煤化工高鹽廢水采用蒸發(fā)器如何實(shí)現(xiàn)零排放
實(shí)例【內(nèi)蒙古伊泰化工項(xiàng)目】
我國(guó)是一個(gè)貧油、少氣、富煤的國(guó)家，煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占到了70%以上。中國(guó)能源以煤炭為主的狀況，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)都不會(huì)改變。近年來(lái)，由于石油價(jià)格居高不下，煤化工行業(yè)得到了迅速發(fā)展。雖然煤化工產(chǎn)品如柴油、汽油、航空煤油等在一定程度上替代了石油產(chǎn)品，但是它同時(shí)也帶來(lái)了**的環(huán)境壓力。其中，水資源的過(guò)度使用和破壞被認(rèn)為是*嚴(yán)重的問(wèn)題。有研究表明，煤化工企業(yè)每生產(chǎn)1t產(chǎn)品，直接液化需要6～7t水，間接液化需要 8～12t水，煤制甲醇需水10～17t，而煤制烯烴則需水20～30t。然而，我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量和水資源呈逆向分布，煤炭資源豐富的西部和北部地區(qū)多為干旱地區(qū)，水資源稀缺。另外，煤化工作為高污染高排放企業(yè)，如果其產(chǎn)生的大量廢水不能得到有效處理就直接排放，必將對(duì)周邊環(huán)境造成巨大污染。因此，未來(lái)如何深度處理煤化工廢水，如何對(duì)處理后的水進(jìn)行合理循環(huán)利用，從而降低污染物排放總量進(jìn)而達(dá)到近零排放，是煤化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。
煤化工廢水由于含有高濃度鹽分，無(wú)法生化處理或其它辦法處理，只能采用蒸發(fā)除鹽處理；還有些廢水可以通過(guò)蒸發(fā)濃縮，將廢水中的物質(zhì)變廢為寶。采用蒸發(fā)+結(jié)晶工藝處理煤化工廢水，使蒸發(fā)處理后的水循環(huán)利用，做到廢水零排放。
多效蒸發(fā)是將2個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行操作的過(guò)程。前一蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的二次蒸汽可以作為后一蒸發(fā)器的加熱蒸汽，只要后一蒸發(fā)器內(nèi)的壓力和溶液沸點(diǎn)較原來(lái)蒸發(fā)器中的低，則引入的二次蒸汽即能起到加熱熱源的作用。每一個(gè)蒸發(fā)器稱為一效，通過(guò)循環(huán)利用蒸汽，重復(fù)利用了熱能，從而降低了能耗成本。郭杰等利用三效蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)反滲透濃鹽水進(jìn)行了中試處理研究，其工藝流程如圖1所示。
反滲透濃鹽水首先經(jīng)過(guò)0.4MPa低壓飽和蒸汽進(jìn)行加熱，再依次進(jìn)入一效、二效、三效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，前一效蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽可以作為后一效蒸發(fā)器的熱源。*終蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝器冷卻成冷凝水，進(jìn)入淡水箱?；厥盏睦淠妼?dǎo)率＜200μS/cm、COD＜10mg/L、NH4+-N＜2mg/L，達(dá)到水質(zhì)回用要求。另一方面，從三效蒸發(fā)器中排出的飽和物料進(jìn)入到旋流增稠器，其中的稀溶液進(jìn)行外循環(huán)，而濃物料則進(jìn)入結(jié)晶器和離心機(jī)，*終轉(zhuǎn)化成固態(tài)鹽泥。
由于多效蒸發(fā)過(guò)程的能耗主要來(lái)自蒸汽，而在大多數(shù)的煤化工企業(yè)項(xiàng)目中，蒸汽是一種副產(chǎn)品，容易得到，成本較低，因此，多效蒸發(fā)技術(shù)非常適合煤化工廢水的處理。然而，在實(shí)際操作過(guò)程中，由于結(jié)垢作用，多效蒸發(fā)設(shè)備的蒸發(fā)量隨著使用時(shí)間的增加會(huì)逐漸減少，所以如何控制和清除多效蒸發(fā)過(guò)程中的鹽垢從而提高蒸發(fā)效率，是未來(lái)研究的方向。
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