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2.2废水水质参数

表1:生产系统出水水质指标

离子指标

原水数值

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-

主要阴离子

表2:生产系统回用水质指标

离子指标 正常检测数值

离子指标

正常检测数值

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、污水处理工艺选择

3.1相关工艺介绍

生产用水日常由于生产内部循环,循环会增加水体内的离子浓度,当循环到Na离子浓度为50 g/L 时,将这部分水排入处理系统进行处理,处理要求Na离子浓度降低到33 g/L以内。需要做到蒸发结晶。水体中绝大部分阴离子为硫酸根离子。

根据贵公司提出的原始条件和要求,进行相关的计算和设计工作,确定相关设备的参数和蒸发器的类型。本方案的宗旨是用最低的运行成本以及最佳的解决方案来达到蒸发结晶硫酸钠溶液。

本方案拟采用MVR蒸发器。要处理的原液送入过滤器过滤杂质后一部分进入MVR系统,一部分过滤液与MVR冷凝水混合作为回用水供给到现上循环使用。为控制钠离子浓度本方案在废水收集槽内,回用水槽内设置盐分检测仪表,通过盐分判断调节MVR处理能力,始终保证回用水供水水质在设计范围内。根据钠离子浓度由50g/l降低到33g/l以内,则去除率≥34%。若采用MVR蒸发,冷凝水基本不含钠离子,则按照每天100T/D排水计算,则每天MVR进料量≥34T/D.设计MVR处理能力按照进水量1.5T/HR,MVR可以变频控制,调整处理水量。

二、MVR设计方案

4.1.MVR 蒸发结晶器工艺流程


4.2.MVR 蒸发器简介及优点

(1)蒸发结晶器

MVR 蒸发结晶器是当前国际ling先的高效节能蒸发系统,其原理是将蒸发产生的二次蒸汽通过压缩机加压升温,提高蒸汽的热焓并作为热源给物料加热,从而实现循环蒸发,冷凝下来的热水再与原料换热,进一步回收热量,实现了潜热的充分利用,大幅度降低蒸发能耗,显著节约运行成本。

MVR 强制循环蒸发器是依靠外加力——循环泵使液体进行循环。它的加热室立式结构,液体循环速度大小由泵变频调节。

(2)MVR 蒸发器系统优点

1) 使用MVR蒸发技术,二次蒸汽回收利用率达到99%。

2) 该蒸发器主要使用电即能蒸发,仅需少量蒸汽、其能耗为传统蒸发器的40%左右。

3) 低温差蒸发,降低结垢几率。

4) 设备全自动化操作,节省人力资源。

5) 使用蒸汽专用罗茨压缩机,生产能力大,强度高,压缩机转子采用2205,抗腐蚀能力强。

6) 采用多列管式强制循环传热技术。

7) 高性能分离器采用外置除沫器+丝网除雾分离技术,优化蒸馏水质量。

8) 蒸馏水余热用于预热废水,能够减少能源消耗。

4.3.MVR 蒸发器工艺描述 

初步开机流程:

原水由进料泵输送进料系统,进料流量由分离器液位计设定值来控制调节,经流量计记录,初始加热采用二级预热器加热,热源为蒸汽,经二级预热器加热至60-80℃,待系统达到设定液位后,热源切换至加热器中加热,加热至90-92℃后,启动进入正常运行系统。

正常运行流程: 

蒸发系统内部液位随着不断蒸发减少,液位计会联动进料泵及调节阀控制进料,进料先经一、二级预热器预热至约60-80℃,热源为约75-90℃冷凝水,再进入蒸发系统内,蒸发系统内部压力在-40~-30Kpa,预热后的料液进入系统后压力降低形成蒸发,蒸发产生的二次蒸汽温度在 90-92℃,二次蒸汽由蒸汽压缩机引入压缩提高压力和温度,压缩机压缩温度提高至106-108℃,再供给加热器最为热源,形成循环加热利用。

料液在蒸发系统内循环蒸发浓缩,含盐溶液逐渐形成过饱和,析出晶体,晶体沉降至分离器底部淘洗腿中,再由出料泵输出至晶浆缓冲罐,晶浆缓冲罐稠厚一定晶体量后自流进入离心机进行固液分离,离心母液继续回蒸发系统内。

4.4.自动控制部分描述

(1)工艺控制部分采用“PLC 自控”的形式,能够完成本工段装置的模拟量(MCS)控制、安全监控、报警和数据采集(DAS)功能,确保装置安全高效稳定运行。能够达到全系统所有设备的集中控制,包括集中启/停车、事故闭锁、报警信号、单机启/停车等。本设计具有易于组态、易于使用、易于扩展的特点。

(2)该系统由控制部分、检测部分、执行机构和控制电脑组成。控制部分由电源模块、西门子CPU、I/O 模块及其他电器元件组成;检测部分包括温度传感器、液位传感器、压力传感器、流量控制器等组成;执行机构由气动阀门、开关阀门和机泵电机组成;

(3)进出料:以分离器液位为输入信号,输出控制进料气动阀;出料以密度计信号,控制出料阀开启或关闭。

(4)分离器内单独设置超高、超低控制点,保障物料液位在控制范围内。

(5)冷凝水:以冷凝水储罐液位为输入信号,输出控制冷凝水泵转动快慢。

(6)蒸汽控制:以进料温度传感器为输入信号,输出控制蒸汽自动调节阀,使蒸汽压力稳定在设定值左右。各效分离器及加热器安装压力传感器与温度传感器,远传显示;同时安装就地真空表及温度表。

4.5.MVR蒸发特点 

(1)依据客户提供的物料情况及其特性、确定蒸发器类型:

1)根据客户提供的数据汇总,结合十大滚球官网工程经验,将工艺定为:MVR强制循环蒸发器结晶装置,以克服沸点升带来的有效温差降低;

2)进出料自动控制,进料以液位计来控制,出料以密度计为信号控制。

(2)本蒸发器特点:

1)本蒸发系统在负压环境蒸发,设备安全可靠;

2)强制循环式管内流速大于1.5m/s,不易堵管;分离器顶部配置高效除沫装置、避免物料泡沫夹带导致跑料;

3)分离器采用液位比例控制系统、比例阀自动调节进料量,液位可视,操作直观、可靠,并可避免循环管堵塞;

4)工艺采用 MVR 蒸发+结晶器处理废水,先将浓度低的废水在蒸发器中蒸发到一定浓度,蒸发掉大部分水,然后进入结晶器蒸发结晶盐液分离系统,达到浓度的物料进入结晶罐,将晶浆状盐分用离心机分离,剩余的浓缩水再进蒸发器,这样能够保证系统稳定、可靠,降低清洗频率和面积。MVR蒸发器压缩比高、热十大滚球官网高、节省能源、能耗低,蒸发一吨清水的能耗大约是传统蒸发器的1/6 到1/5(当物料不同时,能耗有所改变),运行成本大大降低,本压缩机可以通过软件很容易地监控压缩机的各个运行参数,而且可以得出分析报告。强制循环蒸发器适晶体量大、易结垢、黏度高的溶液。

6)压缩机采用变频控制,在实际使用过程中,可针对现场的情况,自动进行变频控制。

7)压缩机系统实现多方位自动保护功能,在温度、压力等发生变化的情况下,自动进行保护,保证压缩机的正常使用。

8)MVR 中加热器同时又是二次蒸汽的冷凝器,所以不需要另设冷凝器,而且无需循环冷却水。节省了公用工程的费用。

9)系统占地面积小,人员操作少;配套的公用工程项目少。

10)系统蒸发温度可任意设定,特别适合有热敏性质的物料的浓缩或结晶,并且在低温蒸发状态下无需冷冻冷却水,大大节省投资。

11)将浓缩液进入蒸发量的单效系统,有效减少一台压缩机的投入,有效降低投资成本,小系统也能有效降低堵管可能,保障蒸发器系统连续稳定运行,确保蒸发系统达到设计指标要求。 

12)清洗:系统设置停机自动排料、停机自动冲洗、定期清水清洗,定期药液清洗、定期机械清洗、定期药液浸泡加机械清洗等诸多清洗方案,有效降低管道结垢、堵管等,保证高效传热系数和有效换热面积。


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