高鹽廢水零排放蒸發(fā)器的穩(wěn)定運(yùn)行分析

高鹽廢水零排放蒸發(fā)器的穩(wěn)定運(yùn)行分析一、影響高鹽廢水蒸發(fā)器穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行能耗高、清洗頻繁以及裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行差。因?yàn)檫@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(fù)雜、預(yù)處理不到位、腐蝕性強(qiáng)、有機(jī)物濃度高、波動(dòng)性大、鹽濃度高等特點(diǎn)，這些因素對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的運(yùn)行造成很多困難。

高鹽廢水除了含有有機(jī)污染物，還含有大量可溶性的無機(jī)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(jìn)行高效的分離。

COD對(duì)沸點(diǎn)升高的影響，硬度對(duì)傳熱系數(shù)的影響，氨氮對(duì)冷凝水實(shí)質(zhì)的影響，PH對(duì)設(shè)備材質(zhì)的影響，TDS對(duì)蒸發(fā)模式的影響等。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員和使用單位對(duì)于蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備存在重治理、輕保持，重應(yīng)急、輕長(zhǎng)效。

蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備看起來雖然簡(jiǎn)單，但是它涉及傳熱、流體動(dòng)力、沸騰、結(jié)晶、結(jié)構(gòu)、化學(xué)、自動(dòng)化等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，是一個(gè)系統(tǒng)工程，是一門應(yīng)用科學(xué)。

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

二、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢的原因

（1）憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，前期技術(shù)準(zhǔn)備不足

前期成分的技術(shù)準(zhǔn)備，對(duì)原液、各種恒算、小試或者中試對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行驗(yàn)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(dāng)達(dá)到飽和溫度時(shí)，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(jìn)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(zhǎng)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(jī)物的影響

很多大分子有機(jī)物在高溫、真空下濃縮后，其黏度、沸點(diǎn)升高很大，對(duì)于廢水中的無機(jī)鹽結(jié)晶造成很大的影響，同時(shí)會(huì)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(jìn)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(jī)物的影響減少到最小。

三、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)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(jì)。

（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(jì)方面采取必要的措施

設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)的溫度）。

設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)于傳統(tǒng)加熱器，提高了蒸汽對(duì)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(qiáng)化了傳熱。

同時(shí)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(chǎng)維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)清洗

在設(shè)備的運(yùn)行中嚴(yán)格按照出廠的操作、維護(hù)、清洗等規(guī)程來進(jìn)行，也可大大延緩加熱器的結(jié)垢。

（4）采用列管強(qiáng)制循環(huán)形式

控制強(qiáng)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(duì)垢層有強(qiáng)烈的沖刷作用。

（5）分離器采用大直徑、高徑深的獨(dú)特設(shè)計(jì)

分離空間大，分離效果好，同時(shí)設(shè)計(jì)鹽腿的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)出料鹽漿進(jìn)行淘洗。

每臺(tái)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(jìn)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(duì)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(jìn)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(diǎn)、泵進(jìn)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(shí)，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(jì)，使得鹽晶體在鹽腿中富集，使大的晶體不再進(jìn)入加熱列管進(jìn)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。四、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備除垢

世界上沒有完全不結(jié)垢的蒸發(fā)器，只是清洗周期不同，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)在運(yùn)行一段時(shí)間后效率會(huì)降低需要定期清洗以保證系統(tǒng)的蒸發(fā)效果。

采取上述穩(wěn)定運(yùn)行的各種措施之后，即使到了清洗周期，蒸發(fā)器所結(jié)的垢也是薄垢，不會(huì)結(jié)硬垢、死垢，相對(duì)來講是比較容易清洗的。

原則上每隔6個(gè)月或停機(jī)超過3天以上，需對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗。

蒸發(fā)器結(jié)垢一般情況下是廢水中溶解鹽類的結(jié)晶析出（硫酸鈣、硫酸鈉、氯化鈉等）后在換熱面以及設(shè)備管道轉(zhuǎn)角處等產(chǎn)生的沉淀結(jié)垢，以及有機(jī)膠質(zhì)在高溫氧化后的沉積和流體中懸浮顆粒的沉積等造成的結(jié)垢。

這些綜合因素產(chǎn)生的垢層與蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備的工作溫度、濃度、流體流速以及流體的組成有關(guān)，因此在生產(chǎn)工藝中要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，同時(shí)在設(shè)計(jì)的清洗周期之內(nèi)定期清洗設(shè)備。

蒸發(fā)器的垢組成可分為水溶性垢和不溶性垢。

水溶性垢是蒸發(fā)飽和溶液時(shí)所析出的鹽類結(jié)晶，可用水或稀的不飽和溶液定期清洗。

不溶性垢包括鈣、鎂、硅等低溶解度的鹽類，以及有機(jī)聚合物等，要定期停車用酸、堿或機(jī)械方法進(jìn)行清理。不