2.2廢水水質(zhì)參數
表1:生產(chǎn)系統出水水質(zhì)指標
離子指標 | 原水數值 |
Na | 50 g/L |
Ca | 0.0150 g/L |
Mg | 0.0167 g/L |
Co | 0.0046 g/L |
Ni | 0.0123 g/L |
Mn | 0.00041 g/L |
SO42- | 主要陰離子 |
表2:生產(chǎn)系統回用水質(zhì)指標
離子指標 正常檢測數值
離子指標 | 正常檢測數值 |
Na | 32.9 g/L |
Ca | 0.0099 g/L |
Mg | 0.011 g/L |
Co | 0.003 g/L |
Ni | 0.0081 g/L |
Mn | 0.00027 g/L |
一、污水處理工藝選擇
3.1相關(guān)工藝介紹
生產(chǎn)用水日常由于生產(chǎn)內部循環(huán),循環(huán)會(huì )增加水體內的離子濃度,當循環(huán)到Na離子濃度為50 g/L 時(shí),將這部分水排入處理系統進(jìn)行處理,處理要求Na離子濃度降低到33 g/L以?xún)?。需要做到蒸發(fā)結晶。水體中絕大部分陰離子為硫酸根離子。
根據貴公司提出的原始條件和要求,進(jìn)行相關(guān)的計算和設計工作,確定相關(guān)設備的參數和蒸發(fā)器的類(lèi)型。本方案的宗旨是用最低的運行成本以及最佳的解決方案來(lái)達到蒸發(fā)結晶硫酸鈉溶液。
本方案擬采用MVR蒸發(fā)器。要處理的原液送入過(guò)濾器過(guò)濾雜質(zhì)后一部分進(jìn)入MVR系統,一部分過(guò)濾液與MVR冷凝水混合作為回用水供給到現上循環(huán)使用。為控制鈉離子濃度本方案在廢水收集槽內,回用水槽內設置鹽分檢測儀表,通過(guò)鹽分判斷調節M(mǎn)VR處理能力,始終保證回用水供水水質(zhì)在設計范圍內。根據鈉離子濃度由50g/l降低到33g/l以?xún)?,則去除率≥34%。若采用MVR蒸發(fā),冷凝水基本不含鈉離子,則按照每天100T/D排水計算,則每天MVR進(jìn)料量≥34T/D.設計MVR處理能力按照進(jìn)水量1.5T/HR,MVR可以變頻控制,調整處理水量。
二、MVR設計方案
4.1.MVR 蒸發(fā)結晶器工藝流程
4.2.MVR 蒸發(fā)器簡(jiǎn)介及優(yōu)點(diǎn)
(1)蒸發(fā)結晶器
MVR 蒸發(fā)結晶器是當前國際ling先的高效節能蒸發(fā)系統,其原理是將蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽通過(guò)壓縮機加壓升溫,提高蒸汽的熱焓并作為熱源給物料加熱,從而實(shí)現循環(huán)蒸發(fā),冷凝下來(lái)的熱水再與原料換熱,進(jìn)一步回收熱量,實(shí)現了潛熱的充分利用,大幅度降低蒸發(fā)能耗,顯著(zhù)節約運行成本。
MVR 強制循環(huán)蒸發(fā)器是依靠外加力——循環(huán)泵使液體進(jìn)行循環(huán)。它的加熱室立式結構,液體循環(huán)速度大小由泵變頻調節。
(2)MVR 蒸發(fā)器系統優(yōu)點(diǎn)
1) 使用MVR蒸發(fā)技術(shù),二次蒸汽回收利用率達到99%。
2) 該蒸發(fā)器主要使用電即能蒸發(fā),僅需少量蒸汽、其能耗為傳統蒸發(fā)器的40%左右。
3) 低溫差蒸發(fā),降低結垢幾率。
4) 設備全自動(dòng)化操作,節省人力資源。
5) 使用蒸汽專(zhuān)用羅茨壓縮機,生產(chǎn)能力大,強度高,壓縮機轉子采用2205,抗腐蝕能力強。
6) 采用多列管式強制循環(huán)傳熱技術(shù)。
7) 高性能分離器采用外置除沫器+絲網(wǎng)除霧分離技術(shù),優(yōu)化蒸餾水質(zhì)量。
8) 蒸餾水余熱用于預熱廢水,能夠減少能源消耗。
4.3.MVR 蒸發(fā)器工藝描述
初步開(kāi)機流程:
原水由進(jìn)料泵輸送進(jìn)料系統,進(jìn)料流量由分離器液位計設定值來(lái)控制調節,經(jīng)流量計記錄,初始加熱采用二級預熱器加熱,熱源為蒸汽,經(jīng)二級預熱器加熱至60-80℃,待系統達到設定液位后,熱源切換至加熱器中加熱,加熱至90-92℃后,啟動(dòng)進(jìn)入正常運行系統。
正常運行流程:
蒸發(fā)系統內部液位隨著(zhù)不斷蒸發(fā)減少,液位計會(huì )聯(lián)動(dòng)進(jìn)料泵及調節閥控制進(jìn)料,進(jìn)料先經(jīng)一、二級預熱器預熱至約60-80℃,熱源為約75-90℃冷凝水,再進(jìn)入蒸發(fā)系統內,蒸發(fā)系統內部壓力在-40~-30Kpa,預熱后的料液進(jìn)入系統后壓力降低形成蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽溫度在 90-92℃,二次蒸汽由蒸汽壓縮機引入壓縮提高壓力和溫度,壓縮機壓縮溫度提高至106-108℃,再供給加熱器最為熱源,形成循環(huán)加熱利用。
料液在蒸發(fā)系統內循環(huán)蒸發(fā)濃縮,含鹽溶液逐漸形成過(guò)飽和,析出晶體,晶體沉降至分離器底部淘洗腿中,再由出料泵輸出至晶漿緩沖罐,晶漿緩沖罐稠厚一定晶體量后自流進(jìn)入離心機進(jìn)行固液分離,離心母液繼續回蒸發(fā)系統內。
4.4.自動(dòng)控制部分描述
(1)工藝控制部分采用“PLC 自控”的形式,能夠完成本工段裝置的模擬量(MCS)控制、安全監控、報警和數據采集(DAS)功能,確保裝置安全高效穩定運行。能夠達到全系統所有設備的集中控制,包括集中啟/停車(chē)、事故閉鎖、報警信號、單機啟/停車(chē)等。本設計具有易于組態(tài)、易于使用、易于擴展的特點(diǎn)。
(2)該系統由控制部分、檢測部分、執行機構和控制電腦組成??刂撇糠钟呻娫茨K、西門(mén)子CPU、I/O 模塊及其他電器元件組成;檢測部分包括溫度傳感器、液位傳感器、壓力傳感器、流量控制器等組成;執行機構由氣動(dòng)閥門(mén)、開(kāi)關(guān)閥門(mén)和機泵電機組成;
(3)進(jìn)出料:以分離器液位為輸入信號,輸出控制進(jìn)料氣動(dòng)閥;出料以密度計信號,控制出料閥開(kāi)啟或關(guān)閉。
(4)分離器內單獨設置超高、超低控制點(diǎn),保障物料液位在控制范圍內。
(5)冷凝水:以冷凝水儲罐液位為輸入信號,輸出控制冷凝水泵轉動(dòng)快慢。
(6)蒸汽控制:以進(jìn)料溫度傳感器為輸入信號,輸出控制蒸汽自動(dòng)調節閥,使蒸汽壓力穩定在設定值左右。各效分離器及加熱器安裝壓力傳感器與溫度傳感器,遠傳顯示;同時(shí)安裝就地真空表及溫度表。
4.5.MVR蒸發(fā)特點(diǎn)
(1)依據客戶(hù)提供的物料情況及其特性、確定蒸發(fā)器類(lèi)型:
1)根據客戶(hù)提供的數據匯總,結合我司工程經(jīng)驗,將工藝定為:MVR強制循環(huán)蒸發(fā)器結晶裝置,以克服沸點(diǎn)升帶來(lái)的有效溫差降低;
2)進(jìn)出料自動(dòng)控制,進(jìn)料以液位計來(lái)控制,出料以密度計為信號控制。
(2)本蒸發(fā)器特點(diǎn):
1)本蒸發(fā)系統在負壓環(huán)境蒸發(fā),設備安全可靠;
2)強制循環(huán)式管內流速大于1.5m/s,不易堵管;分離器頂部配置高效除沫裝置、避免物料泡沫夾帶導致跑料;
3)分離器采用液位比例控制系統、比例閥自動(dòng)調節進(jìn)料量,液位可視,操作直觀(guān)、可靠,并可避免循環(huán)管堵塞;
4)工藝采用 MVR 蒸發(fā)+結晶器處理廢水,先將濃度低的廢水在蒸發(fā)器中蒸發(fā)到一定濃度,蒸發(fā)掉大部分水,然后進(jìn)入結晶器蒸發(fā)結晶鹽液分離系統,達到濃度的物料進(jìn)入結晶罐,將晶漿狀鹽分用離心機分離,剩余的濃縮水再進(jìn)蒸發(fā)器,這樣能夠保證系統穩定、可靠,降低清洗頻率和面積。MVR蒸發(fā)器壓縮比高、熱效率高、節省能源、能耗低,蒸發(fā)一噸清水的能耗大約是傳統蒸發(fā)器的1/6 到1/5(當物料不同時(shí),能耗有所改變),運行成本大大降低,本壓縮機可以通過(guò)軟件很容易地監控壓縮機的各個(gè)運行參數,而且可以得出分析報告。強制循環(huán)蒸發(fā)器適晶體量大、易結垢、黏度高的溶液。
6)壓縮機采用變頻控制,在實(shí)際使用過(guò)程中,可針對現場(chǎng)的情況,自動(dòng)進(jìn)行變頻控制。
7)壓縮機系統實(shí)現多方位自動(dòng)保護功能,在溫度、壓力等發(fā)生變化的情況下,自動(dòng)進(jìn)行保護,保證壓縮機的正常使用。
8)MVR 中加熱器同時(shí)又是二次蒸汽的冷凝器,所以不需要另設冷凝器,而且無(wú)需循環(huán)冷卻水。節省了公用工程的費用。
9)系統占地面積小,人員操作少;配套的公用工程項目少。
10)系統蒸發(fā)溫度可任意設定,特別適合有熱敏性質(zhì)的物料的濃縮或結晶,并且在低溫蒸發(fā)狀態(tài)下無(wú)需冷凍冷卻水,大大節省投資。
11)將濃縮液進(jìn)入蒸發(fā)量的單效系統,有效減少一臺壓縮機的投入,有效降低投資成本,小系統也能有效降低堵管可能,保障蒸發(fā)器系統連續穩定運行,確保蒸發(fā)系統達到設計指標要求。
12)清洗:系統設置停機自動(dòng)排料、停機自動(dòng)沖洗、定期清水清洗,定期藥液清洗、定期機械清洗、定期藥液浸泡加機械清洗等諸多清洗方案,有效降低管道結垢、堵管等,保證高效傳熱系數和有效換熱面積。