三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器是一種利用三級串聯(lián)蒸發(fā)、逐級降壓閃蒸,將濃鹽水進(jìn)一步濃縮至過飽和并析出結(jié)晶鹽(NaCl、Na?SO?等)的成套裝置,核心目的是實現(xiàn)高鹽廢水“零排放”與鹽資源化。其典型流程與關(guān)鍵要點如下:
1.三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器工藝路線
1.1.預(yù)熱:濃鹽水先后與冷凝水、不凝汽換熱,回收余熱并提升至80–95℃。
1.2.順流/逆流進(jìn)料:多數(shù)項目采用“三效順流”——物料先進(jìn)入一效,再依次轉(zhuǎn)料到二效、三效;蒸汽走向與物料相反(一效生蒸汽→二效二次汽→三效二次汽)。
1.3.逐級濃縮:每效均設(shè)加熱室+分離室,強(qiáng)制循環(huán)泵保證1.5–3.5m/s管內(nèi)流速,抑制結(jié)垢;各效壓力逐效降低(一效30–50kPa、末效10–20kPa絕壓),形成溫差5–8℃,使前一效二次汽可作為后一效熱源。
1.4.結(jié)晶與出鹽:末效鹽濃度達(dá)到25–30°Bé后進(jìn)入鹽腿/稠厚器,晶漿經(jīng)離心機(jī)脫水得濕鹽,母液回流末效繼續(xù)循環(huán)。
1.5.真空與冷凝:末效二次汽+不凝氣進(jìn)入表面冷凝器,用水環(huán)或羅茨真空泵維持系統(tǒng)真空(-0.085MPa左右),冷凝水可全部回用。
2.三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器關(guān)鍵設(shè)備
2.1.一效:常選降膜蒸發(fā)器,傳熱系數(shù)高、溫差損失小,適合低黏度初步濃縮。
2.2.二、三效:強(qiáng)制循環(huán)(FC)蒸發(fā)器,抗鹽析、抗結(jié)疤,管內(nèi)只升溫不沸騰,到分離室閃蒸,可處理含固量10–20%的晶漿。
2.3.結(jié)晶器:OSLD型或DTB型,底部圓?。}腿設(shè)計,保證晶體長大時間;循環(huán)泵變頻調(diào)節(jié),控制晶核數(shù)量與粒度。
2.4.鹽分離:旋流器+稠厚器+活塞推料離心機(jī),脫水后濕鹽含水≤5%;若需分質(zhì)鹽(NaCl/Na?SO?),前端先加納濾分鹽,再分別進(jìn)兩套三效系統(tǒng)。
3.三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器能耗與經(jīng)濟(jì)性
傳統(tǒng)三效蒸發(fā)強(qiáng)度0.25–0.35t汽/t水;若與MVR耦合,可把末效二次汽機(jī)械壓縮后回用,綜合汽耗降至0.15t汽/t水以下,電耗增加25–30kWh/t水,總能耗成本下降35–40%。
占地:50m3/h進(jìn)料規(guī)模約需500–600m2(三層框架),投資1200–1800萬元,視材質(zhì)(2205、2507、鈦材)而異。
4.三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器操作要點與優(yōu)化
4.1.結(jié)垢控制:CaSO?、SiO?極易在95℃以上超飽和,預(yù)處理需軟化至Ca2?<20mg/L、SiO?<60mg/L;管內(nèi)流速≥2m/s,每48h設(shè)自動水洗或稀酸洗。
4.2.發(fā)泡問題:高COD或表面活性劑可引起霧沫夾帶,需投加2–5ppm消泡劑,并在分離室設(shè)雙層絲網(wǎng)除沫器。
4.3.鹽腿淘洗:用清冷凝水逆向淘洗,可洗去晶體表面母液,提高鹽白度與純度(NaCl干基純度>98.5%)。
4.4.在線監(jiān)測:末效電導(dǎo)率/密度連鎖出料泵,防止過度濃縮導(dǎo)致管內(nèi)結(jié)晶堵管;真空度、溫差、循環(huán)泵電流納入DCS,實現(xiàn)一鍵啟停。
5.三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器應(yīng)用案例速覽
5.1煤化工高鹽廢水:三效順流+離心分離,進(jìn)料TDS100000mg/L,得NaCl鹽3.2t/h,冷凝水回用,實現(xiàn)零排放。
5.2礦井水深度處理:經(jīng)三級膜濃縮后TDS110000mg/L的濃鹽水,三效蒸發(fā)產(chǎn)硫酸鈉,母液干化制雜鹽,系統(tǒng)水回收率>99%。
綜上,三效濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器通過“多級蒸發(fā)-閃蒸-再壓縮”耦合,兼顧了能耗、連續(xù)運(yùn)行與鹽品質(zhì),是當(dāng)前高鹽廢水零排放的主流技術(shù)路線;若前端配套分鹽與軟化、后端輔以MVR或母液干化,可進(jìn)一步降低運(yùn)行成本并提高鹽資源化率。