一、蘭炭污水水質(zhì)與工藝定位
1.蘭炭廢水特征
高鹽:TDS4500–8000mg/L,濃鹽水側(cè)50000–80000mg/L;主要鹽分為NaCl、Na?SO?及酚鈉鹽。
高COD、高酚、含油、含氨,需經(jīng)“除油→脫酚蒸氨→生化→膜濃縮”后方可進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶。
2.系統(tǒng)作用
處理RO濃水或膜濃縮液,實現(xiàn)“零排放”并回收工業(yè)鹽(氯化鈉、硫酸鈉或混合鹽)。
二、蘭炭污水三效蒸發(fā)結(jié)晶工藝路線(推薦)
1.流程總覽
“一級降膜+二級強制循環(huán)+三級強制循環(huán)結(jié)晶”并流加料,末效出料。
一效:降膜蒸發(fā)器(防結(jié)垢,傳熱系數(shù)高)
二效:FC強制循環(huán)蒸發(fā)器(抗結(jié)晶堵管)
三效:FC蒸發(fā)結(jié)晶器+奧斯陸結(jié)晶器(晶體粒度可控)
2.設(shè)計基準(zhǔn)(單條線示例)
進(jìn)料量:15t/h(已濃縮至TDS≈80000mg/L,80℃)
蒸發(fā)水量:12.5t/h
出料濃度:≈50%固含,晶體主要NaCl+少量Na?SO?
生蒸汽:0.3MPa(G)飽和,比耗≤0.32t/t水(三效+熱泵TVR)
冷卻水:32→42℃,循環(huán)量≈380m3/h
三、蘭炭污水三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)參數(shù)
設(shè)備 | 型式 | 換熱面積 | 殼程/管程溫度 | 關(guān)鍵材質(zhì) | 備注 |
一效蒸發(fā)器 | 降膜 | 500m2 | 107℃/95℃ | 2205/TA2 | 設(shè)備在線堿洗 |
二效蒸發(fā)器 | FC強制循環(huán) | 450m2 | 90℃/78℃ | 2205 | 軸流泵600m3/h |
三效結(jié)晶器 | FC+奧斯陸 | 400m2 | 70℃/58℃ | 2205 | 晶漿密度25–30% |
冷凝器 | 混合表面式 | 300m2 | 45℃ | 316L | 真空度85kPa(abs) |
離心機 | 臥式螺旋 | — | — | 2205 | 2×100%,變頻 |
母液回流泵 | 磁力泵 | — | — | 2205 | 回流比10–20% |
四、蘭炭污水三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)防結(jié)垢與清洗策略
1.管程流速:強制循環(huán)≥2.5m/s,降膜≥1.5m/s。
2.在線堿洗:每8h用3%NaOH+1%Na?CO?循環(huán)30min。
3.定期酸洗:每7d用5%HCl+緩蝕劑浸泡2h。
4.酚鈉易沉積,結(jié)晶器底部設(shè)30°錐斗+刮刀裝置。
五、蘭炭污水三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)自動化與控制
1.DCS+PLC:溫度、壓力、液位、密度、流量全自動調(diào)節(jié)。
2.關(guān)鍵聯(lián)鎖:真空破壞→停進(jìn)料;母液密度>1.25g/cm3→開離心機。
3.在線電導(dǎo)儀+濁度儀判斷清洗時機。
六、蘭炭污水三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)能耗與經(jīng)濟性(單條線)
項目 | 消耗 | 單位 | 單價(元) | 年成本(萬元) |
生蒸汽 | 4.0 | t/h | 220 | 700 |
電 | 210 | kW | 0.7 | 120 |
冷卻水 | 380 | m3/h | 0.3 | 90 |
化學(xué)品 | — | — | — | 40 |
年運行成本 | — | — | — | ≈950 |
注:年運行8000h,零排放后可節(jié)省排污費約1200萬元/年,投資回收期<2年。
七、蘭炭污水三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)布置與模塊化
三層鋼框架:蒸發(fā)器頂層、泵閥二層、離心干燥機底層。
占地12m×9m,高14m,整體撬裝發(fā)運,現(xiàn)場吊裝周期<7d。
八、下一步工作
1.中試驗證:確定酚鈉結(jié)晶溫度-濃度曲線,優(yōu)化晶體粒度。
2.工藝包深度設(shè)計:PID、HAZOP、設(shè)備規(guī)格書、投資概算。
3.合同談判:要求質(zhì)保2年,傳熱管質(zhì)保5年;提供備品備件清單。