸汽流程:蒸汽首先進入一效強制迴圈加熱室,和物料熱交換,加熱後的物料進入一效氣液分離器,產生二次蒸汽進入二效強制迴圈加熱室,同樣方式進入三效強制迴圈加熱室,三效氣液分離器產生的二次蒸汽進入四效,四效氣液分離器產生的二次蒸汽進入冷凝器 。最後由真空幫浦排除系統。

五效產生的二次蒸汽進入冷凝器 。最後由真空幫浦排除系統

3、冷凝水流程:一效至板式預熱器和原料熱交換後。送回鍋爐回用。、二效、三效、四效加熱室產生的冷凝水匯集到冷凝水罐,用冷凝水幫浦送至洗料回用。

4、不凝性氣體流程:各個加熱室效體上下側端都開有不凝性氣體出口,蒸發中產生的不凝性氣體經真空幫浦抽走並排出.(詳見工藝流程圖)

五、裝置的技術引數

技術方案內的引數為參考資料。以合同協議引數為準

六、產品配置清單:

七、裝置製造標準

非標裝置

1)gb151-1999《管殼式換熱器》

2)jb/t4710-2005《鋼製塔式容器》

3)jb/t4735-1997《鋼製焊接常壓容器》

4)jb/t4731-2005《鋼製臥式容器》

5)hg20580-1998《鋼製化工容器設計基礎規定》

6)hg20581-1998《鋼製化工容器材料選用規定》

7)hg20582-1998《鋼製化工容器強度計算規定》

8)hg20583-1998《鋼製化工容器結構設計規定》

9)hg20584-1998《鋼製化工容器製造技術要求》

10)hg205920~20635-97《鋼製管法蘭、墊片、緊韌體》

11)jb/t4736-2002《補強圈》

12)jb/t4712、4713、4724、4725-1992《容器支座》

13)jb/t4718~4720-92《管殼式換熱器用墊片》

14)gb/t983-1995《不鏽鋼焊條》

15)gb/t5117-1995《碳鋼焊條》

16)gb/t5118-1995《低合金鋼焊條》

17)hg/t21514~21535-2005《鋼製人孔和手孔》

18)hg21537.7~8-1995《攪拌傳動裝置》

19)hg21505-1992《組合式視鏡》

20)hg/t21619~620-1986《視鏡》、《帶頸視鏡》

21)hg20652-1998《塔器設計技術規定》

22)hg/t21618-1998《絲網除沫器》

23)hg/t21639-1980《塔頂吊柱》

24)hg/t21574-94《裝置吊耳》

25)jb/t1205-2001《塔盤技術條件》

26)hg/t21512-95《梁型氣體噴射式填料支承板》

27)gb/t13148-1991《不鏽鋼復合鋼板焊接技術條件》

28)hg/t20678-2000《襯裡鋼殼設計技術規定》

29)gb/t12459-2005《鋼製對焊無縫管件》

30)gb50316-2000《工業金屬管道設計規範》

31)gb50264-97《工業裝置及管道絕熱工程設計規範》

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