煤化工含鹽廢水零排放工藝選型設計

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.中國電子系統工程第四建設有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引 言

近十幾年來，我國煤化工行業取得了突飛猛進的發展，一些煤化工項目相繼建成。由于煤化工項目需水量大，在實際運行中會產生大量的含鹽廢水，為了實現“綠水青山就是金山銀山”的環保理念，煤化工廢水處理的“零排放”成為了各煤化工企業亟待解決的難題。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計。

1 設計依據

（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：估算水質成分及含量：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 ℃。

根據物料守恒定律，上述水質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。經計算一效蒸發系統和二效蒸發系統均產生結晶鹽。因此，為保證設備能夠長期穩定并且安全的運行，同時為減少堵塞管路的風險，在蒸發結晶器的選擇上采用抗結疤能力強的強制循環蒸發器。

2 工藝路線

2.1 含鹽廢水雙效強制蒸發系統的流程

將選取的上游工段含鹽廢水試樣進行雙效強制蒸發，其工藝流程如下。

（1） 物料由上料泵注入一效蒸發系統中，進行效內的循環濃縮，然后進入二效蒸發系統。

（2） 濃縮液在二效蒸發系統內進行蒸發結晶，通過軸流泵實現效內循環，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系統中，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，經母液泵返回到二效蒸發系統中，與旋流器分離出的上清液共同調節系統內的固含量。

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系統流程如圖1 所示。

圖1 含鹽廢水雙效強制蒸發系統流程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內的沖洗水。

（3） 不凝氣則由水環真空泵抽出排空。

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，統一收集后一部分作為系統的沖洗水，另一部分可回收利用。

2.4 系統中母液的流程

（1） 系統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） 母液經耙式干燥機干燥后成為雜鹽，再和系統內的混鹽一并作為危廢處理。

2.5 系統機封水的流程

系統中所有泵類機封水由機封水系統統一回收，經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，機封水系統實現了內部循環。

3 工藝計算

一效和二效蒸發系統工藝計算數據見表1。

表1 工藝計算數據Table 1 Process calculation datas

續表

4 設備選型

一效和二效蒸發系統設備選型見表2。

表2 設備選型Table 2 Equipment selection

5 運行過程中和停車時的注意事項

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

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

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

（4） 根據現場運行情況，應及時觀察分離室視鏡和稠厚器視鏡。若系統起泡嚴重，應向系統內加入消泡劑。

（5） 冬天巡檢時，應觀察各循環水和脫鹽水系統的防凍情況。

（6） 檢修和停產期間，應及時補充脫鹽水，避免高濃度物料在管道內形成死區，導致形成結晶而阻塞管道和設備。

（7） 對于間歇操作的設備，停車后應及時清洗，避免晶體堵塞管道。

6 結 論

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

（2） 母液返回系統中繼續蒸發結晶，系統富集的母液由耙式干燥機進行干燥，干燥后的結晶鹽同樣作為危廢處理。

（3） 二次汽冷凝水回廠區前可再次利用。

（4） 生蒸汽冷凝水可被鍋爐房再利用，實現了煤化工含鹽廢水的零排放。