李國強(qiáng)（河北鼎威化工設(shè)備有限公司，河北石家莊050000）

多效蒸發(fā)結(jié)晶在硝酸鈉廢水處理中的應(yīng)用

李國強(qiáng)（河北鼎威化工設(shè)備有限公司，河北石家莊050000）

在染料、冶金、化肥等行業(yè)生產(chǎn)中都會產(chǎn)生硝酸鈉廢水，硝酸鈉廢水的處理及硝酸鈉產(chǎn)品的回收是目前較為急于解決的問題，而目前較為傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝存在部分弊端，本文介紹了一種較為經(jīng)濟(jì)的硝酸鈉廢水處理及產(chǎn)品回收工藝，通過生產(chǎn)實(shí)例進(jìn)行分析。

硝酸鈉；多效蒸發(fā)器；閃蒸結(jié)晶

近幾年我國硝酸鈉市場需求量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。其用途較為廣泛，例如：搪瓷、玻璃、無機(jī)、化肥、染料、冶金、機(jī)械等［1］。因此相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展都對硝酸鈉應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓寬起到了積極作用，極大地帶動了硝酸鈉市場需求量的增加。上下游行業(yè)的快速發(fā)展為硝酸鈉行業(yè)帶來了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，且具有龐大的市場；市場需求增大同時(shí)生產(chǎn)規(guī)模增大、生產(chǎn)廠家增多，不論是硝酸鈉的生產(chǎn)還是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硝酸鈉廢水的處理規(guī)模和處理要求日益增大，目前的生產(chǎn)工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)下的生產(chǎn)、市場需求，因此硝酸鈉多效蒸發(fā)濃縮處理系統(tǒng)可以在市場需求下迅速得到廣泛應(yīng)用。

一、生產(chǎn)現(xiàn)狀

國內(nèi)硝酸鈉廢水的主要處理方式有兩種，一種是自然蒸發(fā)或排放，自然蒸發(fā)會造成廢水大量積壓，會給主生產(chǎn)系統(tǒng)造成很大的限制，而廢水長期直接排放至水體內(nèi)，會產(chǎn)生嚴(yán)重的水體污染問題；一種是低效率蒸發(fā)，即釜式蒸發(fā)（常壓蒸發(fā)），這種處理工藝是一種間歇處理系統(tǒng)，不僅處理效率低，、工程消耗高、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，而且人工費(fèi)用較高、設(shè)備占地面積大；釜式蒸發(fā)雖然能夠處理硝酸鈉廢水，但由于其處理效率低，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足主生產(chǎn)系統(tǒng)的處理要求，給主生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的限制，因此只能適用于小型工業(yè)生產(chǎn)。

二、多效蒸發(fā)工藝

硝酸鈉廢水處理先采用三效逆流蒸發(fā)濃縮進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮后的濃縮液再利用真空結(jié)晶器進(jìn)行閃蒸結(jié)晶，閃蒸結(jié)晶過程中產(chǎn)生的固液混合物利用離心機(jī)進(jìn)行離心分離，分離出的固體物料利用盤式連續(xù)干燥器進(jìn)行干燥，產(chǎn)品再包裝做為產(chǎn)品。分離出的母液返回三效逆流蒸發(fā)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無污染排放。蒸發(fā)濃縮、閃蒸結(jié)晶過程中產(chǎn)生的蒸汽再進(jìn)行冷凝回收，回收的達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的冷凝水的可以直接排放或返回主系統(tǒng)再利用。

三、技術(shù)要點(diǎn)

1.蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)采用多效蒸發(fā)器［2］：將加熱蒸汽通入一效蒸發(fā)器，溶液受熱而沸騰，產(chǎn)生的二次蒸汽可當(dāng)作加熱蒸汽，引入另一個(gè)蒸發(fā)器，只要后者蒸發(fā)室壓力和溶液沸點(diǎn)均較原來蒸發(fā)器中的為低，則引入的二次蒸汽即能起加熱熱源的作用，依此類推。產(chǎn)生循環(huán)利用，于多次重復(fù)利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，這樣大大降低了成本，也增加了效率。

2.蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)采用逆流工藝：加熱蒸汽依次進(jìn)入一、二、三效蒸發(fā)器，而含有硝酸鈉的廢水經(jīng)預(yù)熱后首先進(jìn)入三效蒸發(fā)器，再依次進(jìn)入二、一效蒸發(fā)器，硝酸鈉濃縮溶液在一效蒸發(fā)器高溫出料，出料時(shí)沒有大量的結(jié)晶析出，有效的保證了一效蒸發(fā)器在無結(jié)晶或含少量結(jié)晶的狀態(tài)下運(yùn)行，延長了蒸發(fā)器的生產(chǎn)使用周期，此外由于系統(tǒng)出料無結(jié)晶或含少量結(jié)晶，很大程度的減少了物料輸送堵塞的情況。

3.閃蒸結(jié)晶：結(jié)晶采用閃蒸結(jié)晶的方式進(jìn)行結(jié)晶：蒸發(fā)濃縮后的高溫硝酸鈉溶液進(jìn)入真空閃蒸結(jié)晶器的閃蒸罐，閃蒸后的溶液在結(jié)晶器內(nèi)循環(huán)，閃蒸汽相部分進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝回收。此種結(jié)晶器屬于典型的母液循環(huán)式，它的優(yōu)點(diǎn)在于循環(huán)液中基本不含晶粒，從而避免發(fā)生葉輪與晶粒見的接觸成核現(xiàn)象，再加上結(jié)晶室的粒度分級作用，使這種結(jié)晶器所產(chǎn)生的晶體大而均勻，相比于冷卻結(jié)晶形式更節(jié)能，更不易堵塞和結(jié)疤。

4.冷凝水回收：一效蒸發(fā)器利用生蒸汽的熱量進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，生蒸汽在一效蒸發(fā)器的殼程內(nèi)冷凝后，進(jìn)入冷凝水預(yù)熱器再次預(yù)熱物料，實(shí)現(xiàn)了能量再利用；降溫后的冷凝水既可以進(jìn)入鍋爐房再利用，也可以在系統(tǒng)內(nèi)再利用，例如：化料、清潔設(shè)備或小面積采暖等。由于在蒸發(fā)過程中的冷凝水的水質(zhì)均可以達(dá)到環(huán)保排放要求，二、三效蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽冷凝后的冷凝水均進(jìn)入了冷凝水罐進(jìn)行集中收集即可再利用也可以直接排放。

四、消耗及指標(biāo)

廢水處理量生蒸汽溫度循環(huán)水溫度10 0.5 30 t/h MPaG℃蒸汽耗量總運(yùn)行功率循環(huán)水消耗量4.24 182.9 240 t/h Kw h t/h

五、工藝生產(chǎn)結(jié)論

多效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了硝酸鈉生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定、環(huán)保、投資低、消耗低的目標(biāo)。

硝酸鈉廢水處理及回收系統(tǒng)在處理過程中基本實(shí)現(xiàn)了固、液、氣的零排放，汽相部分均冷凝回收，液相部分均收集后再利用，固相部分做為產(chǎn)品出售，不僅車間內(nèi)操作工人的生產(chǎn)操作環(huán)境大的改善，車間周圍的大氣、水、土壤等環(huán)境要素的污染程度大大的減輕。

［1］天津化工研究院等編.無機(jī)鹽手冊（下冊）［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社1988.

［2］王漢松主編.石油化工設(shè)計(jì)手冊（第三卷）第7章蒸發(fā)［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社2001.12.

李國強(qiáng)（1976-），男，工程師，主要從事化工單元操作工藝和化工設(shè)備的研究工作