韶关高盐(高氨氮)废水蒸发浓缩项目案例(200吨/天)
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韶关高盐(高氨氮)废水蒸发浓缩项目案例(200吨/天)

一、项目概况

1.1 废水组成
 

韶关绿然的设计任务书共分有二股废水,其废水指标如下:

A.物化车间废水:

该类废水一般含有盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐的钠盐或铵盐,总盐分浓度在5-10%左右,同时可能含有少量的钙盐,主要成分见表1,

表1物化废液成分表

序号 成分 含量
1 TDS 约5-10%(主要为盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐的钠盐或铵盐及有机物)
2 COD 3,000—30,000 mg/L
3 pH 约4-5

针对需要处理的废液和贵司所作的系列实验,废水蒸发过程中不会结胶,常压下的沸点100-105℃,浓缩至饱和(盐泥析出),沸点也不会超过108℃。继续蒸发,在有盐泥析出的情况下沸点在108-112℃,个别水样沸点可达到120℃。

B.高氨氮废水:

高氨氮废水主要来源贵司利用含铜蚀刻废液生产的碱铜和硫酸铜的过程,其含有大量的氯化铵和氯化钠,主要成分见表2。

表2高氨氮生产废水主要成分表

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

1.2 设计要求
 

三效强制循环蒸发为主要工艺,对上述废水分别进行蒸发浓缩,最终产物为蒸馏水和盐(氯化铵或混合盐泥)。
 

要求达到热结晶的效果,直接得到盐(或盐泥),分离后的母液返回重新蒸发。

对于有机质含量高,经浓缩后无法结晶出无机盐的废水,则以得到含水率小于50%的有机浓液为分离目标。

设计处理能力:总蒸发能力200吨/天(8.4吨/天)

其中:

A、物化废水处理量为:150吨/天;

B、高氨氮废水处理量为:40吨/天;

C、每天工作24小时,每周工作6天,其中5天用于物化废水处理,1天用于高氨氮废水处理;

二、.工艺描述

废液的流程

废液经由业主提供的废液泵送到本系统的进液口,回收系统2、3效和1效产生的蒸馏水的热量后进入系统的第二效蒸发器壳程,经过循环喷淋到换热管的外表面蒸发后浓度提高后排到第一效蒸发器的壳程,在此经过循环蒸发,浓度进一步提高至接近饱和状态,连同稠厚器溢流液和离心式分离机的母液进入缓冲罐,再由泵送到3效分离器中。3效循环泵将前2效浓缩后的废液送入第3效的管程并由2效的壳程的蒸汽进行加热提高温度,被加热后的废液在泵的压力下进入3效分离器中并闪蒸,浓度进一步提高并超过饱和浓度,至此在分离器的废液中会出现一定量的晶体,在圆锥形的分离器中,大部分晶体收集于锥尖部分,锥尖上部的浓液继续循环。

分离器底部的经过浓缩后的晶水混合物被送到稠厚器,在此晶水混合物进一步进行分层,上部清液溢流到缓冲罐中,由于稠厚器安装位置的高度差,稠厚器下部的晶体浓度较高的晶水混合物,在重力的作用下进入分离器进行晶水分离,得到盐分,而母液回缓冲罐重新进行蒸发。

再生蒸汽的流程

业主提供的蒸汽进入第一效的管程将热量传递给管外的废液,管内发生冷凝形成冷凝水收集于冷凝水罐,由于冷凝水的温度高,为充分利用热量,采用冷凝水罐中的冷凝水对已由2、3效蒸馏水预热后的原液进行进一步升温。

考虑尽量降低系统的蒸汽使用量,设计采用蒸汽喷射器将第一效产生的再生蒸汽部分与生蒸汽混合后进入第一效的管程,这样可以较大幅度减少蒸汽消耗。

第一效未被蒸汽喷射器吸入的再生蒸汽则进入第二效作为加热蒸汽并在此冷凝,二效管外废液蒸发产生再生蒸汽进入第三效的壳程作为3效的热源。

第三效分离器闪蒸产生的蒸汽进入主冷凝器进行冷凝。

系统蒸馏水罐闪蒸产生的蒸汽以及第三效蒸发器少量未冷凝的蒸汽/不凝气体也一同进入主冷凝器进行冷凝。

极少的主冷凝器未冷凝的蒸汽经过终冷凝器冷凝,剩余的不凝气体则经由水环式真空泵抽出排到大气,保持系统的热效率和蒸发过程持续进行。

不凝气体的流程

锅炉蒸汽和废液中都不同程度存在空气、二氧化碳等不凝气体,在蒸发和冷凝的过程中,这些气体会出现在系统中,需不断排出以维持系统的平稳运行和提高换热效率。

单一冷凝器设计不能确保系统的稳定运行,所以除主冷凝器外,还设置有终冷凝器。

第一效管程蒸汽冷凝后形成不凝气体排放到第二效的壳程。

第二效管程/第三效壳程蒸汽冷凝后形成不凝气体、第三效分离器闪蒸的蒸汽、蒸馏水罐闪蒸蒸汽排放到主冷凝器,经冷凝后在进入终冷凝器,彻底将蒸汽冷凝,不能冷凝的不凝气体则由水环式真空泵抽出排到大气。

冷凝水和蒸馏水的流程

生蒸汽与第一效的再生蒸汽混合后进入第一效蒸发器管程经过冷凝后排到冷凝水罐,小部分蒸馏水被喷洒到蒸汽喷射器出口对可能的过热蒸汽进行降温,大部分的冷凝水进入一个热回收装置对原液进行升温,同时将自身的温度降低,得到回收热能后将排出的水经过电导率自动检测仪,检测其水质是否受到污染,然后自动连锁装置可以将合格的水回用到锅炉用,不合格的水可以作为中水进行回用。

第二、三效蒸发器管程的蒸汽冷凝后产生的蒸馏水收集于蒸馏水罐。

主冷凝器和终冷凝器产生的蒸馏水也收集于蒸馏水罐。

收集于蒸馏水罐的蒸馏水经由蒸馏水泵排到一个板式换热器,将来液升温,同时降低自身的温度,以免排出高温的蒸馏水对环境或后续处理造成不良。

工艺流程图

 


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