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何为复杂体系废水零排放技术?
1复杂体系废水零排放技术
复杂体系废水:含有高浓度多元无机盐离子,生化性能差,难降解的废水。关健是要据废水组成、当地条件选择合适的处理工艺。
复杂体系废水零排放技术是指以废水为原料,通过物理、化学手段进行分质提取,以达到变废为宝、高值化利用、废水回用或近零排放的目的。
技术方法:生化、氧化、膜法、电渗析;
主要工艺:预处理、蒸发浓缩、结晶(单效、多效、MVR)
2目前复杂体系废水处理存在的主要问题
❖缺乏废水自身规律性的研究——物性数据不全、不准;
❖不注重整体工艺优化——面面具到,追求大而全;
❖各处理系统间缺乏有机衔接——各自为政;
❖关健技术应用及设计针对性较差——细节决定成败。
3工业废水零排放技术选择
工业废水零排放技术可应用于煤化工、石油化工、电力、钢铁、海水淡化等领域。
如何选择零排放工艺过程?
❖物性数据研究
❖蒸发结晶规律——混盐溶液在相图中理论路线
❖实验验证工艺路线及设计参数
❖工艺路线和参数的确定
蒸发结晶零排放技术是怎么回事?
1蒸发的基本原理
❖蒸发:通常称借助加热作用使溶液中一部分溶剂汽化,从而使料液浓缩的过程称为蒸发。
❖蒸发能顺利进行的条件:是热量的不断供给和二次蒸汽(蒸发过程产生的蒸汽)的不断排除。
❖蒸发操作按操作压力不同可分为常压、加压和真空蒸发。真空蒸发可以降低料液的沸点,因此可以利用温度(或压力)较低的蒸汽作为热源。
2多效蒸发技术
❖根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽机械压缩蒸发(MVR)等。
❖多效蒸发是最常用的蒸发方式,在MVR成熟应用以前一直是蒸发、结晶的主导工艺。
❖原理:多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽,并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水,如此依次进行。
❖原料水进入系统方式:有逆流、平流(分别进入各效)、顺流(从第1效进入)和逆流预热并流进料等。
3MVR蒸发结晶工艺
(1)典型的蒸发浓缩(结晶)工艺
蒸发浓缩过程而言,介质发生“相变”:液相→汽相
(2)蒸发能耗分析
Ø新鲜蒸汽大量热量→二次蒸汽→冷却水→大气
Ø冷却塔消耗大量循环水以及电能(泵)运行,造成三重浪费
图中的红色数据为蒸发能耗分析(以单效1kg水为例)
(3)MVR多效蒸发流程工艺
MVR系统多效蒸发方式适合于处理热敏较敏感,不宜进行大温差传热的溶液蒸发,同时其也可用于蒸发量较大的工艺场合。
(4)MVR系统
蒸发结晶工艺如何选择?
1MVR与多效蒸发技术能耗成本对比
MVR蒸发技术蒸发1吨水需要耗电为通常20-50度电(具体数值与所处理物料的物性有关)。
2蒸发结晶装置选择
黄埔盐化目前已针对无机盐生产及含无机盐废水处理,针对物料的性质进行研究及工程设计。开发应用成熟的蒸发结晶装置,可以分为:MVR降膜蒸发装置;MVR-FC蒸发结晶装置;MVR-OSLO结晶装置;MVR-DTB结晶装置;多效蒸发结晶装置等。装置可以采用PLC或DCS自动控制系统,自动化程度高。
蒸发结晶有哪些应用基础及实践经验?
1蒸发结晶的应用
❖无机盐类物质的生产;
❖含无机盐废水处理(废水回用、提取盐类)。
2理论基础——水盐体系相图研究
由于含盐废水通常是由各种化工反应单元处理得到的,溶液中含有反应物、中间产物、副产物、最终产物,另外还含有少量的低沸点有机组分、高粘度组分、高沸点组分等。为了从源头上保证工程的质量,需首先对物料进行分析研究,并通过实验得到复杂体系的相平衡数据。
3仪器设备基础
❖天津科大黄埔盐化研究室、中试工程技术中心和分析检测中心,拥有ICP—MS,LAMAN光谱仪、高效液相色谱仪、气象色谱仪、XRD衍射仪、扫描电镜、倒置显微镜、红外光谱等一批先进的分析检测仪器,测试手段先进可靠;
❖同时还建有小型蒸发器、OSLO结晶器、DTB结晶器、膜分离、高压反应釜等成套中试装置,完全能够完成物性测定、工艺研究、中试工程试验。
❖通过对原料进行组分检测及物性分析,针对陌生物料还需进行蒸发实验和结晶实验,考察物料在蒸发结晶过程中的性质变化,为工艺路线选择、防垢技术、系统配置、蒸发器和结晶器形式的确定提供依据。
4工程设计基础及工程实践经验
黄埔盐化公司拥有ASPENPLUS、PROⅡ工艺流程模拟软件,蒸汽性能模拟软件,CFD流体力学模拟软件以及HTRI换热器设计软件,CAD工程制图、三维制图软件等。可以完成从系统流程模拟、到设备设计、系统出图的全流程设计,更好的完成工艺优化设计,为工程设计和装置建设提供可靠的技术保证。
黄埔盐化分质结晶废水处理零放排有哪些案例?
山东文登热电厂(氯碱)AC发泡剂废水处理改造及分盐处理工程
蒸发结晶及废水处理中试装置
应用实例——纤维素含盐废水处理
直接排料的粒度及固液比--节能的重要环节之一
黄埔盐化已完成哪些零排放技术?
❖直接蒸发分盐工艺
根据析盐规律,直接通过蒸发结晶方式做到无机盐的分离提取。如:硫酸钠和氯化钠,硫酸钙和氯化钠、氯化钙和氯化钠等
❖纳滤分盐工艺
通过纳滤装置调整浓盐水中氯离子和硫酸根离子的比例,再通过不同的蒸发结晶系统分别产出硫酸钠和氯化钠,提高硫酸钠和氯化钠产品的产出量,减少了混盐的产量。
❖蒸发-冷冻分盐工艺
将蒸发结晶和冷冻结晶技术有效结合,通过冷冻系统将浓盐水中的物质分离,提高产品盐的质量及提取率。
1电厂脱硫废水零排放新工艺
电厂脱硫废水零排放新工艺特点:1、利用晶种法解决了蒸发过程中设备结垢问题,可将钙法脱硫废水不经化学预处理,直接进入蒸发结晶系统,即可分离提取出硫酸钙、硫酸镁产品。2、其主要产品MgSO4˙H2O可直接做为农肥出售。3、与其它零排方法相比,具有投资少、运行成本低,可实现资源的高值化利用等优点。4、经多年室内及MVR中试生产线(0.5m3/h)现场运行研究,已能保证装置连续稳定运行60天以上不结垢、不堵管,已具备工业化应用条件。
2燃煤锅炉烟气脱硫新技术及装置
❖利用镁法(氧化镁轻烧粉或氢氧化镁)对锅炉烟气进行脱硫,并可直接生产一水硫酸镁产品。
❖该方法在使锅炉烟气处理达标排放的同时,在不需任何外来热量补充的情况下,即可直接生产出干燥一水硫酸镁粉体产品。
❖该方法与其它脱硫方法相比,具有操作简单、投资少,经济效益高等特点,在锅炉烟气处理中具有广阔的应用前景。
3钙法脱硫废水处理中试研究
根据试验前后换热管的对比可以看出,针对高钙高镁的脱硫废水,换热管光洁如初,无结垢现象。
运行前换热管运行15天换热管运行33天换热管
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