化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，以其至少有2個(gè)蒸發(fā)器依次排列串聯(lián)構(gòu)成多效蒸發(fā)處理，所述母液廢水與蒸汽相向逆流流動(dòng)，連續(xù)蒸發(fā)；廢水蒸發(fā)過程中在具備汽提分餾效用部件的作用下，形成氣液相汽提分餾式分離，分凝水通過處理后或直接循環(huán)套用等為主要特征；具有方法科學(xué)合理、處理效率高、處理成本低、處理后的分凝液可回用工藝中而降本環(huán)保等特點(diǎn)。
【專利說明】化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，屬于化學(xué)工程技術(shù)，具體屬 于化工廢水處理工程技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明所涉及的化學(xué)母液廢水，是指精細(xì)化工和醫(yī)藥化工產(chǎn)品的化學(xué)合成母液， 經(jīng)化學(xué)工藝合成化工產(chǎn)品和醫(yī)藥產(chǎn)品后所剩余下來的廢水。
[0003] 在所述的這類廢水中，一般都含有包括低沸醇類、醛類、酯類、脂肪酸類、有機(jī)胺 類、酮類、烴類、齒代烴類等以及鹽酸、二氧化碳、硫化氫、二硫化碳、氫氰酸、氫溴酸、氫氟 酸、氟硅酸、硝酸等在內(nèi)的易揮發(fā)、易變質(zhì)的輕組分，和包括硝基苯、乙烯吡啶、苯胺、苯酚、 二甲基苯胺、松節(jié)油、蕭堿、檳榔堿、原白頭素、尼古丁、玫瑰油等在內(nèi)的氣相溶解度高的重 組分。如此具有多種化學(xué)組分的廢水的自然排放，無疑是一種資源的浪費(fèi)，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造 成污染。
[0004] 然而，所述的這類廢水若用一般的生物方法很難處理，而人們已經(jīng)熟悉的一個(gè)有 效方法，就是將所述廢水中的水分蒸發(fā)掉，但這種方法的處理成本很高，蒸發(fā)1噸廢水需要 消耗1噸蒸汽，而1噸蒸汽要花費(fèi)300元（RMB)左右。
[0005] 有鑒于治理化學(xué)廢水是保護(hù)環(huán)境的重要一環(huán)，而目前化學(xué)廢水主要是綜合廢水治 理。由于化學(xué)廢水，特別是醫(yī)化類廢水一般含鹽量高，污染物濃度高，成分復(fù)雜，毒性高，難 以生化降解，使得一般綜合處理效果不理想，雖然有焚燒，蒸發(fā)，吸附，高效膜處理等有效處 理方法，但其成本高，并伴有高副作用，難以普遍實(shí)施。如何降低成本減少副作用是實(shí)施這 類治理方法的關(guān)鍵。
[0006] 相對(duì)而言，多效蒸發(fā)可解決部分能耗問題，具有一定的工藝優(yōu)勢，但蒸凝液仍需要 二次處理，較多無用的殘濃液更需要作終結(jié)處理，所以仍不是一個(gè)低成本解決方案。
[0007] 而已有技術(shù)的化學(xué)廢水多效蒸發(fā)處理一般僅考慮能耗節(jié)約，而其在蒸發(fā)前加藥調(diào) 質(zhì)處理，會(huì)破壞物質(zhì)狀態(tài)，且未考慮物質(zhì)分離和分離后物質(zhì)的回用，使得其節(jié)能后的總成本 仍然很大。
[0008] 為此，研發(fā)一種方法合理，處理成本低，節(jié)料環(huán)保的新的所述廢水的處理方法，便 成為業(yè)內(nèi)的期待。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明旨在提供一種工藝合理、處理效率高、處理成本低、降本環(huán)保的一種化學(xué)母 液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，以克服已有技術(shù)的不足，滿足化工工業(yè)日益發(fā)展的需要。
[0010] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)構(gòu)想：一是采用由多個(gè)蒸發(fā)器依次排列串聯(lián)所構(gòu)成的多 效蒸發(fā)處理設(shè)備，對(duì)所述廢水實(shí)施漸進(jìn)式連續(xù)蒸發(fā)處理；二是將所述廢水由所述蒸發(fā)器系 列上游端最后一個(gè)蒸發(fā)器的上部引入，而將用來加熱的蒸汽加熱裝置，設(shè)在所述蒸發(fā)器下 游端最后一個(gè)所述蒸發(fā)器內(nèi)，而令所述廢水與加熱用生蒸汽和所述廢水蒸發(fā)生成的二次蒸 汽相向而行，從而構(gòu)成多效逆流蒸發(fā)；三是在所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置具備汽提和分餾效用的部 件(而所述廢水流向下游端最后一個(gè)蒸發(fā)器，可以以內(nèi)管式熱交換器替代所述具備汽提和 分餾效用的部件，所述廢水沿內(nèi)管式熱交換器的內(nèi)管壁流動(dòng)，生蒸汽則在內(nèi)管式熱交換器 內(nèi)壁外對(duì)所述廢水液膜加熱)，令所述廢水與所述具備汽提和分餾效用的部件充分進(jìn)行接 觸，使其在進(jìn)行蒸發(fā)水的同時(shí)，實(shí)施汽提和分餾形式的蒸發(fā)處理；四是對(duì)各效蒸發(fā)器的冷凝 液分別進(jìn)行分級(jí)，并用其與工藝投料液的套用，實(shí)現(xiàn)節(jié)料環(huán)保，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。 [0011] 基于以上技術(shù)構(gòu)想，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的主旨技術(shù)方案是： 一種化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，以含有少量殘余化學(xué)組分的化學(xué)母液廢水為 被處理對(duì)象，以由蒸汽為加熱源的蒸發(fā)器為處理設(shè)備，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，它的處理策略是： a、 所述蒸發(fā)器至少有2個(gè)，且至少一個(gè)蒸發(fā)器具備汽提分餾效用部件；所述至少2個(gè)所 述蒸發(fā)器，由低溫端至高溫端依次排列串聯(lián)連接，由此構(gòu)成多效蒸發(fā)處理系列設(shè)備；而其由 生蒸汽加熱的加熱裝置設(shè)在高溫端最后一個(gè)所述蒸發(fā)器內(nèi)； b、 所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，自低溫端的首個(gè)所述蒸發(fā)器進(jìn)入，且沿著所述排列 串聯(lián)的蒸發(fā)器系列向高溫端流動(dòng)轉(zhuǎn)移，而與起始加熱用的生蒸汽和由被處理對(duì)象化學(xué)母液 廢水蒸發(fā)生成的二次蒸汽相向而行，從而構(gòu)成多效逆流蒸發(fā)處理，實(shí)現(xiàn)被處理對(duì)象化學(xué)母 液廢水，在汽提分餾分離的流向下的多效蒸發(fā)； c、 所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，在與所述蒸汽相向運(yùn)動(dòng)的過程中，與所述具備汽提 分餾效用的部件充分接觸進(jìn)行化學(xué)組分的氣液相接觸交換，使其在蒸發(fā)水過程的同時(shí)，對(duì) 其中所含的化學(xué)組分進(jìn)行漸進(jìn)式汽提和分餾形式的分離，通過各效蒸發(fā)分別得到富集化學(xué) 組分的分凝液； d、 所述通過汽提分餾分離出來的分凝液，分別導(dǎo)入專用的儲(chǔ)槽內(nèi)，在其通過處理后或 直接分別與相應(yīng)的工藝用化學(xué)投料液實(shí)施套用，從而實(shí)現(xiàn)降本增效、節(jié)能環(huán)保； 而所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，從位于蒸發(fā)器系列所述廢水上游端首個(gè)蒸發(fā)器的上 部進(jìn)入，通過具備汽提分餾效用部件流下，在間壁蒸汽加熱下所述化學(xué)母液廢水蒸發(fā)生成 的二次蒸汽向上流動(dòng)，由此產(chǎn)生氣液相對(duì)流交換作用；在所述廢水與下游蒸發(fā)器所產(chǎn)生的 二次蒸汽兩者存在溫差的條件下，使得由所述廢水流向下游蒸發(fā)器所產(chǎn)生的二次蒸汽中的 重組分冷凝分餾并溶入所述廢水中；而所述廢水與二次蒸汽的充分接觸所產(chǎn)生的汽提效 應(yīng)，又使得所述廢水中的輕組分?jǐn)U散轉(zhuǎn)移到二次蒸汽中，最終隨著二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸發(fā)器循序持續(xù)進(jìn)行，直至完成所述廢水的多效蒸發(fā)處理，而所述冷凝液為工藝 投料用化學(xué)原料液的套用提供前提。
[0012] 本發(fā)明以上所述的汽提，也稱之為解析。是指所述蒸汽與所述溫?zé)釓U水通過汽液 相的交換，使存在于所述廢水中的某些化學(xué)組分和自生液體產(chǎn)生分解，分解出來的物質(zhì)析 出到蒸汽相中的物理過程。
[0013] 而存在于二次蒸汽中的某些高沸點(diǎn)化學(xué)組分，在蒸汽通過熱交換而溫度降低后， 又會(huì)部分冷凝而溶于所述廢水中。這個(gè)物理過程謂之為分餾。
[0014] 本發(fā)明上述技術(shù)方案，具體體現(xiàn)在其附圖1中。
[0015] 通過參讀附圖，并結(jié)合本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)想可以知曉，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了其所要實(shí)現(xiàn)的 目的。
[0016] 由以上所給出的技術(shù)方案可以明了，本發(fā)明的蒸發(fā)器具有良好的汽提(或稱解 析)、分餾效能。它將單一的蒸發(fā)改進(jìn)為汽提分餾蒸發(fā)；而將其多效蒸發(fā)改進(jìn)為多效汽提分 餾蒸發(fā)。本發(fā)明通過反復(fù)試驗(yàn)和對(duì)比分析，所主張的多效蒸發(fā)是2~8效。由于2~4效蒸發(fā) 在設(shè)備成本和能耗上比較經(jīng)濟(jì)，本發(fā)明進(jìn)一步主張的多效蒸發(fā)是2~4效蒸發(fā)。尤其是由于3 效蒸發(fā)的投資不多，能耗更省(約為其它蒸發(fā)能耗的40%)，而本發(fā)明更進(jìn)一步優(yōu)選的是3效 蒸發(fā)。實(shí)驗(yàn)證明，這種3效蒸發(fā)特別適合醫(yī)化產(chǎn)品母液廢水的處理。
[0017] 而本發(fā)明在對(duì)所述廢水實(shí)施蒸發(fā)水過程的同時(shí)，對(duì)輕沸化學(xué)組分進(jìn)行汽提和分餾 形式的分離，它區(qū)別于已有技術(shù)的一般多效蒸發(fā)增加了汽提(解析）分餾分離功能，而所謂 汽提分餾是，所述廢水所產(chǎn)生的二次蒸汽和液體中的輕組分，仍進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱交換，液相 中的輕組分走向氣相中，氣相中的重組分走向液相中，且在汽提分餾過程中，所述廢水(較 冷態(tài)）向下流，熱氣體(蒸汽）向上流。在此條件下，增加具備加大汽提分餾功能的部件，使 汽液相由于兩者接觸面積的提升，而有效提高汽提分餾效能。本發(fā)明通過反復(fù)多次試驗(yàn)所 遴選的所述部件(或稱化工填料）是包括拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、西塔環(huán)和球環(huán)在內(nèi)的化工填料，或 者是包括篩板、浮網(wǎng)板和泡罩板在內(nèi)的化工塔板，或者是濕壁塔的塔管。本發(fā)明優(yōu)選的是濕 壁塔的塔管。
[0018] 有鑒于本發(fā)明所要蒸發(fā)處理的對(duì)象廢水的濃度高、組分復(fù)雜、腐蝕性強(qiáng)，為了防止 產(chǎn)生蒸發(fā)器與所述廢水化學(xué)反應(yīng)生成物對(duì)所述廢水的二次污染，和有效提高其使用年限， 本發(fā)明所主張的所述蒸發(fā)器是防腐蝕蒸發(fā)器，而所述防腐蝕蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式，是耐腐蝕 金屬體或襯耐腐蝕金屬體，或玻璃體或襯或搪玻璃體，或石墨體或襯石墨體，或碳化硅體或 襯或燒結(jié)碳化硅體，或耐腐蝕橡塑體或襯耐腐蝕橡塑體。本發(fā)明積極推薦的是石墨體或襯 石墨體。且所述石墨體是由碳纖維網(wǎng)或碳納米管絲網(wǎng)增強(qiáng)的石墨體。
[0019] 而所述襯耐腐蝕金屬體,襯或搪玻璃體、襯石墨體，襯或燒結(jié)碳化硅體、襯耐腐蝕 橡塑體，均為外殼是金屬體的內(nèi)襯所述防腐蝕材料制件體的復(fù)合體。
[0020] 其中，本發(fā)明所積極主張的是，耐腐蝕蒸發(fā)器是夾套加熱和受熱雙向均采用增強(qiáng) 石墨材料制備的全石墨蒸發(fā)器。
[0021] 本發(fā)明在其蒸發(fā)處理過程中，根據(jù)所述廢水中內(nèi)含不同沸點(diǎn)組分（即輕沸組分和 重沸組分，或稱輕組分和重組分）蒸發(fā)處理的實(shí)際情況要求，自所述廢水流向的上游之下游 依次排列的各個(gè)蒸發(fā)器內(nèi)的溫度，按所述廢水的流向由低至高分別進(jìn)行布置控制，同時(shí)為 了增強(qiáng)汽提分餾效用，所述蒸發(fā)器內(nèi)的內(nèi)壓，按所述廢水的流向，由低至高分別進(jìn)行布置控 制。本發(fā)明主張所述蒸發(fā)器內(nèi)有一定的內(nèi)壓；而所述蒸發(fā)器內(nèi)溫度在35~175°C區(qū)間范圍 內(nèi)，且各蒸發(fā)器內(nèi)的溫度自所述廢水進(jìn)水端首個(gè)蒸發(fā)器，至所述廢水流向下游最后一個(gè)蒸 發(fā)器逐個(gè)增高；而其內(nèi)壓在-〇. l(T+〇.8Mpa區(qū)間范圍內(nèi)，且各蒸發(fā)器內(nèi)的內(nèi)壓自所述廢水 進(jìn)水端首個(gè)蒸發(fā)器，至所述廢水流向下游最后一個(gè)蒸發(fā)器逐個(gè)上升；且各蒸發(fā)器之間廢水 流轉(zhuǎn)是由液泵向所述廢液的下游強(qiáng)制輸送運(yùn)行的；且各蒸發(fā)器內(nèi)部的廢水是靠自然流動(dòng)傳 熱的，當(dāng)蒸發(fā)廢水過程中析出一定固體之后，各蒸發(fā)器采用液泵大流量循環(huán)輸送廢水進(jìn)行 強(qiáng)制傳熱更為合適。
[0022] 當(dāng)然，本發(fā)明的汽提蒸餾蒸發(fā)處理過程也可以順流布置，即廢水流向和蒸汽流向 一致，當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)具有足夠的負(fù)壓時(shí)，所述廢水會(huì)不需液泵自行流動(dòng)運(yùn)行。這種布置分離效 率降低，但成本略低，應(yīng)也屬于本發(fā)明主張范圍。
[0023] 出于不改變所述化學(xué)母液廢水組分，以便令冷凝液為工藝投料液的套用提供前提 的考慮，本發(fā)明主張，所述化學(xué)母液廢水處理前，是不加藥劑中和處理的，以不破壞化學(xué)母 液的化學(xué)組分。除非藥劑處理不破壞化學(xué)組成，或者加入藥劑會(huì)有利于物質(zhì)分離(如轉(zhuǎn)變某 種有機(jī)鹽為可揮發(fā)分離的胺或酸)。
[0024] 為了實(shí)現(xiàn)降耗節(jié)能和環(huán)境保護(hù)，本發(fā)明還主張，所述各效分凝的冷凝液，根據(jù)其成 分組成進(jìn)行分級(jí)，全部或部分套用到化學(xué)反應(yīng)來源工藝中，作為原料投料水和/或原料成 分補(bǔ)充和/或工業(yè)用水，以實(shí)現(xiàn)"三廢"對(duì)環(huán)境的零排放。
[0025] 上述技術(shù)方案得以全面實(shí)施后，本發(fā)明所具有的方法科學(xué)合理，處理成本低，處理 效率高，所處理下來的冷凝液可以回用，基本無三廢排放等特點(diǎn)，是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的三效帶汽提分餾部件逆流蒸發(fā)工藝流程示意 圖。圖中所示：1為三效蒸發(fā)器，2為二效蒸發(fā)器，3為一效蒸發(fā)器，4為一效蒸汽加熱器(直 管式熱交換器)，5為三效冷凝器，6為三效冷凝冷卻器，7為生蒸汽冷凝水受槽，8為一效冷 凝水受槽，9為二效冷凝水受槽，10為三效冷凝水受槽、11為液泵，12為汽提分餾部件段。
[0027] 圖中所示，所述廢水是以噴淋方式噴淋在汽提分餾部件段12上的。
[0028] 由圖1所示可見，它是三效蒸發(fā)處理設(shè)備。 圖2是本發(fā)明一種實(shí)現(xiàn)有效成分分離和水循環(huán)及零排放的工藝方案圖； 圖3是本發(fā)明一種輕沸物分離處理及工藝水循環(huán)套用的工藝方案圖； 圖4是本發(fā)明一種硫酸水分離處理及工藝水循環(huán)套用的工藝方案圖； 圖5是本發(fā)明一種鹽酸水分離處理及工藝水循環(huán)套用的工藝方案圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明一種典型的具體實(shí)施流程，請(qǐng)見附圖1三效帶汽提分餾蒸發(fā)工藝流程示意 圖。
[0030] -種化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，請(qǐng)參見附圖1，它以含有少量殘余化學(xué)組 分的化學(xué)母液廢水為被處理對(duì)象，以由蒸汽為加熱源的蒸發(fā)器為處理設(shè)備，它的處理策略 是： a、 所述蒸發(fā)器有3個(gè)，且其中有2個(gè)蒸發(fā)器具備汽提分餾效用部件；所述3個(gè)所述蒸發(fā) 器，由低溫端至高溫端依次排列串聯(lián)連接，由此構(gòu)成多效蒸發(fā)處理系列設(shè)備；而其由生蒸汽 加熱的加熱裝置設(shè)在高溫端最后一個(gè)所述蒸發(fā)器內(nèi)； b、 所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，自低溫端的首個(gè)所述蒸發(fā)器進(jìn)入，且沿著所述排列 串聯(lián)的蒸發(fā)器系列向高溫端流動(dòng)轉(zhuǎn)移，而與起始加熱用的生蒸汽和由被處理對(duì)象化學(xué)母液 廢水蒸發(fā)生成的二次蒸汽相向而行，從而構(gòu)成多效逆流蒸發(fā)處理，實(shí)現(xiàn)被處理對(duì)象化學(xué)母 液廢水，在汽提分餾分離的流向下的多效蒸發(fā)； c、 所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，在與所述蒸汽相向運(yùn)動(dòng)的過程中，與所述具備汽提 分餾效用的部件充分接觸進(jìn)行化學(xué)組分的氣液相接觸交換，使其在蒸發(fā)水過程的同時(shí)，對(duì) 其中所含的化學(xué)組分進(jìn)行漸進(jìn)式汽提和分餾形式的分離，通過各效蒸發(fā)分別得到富集化學(xué) 組分的分凝液； d、 所述通過汽提分餾分離出來的分凝液，分別導(dǎo)入專用的儲(chǔ)槽內(nèi)，在其通過處理后或 直接分別與相應(yīng)的工藝用化學(xué)投料液實(shí)施套用，從而實(shí)現(xiàn)降本增效、節(jié)能環(huán)保； 而所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，從位于蒸發(fā)器系列所述廢水上游端首個(gè)蒸發(fā)器的上 部進(jìn)入，通過具備汽提分餾效用部件流下，在間壁蒸汽加熱下所述化學(xué)母液廢水蒸發(fā)生成 的二次蒸汽向上流動(dòng)，由此產(chǎn)生氣液相對(duì)流交換作用；在所述廢水與下游蒸發(fā)器所產(chǎn)生的 二次蒸汽兩者存在溫差的條件下，使得由所述廢水流向下游蒸發(fā)器所產(chǎn)生的二次蒸汽中的 重組分冷凝分餾并溶入所述廢水中；而所述廢水與二次蒸汽的充分接觸所產(chǎn)生的汽提效 應(yīng)，又使得所述廢水中的輕組分?jǐn)U散轉(zhuǎn)移到二次蒸汽中，最終隨著二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸發(fā)器循序持續(xù)進(jìn)行，直至完成所述廢水的多效蒸發(fā)處理，而所述冷凝液為工藝 投料用化學(xué)原料液的套用提供前提。
[0031] 而所述蒸發(fā)器的個(gè)數(shù)是3個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)3效蒸發(fā)處理。
[0032] 而所述具備汽提分餾效用的部件，是包括拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、西塔環(huán)和球環(huán)在內(nèi)的化 工填料，或者是包括篩板、浮閥板和泡罩板在內(nèi)的化工塔板，或者是濕壁塔的塔管；以此增 大所述廢水與蒸汽兩者的接觸面積，提高汽提和分餾效應(yīng)。本發(fā)明優(yōu)選的是濕壁塔的塔管。
[0033] 而所述蒸發(fā)器是耐腐蝕蒸發(fā)器；而所述耐腐蝕蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式，是耐腐蝕金屬 體或襯耐腐蝕金屬體，或玻璃體或襯或搪玻璃體，或石墨體或襯石墨體，或碳化硅體或襯或 燒結(jié)碳化硅體，或耐腐蝕橡塑體或襯耐腐蝕橡塑體。
[0034] 而所述的耐腐蝕蒸發(fā)器是夾套加熱和受熱雙向均采用增強(qiáng)石墨材料制備的石墨 蒸發(fā)器。
[0035] 而在所述蒸發(fā)器內(nèi)有一定的內(nèi)壓；而所述蒸發(fā)器內(nèi)溫度在35~175°C區(qū)間范圍內(nèi)， 且各蒸發(fā)器內(nèi)的溫度自所述廢水進(jìn)水端首個(gè)蒸發(fā)器，至所述廢水流向下游最后一個(gè)蒸發(fā)器 逐個(gè)增高；而其內(nèi)壓在-〇. l(T+〇.8Mpa區(qū)間范圍內(nèi)，且各蒸發(fā)器內(nèi)的內(nèi)壓自所述廢水進(jìn)水 端首個(gè)蒸發(fā)器，至所述廢水流向下游最后一個(gè)蒸發(fā)器逐個(gè)上升；且各蒸發(fā)器之間廢水流轉(zhuǎn) 是由液泵向所述廢液的下游強(qiáng)制輸送運(yùn)行的；且各蒸發(fā)器內(nèi)部的廢水是靠自然流動(dòng)傳熱 的，當(dāng)蒸發(fā)廢水過程中析出一定固體之后，各蒸發(fā)器采用液泵大流量循環(huán)輸送廢水進(jìn)行強(qiáng) 制換熱。
[0036] 而所述化學(xué)母液廢水處理前，是不加藥劑中和處理的，以不破壞化學(xué)母液的化學(xué) 組分。
[0037] 而所述各效分凝的冷凝液，根據(jù)其成分組成進(jìn)行分級(jí)，全部或部分套用到化學(xué)反 應(yīng)來源工藝中，作為原料投料水和/或原料成分補(bǔ)充和/或工業(yè)用水，以實(shí)現(xiàn)"三廢"對(duì)環(huán) 境的零排放。
[0038] 以下本發(fā)明進(jìn)一步提供4個(gè)具體的實(shí)施例，參見附圖1。
[0039] 實(shí)施例1，如附圖1所示，所述化學(xué)母液廢水的走向?yàn)椋核瞿敢簭U水經(jīng)三效冷凝 器5進(jìn)入三效蒸發(fā)器1汽提分餾蒸發(fā)，被分離去部分輕組分后進(jìn)入二效蒸發(fā)器2中繼續(xù)汽 提分餾蒸發(fā)，再分離去部分輕組分后進(jìn)入一效蒸發(fā)器3中液泵強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，至濃縮狀態(tài) 排出，排出物在分離去固體雜質(zhì)后可再返入一效蒸發(fā)器3中繼續(xù)濃縮。蒸汽及二次蒸汽走 向?yàn)椋荷羝麑?duì)一效蒸發(fā)器3和其一效加熱器4夾套加熱，其自身冷凝的蒸汽冷凝水，導(dǎo)入 生蒸汽冷凝水受槽7,在一效蒸發(fā)器3中被加熱的部分物料廢水氣化為二次蒸汽，對(duì)二效蒸 發(fā)器2進(jìn)行加熱，其自身冷凝的分凝水導(dǎo)入一效冷凝水受槽8 ;在二效蒸發(fā)器2中加熱的部 分廢水物料氣化分餾后，余下二次蒸汽對(duì)三效蒸發(fā)器1夾套進(jìn)行加熱，其自身冷凝的分凝 水導(dǎo)入二效冷凝水受槽9 ;在三效蒸發(fā)器1中加熱的部分廢水物料氣化分餾后，余下二次蒸 汽被冷凝器5和冷凝冷卻器6冷凝冷卻的分凝水3導(dǎo)入三效冷凝水受槽10 ;不凝性氣體被 真空凈化系統(tǒng)處理后排放。
[0040] 典型的三效帶汽提分餾的蒸發(fā)處理裝置及其實(shí)際運(yùn)行參數(shù)是： 蒸發(fā)器主要材質(zhì)：一效：搪玻璃 二效：浸漬石墨 三效：浸漬石墨 汽提分餾段形式：濕壁塔Φ 20塔管 蒸發(fā)能力：約3m3水/h 蒸發(fā)能耗：〇. 42T蒸汽/T蒸發(fā)水 操作策略：一效：70?125°C，-0· 03 ?+0· 05MPa 二效：6(T85°C，-0· 08 ?-0· 05MPa 三效：45?7(TC，-0· 098 ?-0· 06MPa 汽提分餾部件塔板數(shù)：二效，三效合計(jì)4飛塊 輕沸物一般分布：三效：50?60%，二效：25?40%，一效：5?10%。
[0041] 廢水在三效先低溫開始蒸發(fā)收集輕組分，然后提高溫度到二效，再提高溫度到一 效，這種逆流蒸發(fā)流程特別適合優(yōu)先回收高溫中容易分解的化學(xué)組分。
[0042] 由以上所描述的內(nèi)容可見，多效帶汽提分餾的蒸發(fā)與一般多效蒸發(fā)比較還存在其 他不同，一般多效蒸發(fā)可將一效二次蒸汽引射到加熱的高壓生蒸汽中提高利用率，而本發(fā) 明不采用，因?yàn)檫@樣會(huì)污染生蒸汽的冷凝水，擴(kuò)大廢水處理量。一般多效蒸發(fā)常采用簡單的 順流操作，而本發(fā)明不推薦采用，因?yàn)檫@樣，初時(shí)的廢水從最高溫的一效蒸發(fā)器進(jìn)入，不穩(wěn) 定組分在高溫下容易分解，有效成分容易破壞，不利于有效利用。一般多效蒸發(fā)器常采用不 銹鋼或搪玻璃的材質(zhì)，設(shè)備受酸、鹽腐蝕嚴(yán)重，而本發(fā)明采用耐腐蝕設(shè)計(jì)，特別是采用石墨 制件，其雙向防腐耐腐性能大為提高。
[0043] 多效帶汽提分餾的蒸發(fā)分離出來的分凝液，是可套用到化學(xué)反應(yīng)來源中去的?；?學(xué)母液廢水組分可分為：水，輕組分溶劑類物質(zhì)，可結(jié)晶類有用物質(zhì)，可固化類有機(jī)雜質(zhì)，無 機(jī)鹽，不可固化液體等組成。
[0044] 化學(xué)母液廢水的處理是一個(gè)系統(tǒng)工程。以下是對(duì)化學(xué)母液廢水利用多效帶汽提分 餾的蒸發(fā)處理實(shí)現(xiàn)有效成分分離和水循環(huán)及零排放的一種工藝方案(參見附圖2)。本發(fā)明 采用多效帶汽提分餾的蒸發(fā)處理化學(xué)母液廢水的方法，是一種兼顧并達(dá)到了降低能耗與有 效物質(zhì)的分離，設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)挠行С煞趾凸に囉盟子梅桨?，可以使較多類型的化學(xué)母液廢 水有效、低成本、綠色的處理，甚至產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，是可以推廣的方法。
[0045] 實(shí)施例2.如附圖1所示，一種輕沸物分離處理及工藝水循環(huán)套用的方法。YS是一 種添加劑，是由TP，NB和TCA (三氯丙酮）在水相中縮合而成，其中TCA為溶劑型原料具有 一定揮發(fā)性?？s合母液廢水組成：有機(jī)氯1. 5%，硫酸鈉1%，氯化鈉1%，COD 25000 mg/L，酸 度PH3。原采用中和處理掉TCA再進(jìn)行多效蒸發(fā)，產(chǎn)生COD約200(T4000 mg/L的蒸凝水。 采用本發(fā)明典型3m3/h三效汽提分餾蒸發(fā)裝置處理，其工藝策略是：一效115?120°C，-0. 01 -+0.01 MPa，二效 70?8(TC，-0.065 ?-0.05MPa，三效 55?65°C，-0.092 ?-0.08 MPa。處 理工藝流程如附圖3所示。其中的TCA得到回收循環(huán)利用。由于回收利用TCA，處理一噸 這種縮合母液廢水，扣除能耗成本仍可產(chǎn)生70元的經(jīng)濟(jì)效益，因而實(shí)施例2具有廢水處理 的可持續(xù)性和積極性。
[0046] 實(shí)施例3.參見附圖1，一種硫酸水分離處理及工藝水循環(huán)套用的方法。 TAHP(2, 4, 5-三氨基-6羥基嘧啶硫酸鹽）是Gu (鳥嘌呤）中間體，由DANHP(2, 4-二氨 基-5-亞氨基-6-羥基嘧啶）加氫和硫酸酸析得到，其酸析母液廢水有機(jī)物組成：C0D 30000 mg/L，硫酸鈉廣3%，含硫酸ΡΗ〈0. 5。采用本發(fā)明典型3m3/h三效汽提分餾蒸發(fā)裝 置處理，其工藝策略是：一效 118?125°C，-0.03 - +0.01 MPa，二效 8(T85°C，-0.065 ? -0.05MPa，三效65?70°C，-0.088?-0.08 MPa。處理工藝如附圖4所示。其中，TAHP酸化 母液中揮發(fā)物較少，分水可直接做工藝用水套用。含硫酸母液在蒸發(fā)過程中不斷濃縮，硫酸 含量達(dá)到20%。在120°C下產(chǎn)生強(qiáng)碳化作用分解了相當(dāng)部分的C0D，在分離固體后作為稀硫 酸被循環(huán)套用，實(shí)現(xiàn)了稀硫酸和工藝水循環(huán)套用。
[0047] 實(shí)施例4.如附圖1所示。一種鹽酸水分離處理及工藝水循環(huán)套用的方法。在化 學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，許多反應(yīng)中用到鹽酸。使得反應(yīng)母液中也帶有少量鹽酸，采用本發(fā)明多效汽 提分餾蒸發(fā)處理可以得到含稀鹽酸的蒸凝水，使用這個(gè)蒸凝水作吸收劑制得濃鹽酸，可使 鹽酸中的原料水得到循環(huán)套用。處理工藝流程如附圖5所示。其他化學(xué)組分的水溶劑產(chǎn)品 原料液，可參照此方案實(shí)現(xiàn)原料中工藝水的循環(huán)。
[0048] 這里應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例中所給出的諸如YS、TP、NB等均為特定物質(zhì)的代 號(hào)，由于涉及商業(yè)秘密，而未被公開其具體實(shí)質(zhì)。但是，盡管如此，并不影響所述廢水汽提分 餾分離處理方案及其具體實(shí)施的描述和理解。
[0049] 本發(fā)明經(jīng)過多次工藝試驗(yàn)，取得了降本增效，節(jié)能環(huán)保等明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、為 精細(xì)化工、醫(yī)藥化工行業(yè)的工藝用化學(xué)母液廢水處理，提供了新的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明 的初衷。
【權(quán)利要求】
1. 一種化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，以含有少量殘余化學(xué)組分的化學(xué)母液廢水 為被處理對(duì)象，以由蒸汽為加熱源的蒸發(fā)器為處理設(shè)備，其特征在于，它的處理策略是： a、 所述蒸發(fā)器至少有2個(gè)，且至少一個(gè)蒸發(fā)器具備汽提分餾效用部件；所述至少2個(gè)所 述蒸發(fā)器，由低溫端至高溫端依次排列串聯(lián)連接，由此構(gòu)成多效蒸發(fā)處理系列設(shè)備；而其由 生蒸汽加熱的加熱裝置設(shè)在高溫端最后一個(gè)所述蒸發(fā)器內(nèi)； b、 所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，自低溫端的首個(gè)所述蒸發(fā)器進(jìn)入，且沿著所述排列 串聯(lián)的蒸發(fā)器系列向高溫端流動(dòng)轉(zhuǎn)移，而與起始加熱用的生蒸汽和由被處理對(duì)象化學(xué)母液 廢水蒸發(fā)生成的二次蒸汽相向而行，從而構(gòu)成多效逆流蒸發(fā)處理，實(shí)現(xiàn)被處理對(duì)象化學(xué)母 液廢水，在汽提分餾分離的流向下的多效蒸發(fā)； c、 所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，在與所述蒸汽相向運(yùn)動(dòng)的過程中，與所述具備汽提 分餾效用的部件充分接觸進(jìn)行化學(xué)組分的氣液相接觸交換，使其在蒸發(fā)水過程的同時(shí)，對(duì) 其中所含的化學(xué)組分進(jìn)行漸進(jìn)式汽提和分餾形式的分離，通過各效蒸發(fā)分別得到富集化學(xué) 組分的分凝液； d、 所述通過汽提分餾分離出來的分凝液，分別導(dǎo)入專用的儲(chǔ)槽內(nèi)，在其通過處理后或 直接分別與相應(yīng)的工藝用化學(xué)投料液實(shí)施套用，從而實(shí)現(xiàn)降本增效、節(jié)能環(huán)保； 而所述被處理對(duì)象化學(xué)母液廢水，從位于蒸發(fā)器系列所述廢水上游端首個(gè)蒸發(fā)器的上 部進(jìn)入，通過具備汽提分餾效用部件流下，在間壁蒸汽加熱下所述化學(xué)母液廢水蒸發(fā)生成 的二次蒸汽向上流動(dòng)，由此產(chǎn)生氣液相對(duì)流交換作用；在所述廢水與下游蒸發(fā)器所產(chǎn)生的 二次蒸汽兩者存在溫差的條件下，使得由所述廢水流向下游蒸發(fā)器所產(chǎn)生的二次蒸汽中的 重組分冷凝分餾并溶入所述廢水中；而所述廢水與二次蒸汽的充分接觸所產(chǎn)生的汽提效 應(yīng)，又使得所述廢水中的輕組分?jǐn)U散轉(zhuǎn)移到二次蒸汽中，最終隨著二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸發(fā)器循序持續(xù)進(jìn)行，直至完成所述廢水的多效蒸發(fā)處理，而所述冷凝液為工藝 投料用化學(xué)原料液的套用提供前提。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述蒸發(fā) 器的個(gè)數(shù)在2~8個(gè)范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)2~8效蒸發(fā)處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述蒸發(fā) 器的個(gè)數(shù)在2~4個(gè)范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)2~4效蒸發(fā)處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述蒸發(fā) 器的個(gè)數(shù)是3個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)3效蒸發(fā)處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述具備 汽提分餾效用的部件，是包括拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、西塔環(huán)和球環(huán)在內(nèi)的化工填料，或者是包括 篩板、浮閥板和泡罩板在內(nèi)的化工塔板，或者是濕壁塔的塔管；以此增大所述廢水與蒸汽兩 者接觸面積，提聞汽提和分饋效應(yīng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述蒸發(fā) 器是耐腐蝕蒸發(fā)器；而所述耐腐蝕蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式，是耐腐蝕金屬體或襯耐腐蝕金屬體， 或玻璃體或襯或搪玻璃體，或石墨體或襯石墨體，或碳化硅體或襯或燒結(jié)碳化硅體，或耐腐 蝕橡塑體或襯耐腐蝕橡塑體，或其組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述的耐 腐蝕蒸發(fā)器是夾套加熱和受熱雙向均采用增強(qiáng)石墨材料制備的石墨蒸發(fā)器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述蒸發(fā) 器內(nèi)有一定的內(nèi)壓；而所述蒸發(fā)器內(nèi)溫度在35~175°C區(qū)間范圍內(nèi)，且各蒸發(fā)器內(nèi)的溫度 自所述廢水進(jìn)水端首個(gè)蒸發(fā)器，至所述廢水流向下游最后一個(gè)蒸發(fā)器逐個(gè)增高；而其內(nèi)壓 在-0. l(T+0.8Mpa區(qū)間范圍內(nèi)，且各蒸發(fā)器內(nèi)的內(nèi)壓自所述廢水進(jìn)水端首個(gè)蒸發(fā)器，至所 述廢水流向下游最后一個(gè)蒸發(fā)器逐個(gè)上升；且各蒸發(fā)器之間廢水流轉(zhuǎn)是由液泵向所述廢液 的下游強(qiáng)制輸送運(yùn)行的；且各蒸發(fā)器內(nèi)部的廢水是靠自然流動(dòng)傳熱的，當(dāng)蒸發(fā)廢水過程中 析出一定固體之后，各蒸發(fā)器采用液泵大流量循環(huán)輸送廢水進(jìn)行強(qiáng)制傳熱。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述化學(xué) 母液廢水處理前，是不加藥劑中和處理的，以不破壞化學(xué)母液的化學(xué)組分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)母液廢水多效蒸發(fā)處理的方法，其特征在于，所述各效 分凝的冷凝液，根據(jù)其成分組成進(jìn)行分級(jí)，全部或部分套用到化學(xué)反應(yīng)來源工藝中，作為原 料投料水和/或原料成分補(bǔ)充和/或工業(yè)用水，以實(shí)現(xiàn)"三廢"對(duì)環(huán)境的零排放。
【文檔編號(hào)】C02F1/04GK104150668SQ201410368697
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】李大忠, 張瑞寬, 李元尨 申請(qǐng)人:常州市康瑞化工有限公司