一種應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放的六效蒸發(fā)結(jié)晶裝置及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放的六效 蒸發(fā)結(jié)晶工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)家相關(guān)政策明確要求在鋼鐵、電力、化工、煤炭等重點(diǎn)行業(yè)推廣廢水循環(huán)利用， 努力實(shí)現(xiàn)廢水少排放或零排放。近年來(lái)，一些地方也相繼頒布了嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，黃 河、淮河等水污染嚴(yán)重的敏感流域、區(qū)域地區(qū)和省份甚至不允許工業(yè)企業(yè)廢水排放到地表 水體。水資源和水環(huán)境問(wèn)題已成為制約工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。尋求處理效果更好、工藝穩(wěn) 定性更強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用更低的廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)"廢水零排放"的目標(biāo)，已經(jīng)成為化工行業(yè)發(fā) 展的自身需求和外在要求。
[0003] GB/T21534-2008《工業(yè)用水節(jié)水術(shù)語(yǔ)》中對(duì)零排放解釋為企業(yè)或主體單元的生產(chǎn) 用水系統(tǒng)達(dá)到無(wú)工業(yè)廢水外排；一般認(rèn)為煤化工廢水"零排放"是將煤化工項(xiàng)目產(chǎn)生的廢水 濃縮成為固體或濃縮液的形式再加以處理，而不向地表水域排放任何形式的廢水； 通常的，煤化工廢水可通過(guò)有機(jī)廢水處理、含鹽廢水處理、濃鹽水處理及高濃鹽水固化 處理四個(gè)工段實(shí)現(xiàn)廢水的高效處理和"零排放";濃鹽水處理是制約煤化工廢水"零排放"的 關(guān)鍵技術(shù)；該工段一般采用（預(yù)處理+膜濃縮）處理工藝，將濃鹽水進(jìn)一步濃縮，使TDS質(zhì)量 濃度達(dá)到5000~8000mg/L，進(jìn)而送至蒸發(fā)裝置蒸發(fā)濃縮，濃縮后含有一定固含量的料漿則 進(jìn)行固化處理；多效蒸發(fā)將幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)操作，使蒸汽熱能得到多次利用，從 而提高熱能的利用率，多用于水溶液的處理。在三效蒸發(fā)操作的流程中，第一個(gè)蒸發(fā)器(稱 為第一效）以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個(gè)(稱為第二效、第三效）均以其前一效的二次蒸 汽作為加熱蒸汽，從而可大幅度減少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽溫度總是低于其加 熱蒸汽，故多效蒸發(fā)時(shí)各效的操作壓力及溶液沸騰溫度沿蒸汽流動(dòng)方向依次降低。
[0004] CN 103657122 A公開了一種六效蒸發(fā)裝置，主要包括以下步驟：濃鹽水通過(guò)預(yù)熱 器進(jìn)行余熱利用，之后依次進(jìn)入一效至六效；鹽分在后兩效進(jìn)行濃縮，濃縮后的料漿送至無(wú) 機(jī)鹽結(jié)晶工段。該發(fā)明前四效為降膜蒸發(fā)，因受最小進(jìn)料量的限制，進(jìn)料負(fù)荷受局限，且降 膜蒸發(fā)器很容易結(jié)垢，效體化洗頻繁，裝置無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行；五、六效的蒸發(fā)能力約僅為前四 效的一半，在進(jìn)料負(fù)荷較大的時(shí)候必須將很大一部分二次蒸汽分流至副冷凝器，且分流管 道上無(wú)調(diào)節(jié)閥，操作難度大，造成能量的損失，按經(jīng)濟(jì)性定義的話只能算作五效蒸發(fā)；六效 出料位置不太合適，有出現(xiàn)管道堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的工業(yè)廢水"零排放"多效蒸發(fā)多采用三效蒸發(fā)+兩效濃縮結(jié)晶工 藝，該方法運(yùn)行比較穩(wěn)定，但因?yàn)槠湫?shù)較少，熱量利用不甚充分，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)較差；且蒸發(fā)器 一般采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，體積大，造價(jià)高；綜合經(jīng)濟(jì)性較差。
[0006] 六效作為一種蒸發(fā)裝置，其在工業(yè)給水"零排放"處在尾端，所承擔(dān)的任務(wù)也非常 巨大；工業(yè)廢水的組成復(fù)雜且變化較大，故而造成蒸發(fā)裝置運(yùn)行難度較大，且不同于其他工 段，上游來(lái)水在此蒸發(fā)工段必須處理，否則牽一動(dòng)全身，整個(gè)"零排放"都無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行；在 一定層面上，本裝置的正常與否對(duì)于整個(gè)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行起決定性作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放 的六效蒸發(fā)結(jié)晶工藝，提高了工業(yè)廢水"零排放"蒸發(fā)除鹽工段多效蒸發(fā)裝置效數(shù)上限，完 美的實(shí)現(xiàn)熱量多級(jí)利用，進(jìn)一步降低單位工業(yè)水處理成本。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放的六效蒸發(fā)結(jié)晶裝置，包括濃鹽水進(jìn)口、循環(huán)回水出口、循 環(huán)給水進(jìn)口、廢鹽出口、再生水出口、生蒸汽進(jìn)口、生蒸汽冷凝液出口，濃鹽水進(jìn)口通過(guò)副冷 凝器濃鹽水調(diào)節(jié)閥連通副冷凝器；副冷凝器、四效預(yù)熱器、三效預(yù)熱器、二效預(yù)熱器、一效預(yù) 熱器依次連通；一效預(yù)熱器出料口連接末端預(yù)熱器進(jìn)料口，末端預(yù)熱器出料口通過(guò)開關(guān)閥 N、開關(guān)閥0連通一效分離器進(jìn)料口、三效分離器進(jìn)料口；一效分離器、二效分離器、三效分 離器、四效分離器、中間緩沖罐、五效分離器、六效分離器、脫鹽壓濾單元依次連通；脫鹽壓 濾單元一出料口連通中間緩沖罐進(jìn)料口，另一出料口連通廢鹽出口；五效分離器、六效分離 器通過(guò)調(diào)節(jié)閥D、調(diào)節(jié)閥E連通脫鹽壓濾單元； 所述的蒸汽進(jìn)口通過(guò)一效生蒸汽調(diào)節(jié)閥、末端預(yù)熱器生蒸汽調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥P連通一 效蒸發(fā)器加熱室進(jìn)氣口，一效蒸發(fā)器加熱室汽液混合物出口與一效分離器連通；一效分離 器、二效蒸發(fā)器加熱室、二效分離器、三效蒸發(fā)器加熱室、三效分離器、四效蒸發(fā)器加熱室、 四效分離器依次連通，四效分離器二次蒸汽出口通過(guò)五效二次蒸汽調(diào)節(jié)閥、副冷凝器二次 蒸汽調(diào)節(jié)閥與五效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室二次蒸汽進(jìn)口及副冷凝器二次蒸汽進(jìn)口連通，四 效分離器通過(guò)開關(guān)閥A與二效分離器連通；五效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室、五效分離器、六效 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室、六效分離器、主冷凝器依次連通；主冷凝器連通循環(huán)回水出口、循 環(huán)給水進(jìn)口；二效預(yù)熱器通過(guò)開關(guān)閥C連通三效蒸發(fā)器加熱室，三效蒸發(fā)器加熱室通過(guò)開 關(guān)閥B連通末端預(yù)熱器； 所述的末端預(yù)熱器冷凝水出口與一效蒸發(fā)器加熱室連通，一效蒸發(fā)器加熱室冷凝液出 口與一效預(yù)熱器熱源入口連通；二效蒸發(fā)器加熱室冷凝液與二效預(yù)熱器熱源入口連通；三 效蒸發(fā)器加熱室冷凝液與三效預(yù)熱器熱源入口連通；四效蒸發(fā)器加熱室冷凝液與四效預(yù)熱 器熱源入口連通；一效預(yù)熱器冷凝液出口管道連接冷凝液出口；二效預(yù)熱器冷凝液、三效 預(yù)熱器冷凝液、四效預(yù)熱器冷凝液、五效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室冷凝液、六效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā) 器加熱室冷凝液、副冷凝器冷凝液及主冷凝器冷凝液匯合后再生水出口連通；其中通過(guò)一 效冷凝液增壓栗、二效冷凝液增壓栗、三效冷凝液增壓栗、四效冷凝液增壓栗、五效冷凝液 增壓栗、六效冷凝液增壓栗、副冷凝器冷凝液增壓栗、主冷凝器冷凝液增壓栗對(duì)管路冷凝液 增壓； 所述的一效分離器、二效分離器、三效分離器、四效分離器、中間緩沖罐、五效分離器、 六效分離器通過(guò)一效出料栗、二效出料栗、三效出料栗、四效出料栗、中間緩沖罐出料栗、五 效出料栗、六效出料栗控制出料，通過(guò)一效出料調(diào)節(jié)閥、二效出料調(diào)節(jié)閥、三效出料調(diào)節(jié)閥、 四效出料調(diào)節(jié)閥、中間緩沖罐出料調(diào)節(jié)閥控制出料速度，通過(guò)一效循環(huán)栗、二效循環(huán)栗、三 效循環(huán)栗、四效循環(huán)栗、五效強(qiáng)制循環(huán)栗、六效強(qiáng)制循環(huán)栗向一效降膜蒸發(fā)器加熱室、二效 降膜蒸發(fā)器加熱室、三效降膜蒸發(fā)器加熱室、為四效降膜蒸發(fā)器加熱室、五效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā) 器加熱室、六效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室循環(huán)送料，通過(guò)開關(guān)閥F、開關(guān)閥J、開關(guān)閥H、開關(guān)閥 I、開關(guān)閥J、開關(guān)閥K、開關(guān)閥L、開關(guān)閥M分別控制一效分離器、二效分離器、三效分離器、四 效分離器管路的開關(guān)，通過(guò)一效循環(huán)調(diào)節(jié)閥、二效循環(huán)調(diào)節(jié)閥、三效循環(huán)調(diào)節(jié)閥、四效循環(huán) 調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量。
[0009] 所述的一效蒸發(fā)器加熱室和一效分離器組成一效蒸發(fā)器，二效蒸發(fā)器加熱室和二 效分離器組成二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器加熱室和三效分離器組成三效蒸發(fā)器、四效蒸發(fā)器 加熱室和四效分離器組成四效蒸發(fā)器，一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器、四效蒸發(fā)器 均為降膜蒸發(fā)器，五效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室、五效分離器和五效強(qiáng)制循環(huán)栗組成五效蒸 發(fā)器、六效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室、六效分離器和六效強(qiáng)制循環(huán)栗組成六效蒸發(fā)器，五效蒸 發(fā)器、六效蒸發(fā)器采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。
[0010] 所述的進(jìn)料分半負(fù)荷進(jìn)料及全負(fù)荷進(jìn)料，通過(guò)切換閥門開關(guān)閥E、開關(guān)閥F、開關(guān) 閥J、開關(guān)閥H、開關(guān)閥I、開關(guān)閥J、開關(guān)閥K、開關(guān)閥L來(lái)實(shí)現(xiàn)各部分的半/全負(fù)荷。
[0011] 所述的整個(gè)系統(tǒng)的真空度通過(guò)水環(huán)真空栗維持，真空度為-75~-80KPa，同時(shí)增 加破空管道及破空調(diào)節(jié)閥。
[0012] 所述的當(dāng)關(guān)閉開關(guān)閥A、開關(guān)閥B、開關(guān)閥0,其他開關(guān)閥打開時(shí)，系統(tǒng)采用一、二、 三、四、五、六效運(yùn)行模式，為六效蒸發(fā)，可按最大110%負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)關(guān)閉開關(guān)閥B、開關(guān)閥 C、開關(guān)閥0,其他開關(guān)閥打開時(shí)，系統(tǒng)采用一、二、五、六效運(yùn)行模式，為四效蒸發(fā)，可按最大 60%負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)關(guān)閉開關(guān)閥P、開關(guān)閥A、開關(guān)閥C、開關(guān)閥N，其他開關(guān)閥打開時(shí)，系統(tǒng)采用 三、四、五、六效運(yùn)行模式，為四效蒸發(fā)，可按最大60%負(fù)荷運(yùn)行。
[0013] 所述的一效循環(huán)栗、一效出料栗、二效循環(huán)栗、二效出料栗、三效循環(huán)栗、三效出料 栗過(guò)流部分材質(zhì)采用雙相鋼2205,且不能輸送固液混合流體；四效循環(huán)栗、四效出料栗過(guò) 流部分材質(zhì)采用雙相鋼2205,且允許輸送固液混合，固含量不大于5%m流體；五效強(qiáng)制循環(huán) 栗及六效強(qiáng)制循環(huán)栗為軸流栗，過(guò)流部分材質(zhì)采用雙相鋼2605 ;末端預(yù)熱器、一效預(yù)熱器、 二效預(yù)熱器、三效預(yù)熱器、四效預(yù)熱器均為列管式換熱器，其換熱管材質(zhì)為TA2,其他材質(zhì)為 不銹鋼316L ;-效蒸發(fā)器加熱室、二效蒸發(fā)器加熱室、三效蒸發(fā)器加熱室、四效蒸發(fā)器加熱 室采用管式降膜蒸發(fā)器，換熱管材質(zhì)為TAlO和TA2,其他材質(zhì)為不銹鋼316L。
[0014] 一種應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放的六效蒸發(fā)結(jié)晶工藝，該工藝包括以下步驟： 1) 濃鹽水進(jìn)口流入的濃鹽水依次通過(guò)副冷凝器、四效預(yù)熱器、三效預(yù)熱器、二效預(yù)熱 器、一效預(yù)熱器預(yù)熱，溫度25~30度，壓力為0. 7MPaG，鹽含量為6%m，四效預(yù)熱器、三效預(yù) 熱器、二效預(yù)熱器、一效預(yù)熱器熱量回收，通過(guò)一效蒸汽調(diào)節(jié)閥及末端預(yù)熱器蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn) 行調(diào)節(jié)，將濃鹽水加熱至122°C后進(jìn)入一效蒸發(fā)器加熱室，一效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的汽水混 合物在一效分離器中分離，當(dāng)一效分離器中有一定液位時(shí)，啟動(dòng)一效循環(huán)栗進(jìn)行濃鹽水自 分離器至一效蒸發(fā)器加熱室循環(huán)，采用0. 5MPaG的蒸汽，溫度為159°C，操作溫度為，殼程 130°C，管程125°C，將濃鹽水中的部分水蒸發(fā)出去，出料濃度為7. 3%m，汽相作為一效二次 蒸汽送至二效蒸發(fā)器加熱室； 2) 之后通過(guò)一效出料調(diào)節(jié)閥控制液位，通過(guò)一效出料栗將未蒸發(fā)的濃鹽水送至二效分 離器，當(dāng)二效分離器中有一定液位時(shí)，啟動(dòng)二效循環(huán)栗進(jìn)行濃鹽水自分離器至二效蒸發(fā)器 加熱室循環(huán)，二效蒸發(fā)器加熱室采用自一效分離器分離出的二次蒸汽加熱自一效分離器分 離出的濃鹽水，使得部分的濃鹽水蒸發(fā)，一效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的二次蒸汽，溫度為124°C， 則二效蒸發(fā)器加熱室操作溫度為，殼程124°C，管程119°C，二效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的汽水 混合物在二效分離器中分離，將濃鹽水中的部分水蒸發(fā)出去，出料濃度為9. 5%m，汽相作為 二效二次蒸汽送至三效蒸發(fā)器加熱室； 3) 之后通過(guò)二效出料調(diào)節(jié)閥控制液位，通過(guò)二效出料栗將未蒸發(fā)的濃鹽水送至三效分 離器，當(dāng)三效分離器中有一定液位時(shí)，啟動(dòng)三效循環(huán)栗進(jìn)行濃鹽水自分離器至三效蒸發(fā)器 加熱室循環(huán)，三效蒸發(fā)器加熱室采用自二效分離器分離出的二次蒸汽加熱自二效分離器分 離出