郭瑞亞，胡曉靜，趙貫舟

（1.河北工大晟珂工程科技有限公司，河北 石家莊 050000;2.中國電子系統(tǒng)工程第四建設(shè)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引 言

近十幾年來，我國煤化工行業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展，一些煤化工項目相繼建成。由于煤化工項目需水量大，在實際運行中會產(chǎn)生大量的含鹽廢水，為了實現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保理念，煤化工廢水處理的“零排放”成為了各煤化工企業(yè)亟待解決的難題。某煤化工廠含鹽廢水需進行綜合回收利用，對此項目進行含鹽廢水零排放的工藝選型設(shè)計。

1 設(shè)計依據(jù)

（1） 取上游工段含鹽廢水，水量約18 m3/h。

（2） 濃度：20%～25%（重量百分比）。

（3） 水質(zhì)：估算水質(zhì)成分及含量：Na+=92 157.5 mg/L；K+=663.5 mg/L；Ca2+=0.9 mg/L；Mg2+=0.02 mg/L；Fe3+=5.6 mg/L；Cl-=934 265 mg/L；SO42-=10 380.7 mg/L；HCO3-=0.86 mg/L；F-=215 mg/L。

（4） 溫度：95 ℃。

根據(jù)物料守恒定律，上述水質(zhì)的主要成分為氯化鈉和硫酸鈉，故按這2 種混鹽來做物料衡算和熱量衡算。經(jīng)計算一效蒸發(fā)系統(tǒng)和二效蒸發(fā)系統(tǒng)均產(chǎn)生結(jié)晶鹽。因此，為保證設(shè)備能夠長期穩(wěn)定并且安全的運行，同時為減少堵塞管路的風險，在蒸發(fā)結(jié)晶器的選擇上采用抗結(jié)疤能力強的強制循環(huán)蒸發(fā)器。

2 工藝路線

2.1 含鹽廢水雙效強制蒸發(fā)系統(tǒng)的流程

將選取的上游工段含鹽廢水試樣進行雙效強制蒸發(fā)，其工藝流程如下。

（1） 物料由上料泵注入一效蒸發(fā)系統(tǒng)中，進行效內(nèi)的循環(huán)濃縮，然后進入二效蒸發(fā)系統(tǒng)。

（2） 濃縮液在二效蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)進行蒸發(fā)結(jié)晶，通過軸流泵實現(xiàn)效內(nèi)循環(huán)，然后，由二效出料泵輸送到旋液分離器中。

（3） 在旋液分離器中分離出的上部清液回流到二效蒸發(fā)系統(tǒng)中，下部增濃的晶漿進入到稠厚器中進一步的增濃。

（4） 增濃后的晶漿進入到離心機中進行固液分離。

（5） 離心出來的母液進入到母液罐中，經(jīng)母液泵返回到二效蒸發(fā)系統(tǒng)中，與旋流器分離出的上清液共同調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的固含量。

將得到的混鹽固體進行包裝，作為危廢處理。

含鹽廢水雙效強制蒸發(fā)系統(tǒng)流程如圖1 所示。

圖1 含鹽廢水雙效強制蒸發(fā)系統(tǒng)流程Fig.1 Flowchart of the double-effect forced evaporation system for salty wastewater

2.2 蒸汽及二次汽的流程

（1） 一效分離室蒸出來的二次蒸汽作為二效加熱室的熱源使用，一效冷凝水的閃蒸汽也合并進入二效加熱室中。

（2） 二效分離室蒸出來的二次汽進入間接冷凝器中，全部冷凝后進入二次汽冷凝水罐中，返回前工藝使用或作為系統(tǒng)內(nèi)的沖洗水。

（3） 不凝氣則由水環(huán)真空泵抽出排空。

2.3 冷凝水的流程

（1） 生蒸汽冷凝水進入生蒸汽冷凝水罐中，由生蒸汽冷凝水泵打至鍋爐房再次利用。

（2） 二效冷凝水冷凝后進入二次汽冷凝水罐中，間接冷凝器冷凝下來的冷凝水也進入二次汽冷凝水罐中，統(tǒng)一收集后一部分作為系統(tǒng)的沖洗水，另一部分可回收利用。

2.4 系統(tǒng)中母液的流程

（1） 系統(tǒng)富集的母液定期排放到雜鹽原料罐中，由泵打至耙式干燥機中。

（2） 母液經(jīng)耙式干燥機干燥后成為雜鹽，再和系統(tǒng)內(nèi)的混鹽一并作為危廢處理。

2.5 系統(tǒng)機封水的流程

系統(tǒng)中所有泵類機封水由機封水系統(tǒng)統(tǒng)一回收，經(jīng)機封水板換熱后進入到機封水罐中，再由機封水泵送至各泵，機封水系統(tǒng)實現(xiàn)了內(nèi)部循環(huán)。

3 工藝計算

一效和二效蒸發(fā)系統(tǒng)工藝計算數(shù)據(jù)見表1。

表1 工藝計算數(shù)據(jù)Table 1 Process calculation datas

續(xù)表

4 設(shè)備選型

一效和二效蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)備選型見表2。

表2 設(shè)備選型Table 2 Equipment selection

5 運行過程中和停車時的注意事項

（1） 運行時，若一效系統(tǒng)向二效系統(tǒng)過料的管線出現(xiàn)了堵塞，應(yīng)及時打開過料管線上的沖洗閥門進行沖洗。

（2） 系統(tǒng)中含固管線上均設(shè)置了自動沖洗閥，沖洗水由二次汽冷凝水泵送至各用水點，現(xiàn)場巡檢時，應(yīng)注意觀察含固管線是否堵塞。

（3） 當系統(tǒng)蒸發(fā)強度下降時，應(yīng)及時打開母液外排管線上的閥門，將雜鹽系統(tǒng)出料時富集的母液排出系統(tǒng)。

（4） 根據(jù)現(xiàn)場運行情況，應(yīng)及時觀察分離室視鏡和稠厚器視鏡。若系統(tǒng)起泡嚴重，應(yīng)向系統(tǒng)內(nèi)加入消泡劑。

（5） 冬天巡檢時，應(yīng)觀察各循環(huán)水和脫鹽水系統(tǒng)的防凍情況。

（6） 檢修和停產(chǎn)期間，應(yīng)及時補充脫鹽水，避免高濃度物料在管道內(nèi)形成死區(qū)，導(dǎo)致形成結(jié)晶而阻塞管道和設(shè)備。

（7） 對于間歇操作的設(shè)備，停車后應(yīng)及時清洗，避免晶體堵塞管道。

6 結(jié) 論

（1） 煤化工含鹽廢水經(jīng)過雙效強制蒸發(fā)結(jié)晶，以結(jié)晶鹽的形式析出廢水中的混鹽，混鹽集中作為危廢處理。

（2） 母液返回系統(tǒng)中繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶，系統(tǒng)富集的母液由耙式干燥機進行干燥，干燥后的結(jié)晶鹽同樣作為危廢處理。

（3） 二次汽冷凝水回廠區(qū)前可再次利用。

（4） 生蒸汽冷凝水可被鍋爐房再利用，實現(xiàn)了煤化工含鹽廢水的零排放。