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化工廢水 ENGINEERING
 
韶關高鹽(高氨氮)廢水蒸發濃縮項目案例(200噸/天)

一、項目概況

1.1 廢水組成
 

韶關綠然的設計任務書共分有二股廢水,其廢水指標如下:

A.物化車間廢水:

該類廢水一般含有鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽的鈉鹽或銨鹽,總鹽分濃度在5-10%左右,同時可能含有少量的鈣鹽,主要成分見表1,

表1物化廢液成分表

序號 成分 含量
1 TDS 約5-10%(主要為鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽的鈉鹽或銨鹽及有機物)
2 COD 3,000—30,000 mg/L
3 pH 約4-5

針對需要處理的廢液和貴司所作的系列實驗,廢水蒸發過程中不會結膠,常壓下的沸點100-105℃,濃縮至飽和(鹽泥析出),沸點也不會超過108℃。繼續蒸發,在有鹽泥析出的情況下沸點在108-112℃,個別水樣沸點可達到120℃。

B.高氨氮廢水:

高氨氮廢水主要來源貴司利用含銅蝕刻廢液生產的堿銅和硫酸銅的過程,其含有大量的氯化銨和氯化鈉,主要成分見表2。

表2高氨氮生產廢水主要成分表

序號 成分 含量
1 NH4Cl 12%--18%
2 NaCl 2%--3%

1.2 設計要求
 

三效強制循環蒸發為主要工藝,對上述廢水分別進行蒸發濃縮,最終產物為蒸餾水和鹽(氯化銨或混合鹽泥)。
 

要求達到熱結晶的效果,直接得到鹽(或鹽泥),分離后的母液返回重新蒸發。

對于有機質含量高,經濃縮后無法結晶出無機鹽的廢水,則以得到含水率小于50%的有機濃液為分離目標。

設計處理能力:總蒸發能力200噸/天(8.4噸/天)

其中:

A、物化廢水處理量為:150噸/天;

B、高氨氮廢水處理量為:40噸/天;

C、每天工作24小時,每周工作6天,其中5天用于物化廢水處理,1天用于高氨氮廢水處理;

二、.工藝描述

廢液的流程

廢液經由業主提供的廢液泵送到本系統的進液口,回收系統2、3效和1效產生的蒸餾水的熱量后進入系統的第二效蒸發器殼程,經過循環噴淋到換熱管的外表面蒸發后濃度提高后排到第一效蒸發器的殼程,在此經過循環蒸發,濃度進一步提高至接近飽和狀態,連同稠厚器溢流液和離心式分離機的母液進入緩沖罐,再由泵送到3效分離器中。3效循環泵將前2效濃縮后的廢液送入第3效的管程并由2效的殼程的蒸汽進行加熱提高溫度,被加熱后的廢液在泵的壓力下進入3效分離器中并閃蒸,濃度進一步提高并超過飽和濃度,至此在分離器的廢液中會出現一定量的晶體,在圓錐形的分離器中,大部分晶體收集于錐尖部分,錐尖上部的濃液繼續循環。

分離器底部的經過濃縮后的晶水混合物被送到稠厚器,在此晶水混合物進一步進行分層,上部清液溢流到緩沖罐中,由于稠厚器安裝位置的高度差,稠厚器下部的晶體濃度較高的晶水混合物,在重力的作用下進入分離器進行晶水分離,得到鹽分,而母液回緩沖罐重新進行蒸發。

再生蒸汽的流程

業主提供的蒸汽進入第一效的管程將熱量傳遞給管外的廢液,管內發生冷凝形成冷凝水收集于冷凝水罐,由于冷凝水的溫度高,為充分利用熱量,采用冷凝水罐中的冷凝水對已由2、3效蒸餾水預熱后的原液進行進一步升溫。

考慮盡量降低系統的蒸汽使用量,設計采用蒸汽噴射器將第一效產生的再生蒸汽部分與生蒸汽混合后進入第一效的管程,這樣可以較大幅度減少蒸汽消耗。

第一效未被蒸汽噴射器吸入的再生蒸汽則進入第二效作為加熱蒸汽并在此冷凝,二效管外廢液蒸發產生再生蒸汽進入第三效的殼程作為3效的熱源。

第三效分離器閃蒸產生的蒸汽進入主冷凝器進行冷凝。

系統蒸餾水罐閃蒸產生的蒸汽以及第三效蒸發器少量未冷凝的蒸汽/不凝氣體也一同進入主冷凝器進行冷凝。

極少的主冷凝器未冷凝的蒸汽經過終冷凝器冷凝,剩余的不凝氣體則經由水環式真空泵抽出排到大氣,保持系統的熱效率和蒸發過程持續進行。

不凝氣體的流程

鍋爐蒸汽和廢液中都不同程度存在空氣、二氧化碳等不凝氣體,在蒸發和冷凝的過程中,這些氣體會出現在系統中,需不斷排出以維持系統的平穩運行和提高換熱效率。

單一冷凝器設計不能確保系統的穩定運行,所以除主冷凝器外,還設置有終冷凝器。

第一效管程蒸汽冷凝后形成不凝氣體排放到第二效的殼程。

第二效管程/第三效殼程蒸汽冷凝后形成不凝氣體、第三效分離器閃蒸的蒸汽、蒸餾水罐閃蒸蒸汽排放到主冷凝器,經冷凝后在進入終冷凝器,徹底將蒸汽冷凝,不能冷凝的不凝氣體則由水環式真空泵抽出排到大氣。

冷凝水和蒸餾水的流程

生蒸汽與第一效的再生蒸汽混合后進入第一效蒸發器管程經過冷凝后排到冷凝水罐,小部分蒸餾水被噴灑到蒸汽噴射器出口對可能的過熱蒸汽進行降溫,大部分的冷凝水進入一個熱回收裝置對原液進行升溫,同時將自身的溫度降低,得到回收熱能后將排出的水經過電導率自動檢測儀,檢測其水質是否受到污染,然后自動連鎖裝置可以將合格的水回用到鍋爐用,不合格的水可以作為中水進行回用。

第二、三效蒸發器管程的蒸汽冷凝后產生的蒸餾水收集于蒸餾水罐。

主冷凝器和終冷凝器產生的蒸餾水也收集于蒸餾水罐。

收集于蒸餾水罐的蒸餾水經由蒸餾水泵排到一個板式換熱器,將來液升溫,同時降低自身的溫度,以免排出高溫的蒸餾水對環境或后續處理造成不良。

工藝流程圖

 
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