化肥厂含盐废水蒸发结晶处理工艺

随着中国社会经济的快速发展，人们的物质生活水平越来越高，人们的环保意识也逐渐增强。同时，国家对化肥企业的环保监管和处罚也越来越严格。为了保护我们的生存环境，使化肥企业达到环保标准，既能保证生产，又能降低用水成本。处理化肥企业生产过程中产生的含盐废水具有重要意义。

一.项目概述

本项目为化肥厂废水处理项目，设计废水处理能力为7m3/h，要求装置运行能力能适应40%-120%进料量的变化。

浓盐水的组成如表1所示。

从上表可以看出，根据客户的报价，废水中的阴离子氯离子和阳离子为钠离子。根据分子量计算，废水中氯化钠含量约为2.1%，浓度较低。因此，考虑采用先浓缩后结晶的工艺。从表中可以看出，废水中的阳离子也含有钙离子，因此在工艺设计中应考虑设备结垢的影响。此外，废水中还会有其他无机盐成分。为了保证盐的成分符合工业标准，需要在工艺设计中重点考虑。

二、蒸发结晶过程

通过对浓盐水成分的分析，决定对浓盐水进行浓缩，增加废水中的含盐量，然后进入最终结晶系统，继续蒸发浓缩至饱和浓度，进入分离系统和包装系统。工艺流程图如图1所示。

从工艺流程图可以看出，工艺流程为:进料罐& # 12316；预热器& # 12316；高效蒸发& # 12316；二次蒸发& # 12316；三效结晶& # 12316；增稠剂& # 12316；离心机& # 12316；包装机。

器件的材料选择非常重要，直接影响器件的使用寿命和可靠性。考虑到原料中的氯离子对不锈钢的腐蚀严重，本装置的蒸发器板和蒸发器换热管采用TA1材料，其他设备、管道和阀门采用2205材料。

2.1装置工艺描述

该装置的热源是蒸汽。物料首先通过预热器，将物料温度升至设计温度，进入一效蒸发器，一效蒸发器加热一效物料。物料在一效分离器中进行汽液分离，产生二次蒸汽，二次蒸汽进入二效蒸发器作为热源加热二效物料。物料在二效分离器中进行汽液分离，产生二次蒸汽，二次蒸汽进入三效结晶蒸发器作为热源加热物料，物料在结晶器中进行汽液分离。各效产生的冷凝水混合后进入预热器预热物料，大大降低了预热蒸汽的消耗。

该装置采用一效、二效板式蒸发器的管板与三效管式蒸发器相结合的技术形式，前期物料浓度低。采用板式蒸发器，可以利用板式蒸发器的高传热效率，快速提高物料的含盐量。随着物料浓度的增加，堵塞蒸发器的可能性增加。因此选择管式蒸发器进行三效结晶，并增加大流量强制循环泵，使管式蒸发器内的物料流速达到2m/s以上，大大提高了传热效率。由于换热管内物料的高流速，也起到了冲刷管内结晶盐类沉积物的作用，大大减少了管式蒸发器换热管的结垢。

在机组各效分离器的二次蒸汽出口处增加二次分离器，在分离器顶部增加丝网除雾器和清洗喷嘴，大大提高了汽液分离率，消除了雾沫夹带现象。二次冷凝液回水标准远高于业主要求，可直接用于下一工艺工段。

该设备配有带搅拌的浓缩机，可容纳5m3的物料。当物料在三效结晶器中达到饱和浓度时，可将物料泵入浓缩机进行搅拌。在搅拌和冷却过程中，结晶盐逐渐增多，满足出料和离心的要求。这种工艺降低了结晶器内储存物料的浓度，转移了其晶体生长过程，降低了结晶器和蒸发器结垢堵塞的可能性。

2.2设备材料的工艺流程

物料储存在装置下方的原料池中，由自吸泵泵入一级预热器，在一级预热器中预热，用蒸汽加热，然后送入一级蒸发器，一级蒸发器为板式升膜蒸发器。加热后，物料进入初级分离器，物料沸腾。一级浓缩液从一级分离器底部进入一级物料循环泵进行自循环，并排入二级蒸发器。二效蒸发器也采用板式升膜蒸发器，物料完成与一效蒸发器相同的加热过程，进入二效分离器进行沸腾汽液分离。二次浓缩后的物料从二效分离器底部进入二效物料循环泵，同时送入三效结晶。物料在三效管式蒸发器中加热，加热后的物料进入三效结晶器进行沸腾汽液分离和物料浓缩。三效结晶配有大流量轴流泵强制循环，使物料不断蒸发浓缩，直至达到饱和浓度。当物料达到饱和浓度或高于饱和浓度时，启动结晶出料泵，将物料泵入搅拌浓缩机。物料晶体在浓缩机中进一步长大后，进入离心机进行固液分离。分离后的母液被泵回三效结晶器继续蒸发结晶，固体进入自动包装机包装出厂。

2.3机组的蒸汽工艺流程

工厂的热源是工厂提供的蒸汽。初始蒸汽压力为1.3MPa，经过厂前蒸汽减压阀后，蒸汽降至0.5MPao，蒸汽分为两路，一路进入预热器，作为预热器的热源预热物料，另一路进入一级蒸发器加热一级物料。一级分离器产生的二次蒸汽进入二级蒸发器加热二次物料，二级分离器产生的二次蒸汽进入结晶换热器加热三次物料至饱和浓度。结晶器产生的二次蒸汽进入冷凝器，冷却成冷凝水排出。

2.4装置冷凝水工艺流程

一级蒸发器的热源是锅炉出来的蒸汽，其冷凝水温度高，纯净。在通过初级预热器的第二阶段后，它被泵送回锅炉供再利用。二效蒸发器、三效结晶器和冷凝器产生的冷凝水汇合后进入一级预热器的第一段，然后流入冷凝水箱，由冷凝水泵送至其他工艺段使用，实现冷凝水的循环利用。二级和三级冷凝水由冷凝水箱收集。在冷凝液进入冷凝液罐之前，有一段U型管，用于动态液封，保证系统内的真空不被打破。

三。主要支持设备

3.1蒸发器

a、一效蒸发器采用板式升膜蒸发器，板材质为TA1，板为人字形波纹，使物料在流道内产生剧烈湍流，传热效率高。

b、双效蒸发器采用板式升膜蒸发器，板材质为TA1，板采用人字形波纹，使物料在流道内产生剧烈湍流，传热效率高。

c、三效蒸发器采用管式蒸发器，换热管材质为TA1，换热管直径为0.38毫米。管式蒸发器的蒸汽采用分配装置和挡板，使蒸汽均匀地分配到每个换热管的外壁上。设置挡板增加蒸汽与换热管之间的热交换时间，使蒸汽能够充分加热换热管，进而使换热管内的物料得到充分加热，从而提高蒸汽的利用率，保证蒸发器加热温度的稳定。

3.2分离器

分离器直径为02300毫米，高度为3000毫米，由2205双相不锈钢制成。二次蒸汽出口设有二次分离罐，分离器设有电容式液位计、液位观察镜、气体压力和温度传感器。

3.3结晶器

FC结晶器，直径03000mm，高7500mm，材质2205双相不锈钢，二次蒸汽出口二次分离罐，雷达液位计，液位观察镜，气体压力温度传感器，真空自动调节阀。

3.4冷凝器

冷凝器采用板式冷凝器，材质为板材TA1。蒸汽入口装有压力传感器，真空泵、冷却塔水和结晶器真空调节阀联锁控制。

四。调试和总结

装置调试过程顺利。由于物料初始浓度过低，连续启动72小时后，启动出料泵至浓缩机，然后浓缩机出料至离心机进行固液分离，得到结晶盐固体，在包装机中包装。

测量值:

(1)离心机分离出的结晶盐含水量为W5%，出盐标准符合GB/T5462-2015《工业盐》的要求；

(2)蒸发冷凝液的电导率=300us/cm，满足甲方对水回用的要求；

(3)蒸发冷凝液中C1含量为100mg/L，满足甲方对水回用的要求；

化肥厂属于煤化工企业。在国家加强环保监管的环境下，废水零排放成为所有化工厂的标准要求。本项目浓盐水蒸发结晶工程是煤化工企业高盐废水首次采用管板组合蒸发结晶工艺，不仅证明了管板组合蒸发结晶工艺的成功，也对整个废水处理行业起到了指导作用。(来源:上海蓝滨石化设备有限公司；行业上海蓝亚石化设备检测院有限公司】

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