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導讀

      高鹽污水產(chǎn)生途徑廣泛，水量也逐年增加。最小化高鹽廢水排放對環(huán)境產(chǎn)生的影響要求去除含鹽污水中的污染物。常用的高鹽廢水處理方式包括以下幾種：耐鹽細菌生化處理、傳統(tǒng)蒸發(fā)濃縮設(shè)備蒸發(fā)、膜技術(shù)除鹽、電解除鹽。

      但是由于高鹽的毒害和抑制作用，生化處理技術(shù)實施遇到極大阻礙；傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮設(shè)備運行費用高、能效低；膜技術(shù)處理設(shè)備價格昂貴，易堵塞、易污染、最后產(chǎn)生的濃液無法處理；電解方式通常會因為有機物的問題而無法電解。

      以人類目前的技術(shù)，高鹽廢水處理最理想的方式可能就是用MVR蒸發(fā)器，MVR蒸發(fā)設(shè)備可以將鹽類以固體的形式分離處理，甚至達到近零排放的效果，而得到的固體結(jié)晶還可以再回收利用。其對于沒有蒸汽來源的廠家采用更具優(yōu)勢。

      MVR蒸發(fā)器正常運行過程中，物料蒸發(fā)產(chǎn)生低溫的二次蒸汽，經(jīng)過壓縮機的壓縮，壓力和溫度得以升高，熱焓隨之增加，被送到蒸發(fā)器的加熱室當作加熱蒸汽即生蒸汽使用，使料液維持蒸發(fā)狀態(tài)，而加熱蒸汽本 身將熱量傳遞給物料本身冷凝成水。這樣，原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率。

      其工作過程是低溫位的蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮，溫度、壓力提高，熱焓增加，然后進入換熱器冷凝，以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外，整個蒸發(fā)過程中無需生蒸汽。

      MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身。1. 原液首先經(jīng)進料泵通過冷凝水換熱器進行熱交換。2. 經(jīng)過預(yù)熱后的料液進入強制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)，對其進行蒸發(fā)濃縮，直至濃縮到預(yù)設(shè)濃度，出料，當蒸發(fā)過程出現(xiàn)泡沫時，加入消泡劑進行消泡。3. 經(jīng)過濃縮的晶漿增濃后再進入離心機中，在離心力作用下母液被分離出來，母液再回到原液罐，結(jié)晶鹽出。4. 分離器產(chǎn)生的二次蒸汽，進入壓縮機進行壓縮，經(jīng)過壓縮機壓縮后的高溫蒸汽再進入到強制循環(huán)換熱器，在強制循環(huán)蒸發(fā)器殼程內(nèi)蒸汽被冷凝為冷凝水，排入冷凝水罐，通過冷凝水泵，泵入板式換熱器中，對料液進行預(yù)熱。5. 強制循環(huán)蒸發(fā)器殼程內(nèi)的不凝氣進入不凝氣換熱器內(nèi)對物料進一步預(yù)熱。6. 工藝流程中各工藝條件均有現(xiàn)場顯示和參數(shù)變送器，由PLC集中控制，通過工控機的組態(tài)軟件進行監(jiān)視、報警和自動控制。

高鹽廢水零排放蒸發(fā)器的穩(wěn)定運行分析

01、 影響高鹽廢水蒸發(fā)器穩(wěn)定運行的因素

      目前在危廢行業(yè)以及廢水行業(yè)使用的高鹽廢水蒸發(fā)器的存在的普遍問題是設(shè)備的結(jié)垢堵塞、運行能耗高、清洗頻繁以及裝置的連續(xù)穩(wěn)定運行差。

      因為這些行業(yè)的特殊性，其需要去蒸發(fā)結(jié)晶的廢水具有成分復雜、預(yù)處理不到位、腐蝕性強、有機物濃度高、波動性大、鹽濃度高等特點，這些因素對蒸發(fā)結(jié)晶裝置的運行造成很多困難。

      高鹽廢水除了含有有機污染物，還含有大量可溶性的無機鹽，如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等，蒸發(fā)結(jié)晶裝置不僅要降低其COD的含量，提高蒸餾水的水質(zhì)，而且更為重要的是要把可溶解鹽類物質(zhì)從廢水中進行高效的分離。

      COD對沸點升高的影響，硬度對傳熱系數(shù)的影響，氨氮對冷凝水實質(zhì)的影響，PH對設(shè)備材質(zhì)的影響，TDS對蒸發(fā)模式的影響等。

      大多數(shù)設(shè)計人員和使用單位對于蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備存在重治理、輕保持，重應(yīng)急、輕長效。

      蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備看起來雖然簡單，但是它涉及傳熱、流體動力、沸騰、結(jié)晶、結(jié)構(gòu)、化學、自動化等多個學科領(lǐng)域，是一個系統(tǒng)工程，是一門應(yīng)用科學。

      雖然不提倡過度設(shè)計，但是設(shè)計中如果遺漏或忽視某個環(huán)節(jié)，很可能對于今后的穩(wěn)定運行造成不利的影響。

02、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢的原因

      （1）憑經(jīng)驗設(shè)計，前期技術(shù)準備不足

      前期成分的技術(shù)準備，對原液、各種恒算、小試或者中試對技術(shù)方案進行驗證和調(diào)整。

      首先是裝置能功能性要求，其次才是如何節(jié)能的問題，有很多裝置，把節(jié)能放在前面，迎合商務(wù)的需要和數(shù)據(jù)的漂亮，把最基本的功能性問題放到后面，這樣往往容易出問題。

      （2）逆溶解度的鹽存在

      如溶液中的鈣、鎂離子，當達到飽和溫度時，鈣、鎂離子形成晶核附于加熱壁面并成為污垢。

      蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備所產(chǎn)生的問題主要是在蒸發(fā)液面附近的結(jié)垢和在換熱面上出現(xiàn)局部高度過飽和而生成過剩晶體。

      預(yù)處理盡量去除，如果不具備條件進行預(yù)處理，可以添加晶種法，使得晶種懸浮在蒸發(fā)面上，通過晶體生長來降低溶液的過飽和度，以避免逆溶解度鹽在換熱面上的結(jié)垢。

      （3）有機物的影響

      很多大分子有機物在高溫、真空下濃縮后，其黏度、沸點升高很大，對于廢水中的無機鹽結(jié)晶造成很大的影響，同時會在管壁、罐壁、泵、設(shè)備及管道的轉(zhuǎn)角處黏附，造成結(jié)垢和堵塞。

預(yù)處理盡量去除，如果不具備條件進行預(yù)處理，可以通過優(yōu)化蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備工藝把有機物的影響減少到最小。

03、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備穩(wěn)定運行措施

      （1）選擇合理的蒸發(fā)工藝到底是選MVR蒸發(fā)器還是多效蒸發(fā)器？選擇合理的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式；選擇合理的材質(zhì)；根據(jù)介質(zhì)及蒸發(fā)形式的不同選擇合理的流速；控制好系統(tǒng)內(nèi)不同部位的固液比；改善設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝管線的設(shè)計。

      （2）為了盡量避免換熱器的結(jié)垢及延緩換熱器的結(jié)垢，先從設(shè)計方面采取必要的措施設(shè)計時換熱器內(nèi)流速分布均勻，以避免較大的速度梯度，確保溫度分布均勻（如折流板區(qū)），在保證合理的壓力降和不造成腐蝕的前提下，提高流速有助于減少污垢（在真空狀態(tài)下蒸發(fā)，提高料液的流速及降低蒸發(fā)時的溫度）。設(shè)計時采用最少的死區(qū)和低流速區(qū)，與物料接觸部位光潔度高，阻力?。ㄌ岣吖鼙诤凸薇诘墓鉂嵍龋?，采用特殊加熱器結(jié)構(gòu)，使得加熱蒸汽在加熱器內(nèi)分布均勻，加熱器內(nèi)各部分的加熱管與蒸汽充分接觸，并合理排除不凝氣體，相對于傳統(tǒng)加熱器，提高了蒸汽對加熱管壁的給熱系數(shù)以及提高總的傳熱效率，提供了蒸汽利用率，強化了傳熱。同時還設(shè)置防止蒸汽過熱裝置，避免換熱管壁面形成局部高溫，避免鹽垢的形成。

      （3）加熱器蓋為易拆卸結(jié)構(gòu)，方便以后正常的現(xiàn)場維護和現(xiàn)場清洗在設(shè)備的運行中嚴格按照出廠的操作、維護、清洗等規(guī)程來進行，也可大大延緩加熱器的結(jié)垢。

      （4）采用列管強制循環(huán)形式控制強制循環(huán)管內(nèi)流速不小于1.75m/s，使得溶液在管內(nèi)流速加快，使得垢層不易形成，并對垢層有強烈的沖刷作用。

      （5）分離器采用大直徑、高徑深的獨特設(shè)計分離空間大，分離效果好，同時設(shè)計鹽腿的結(jié)構(gòu)形式，對出料鹽漿進行淘洗。每臺分離器采用高效除沬器，可有效防止霧沫夾帶，確保二次蒸汽的純潔性，進一步提高蒸餾水水質(zhì)。

      （6）蒸發(fā)產(chǎn)生的不凝氣統(tǒng)一收集，并留有接口可與廠區(qū)除臭系統(tǒng)管網(wǎng)連接，避免對周邊環(huán)境造成影響。

      （7）出料管道采用分段安裝，即可以分段拆解，如果結(jié)晶堵塞可快速分段進行清理，大大降低了堵塞后的清理工作。

      （8）設(shè)置高效合理的排空系統(tǒng)管道的最低點、泵進口、換熱器、分離器等設(shè)備都設(shè)置了排空口，若出現(xiàn)緊急狀況時，系統(tǒng)內(nèi)的高濃度物料可通過這些排空口迅速排空，確保蒸發(fā)系統(tǒng)不堵塞。

      （9）采用鹽腿設(shè)計，使得鹽晶體在鹽腿中富集，使大的晶體不再進入加熱列管進行再循環(huán)蒸發(fā)，這樣一方面減少了晶體與加熱列管的摩擦所產(chǎn)生的磨損，大大地提高了設(shè)備的使用壽命和晶漿的收率，降低了消耗。

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