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    2.2廢水水質參數

    表1:生產系統出水水質指標

    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:生產系統回用水質指標

    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相關工藝介紹

    生產用水日常由于生產內部循環,循環會增加水體內的離子濃度,當循環到Na離子濃度為50 g/L 時,將這部分水排入處理系統進行處理,處理要求Na離子濃度降低到33 g/L以內。需要做到蒸發結晶。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,進行相關的計算和設計工作,確定相關設備的參數和蒸發器的類型。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達到蒸發結晶硫酸鈉溶液。

    本方案擬采用MVR蒸發器。要處理的原液送入過濾器過濾雜質后一部分進入MVR系統,一部分過濾液與MVR冷凝水混合作為回用水供給到現上循環使用。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,通過鹽分判斷調節MVR處理能力,始終保證回用水供水水質在設計范圍內。根據鈉離子濃度由50g/l降低到33g/l以內,則去除率≥34%。若采用MVR蒸發,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進料量≥34T/D.設計MVR處理能力按照進水量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 蒸發結晶器工藝流程


    4.2.MVR 蒸發器簡介及優點

    (1)蒸發結晶器

    MVR 蒸發結晶器是當前國際ling先的高效節能蒸發系統,其原理是將蒸發產生的二次蒸汽通過壓縮機加壓升溫,提高蒸汽的熱焓并作為熱源給物料加熱,從而實現循環蒸發,冷凝下來的熱水再與原料換熱,進一步回收熱量,實現了潛熱的充分利用,大幅度降低蒸發能耗,顯著節約運行成本。

    MVR 強制循環蒸發器是依靠外加力——循環泵使液體進行循環。它的加熱室立式結構,液體循環速度大小由泵變頻調節。

    (2)MVR 蒸發器系統優點

    1) 使用MVR蒸發技術,二次蒸汽回收利用率達到99%。

    2) 該蒸發器主要使用電即能蒸發,僅需少量蒸汽、其能耗為傳統蒸發器的40%左右。

    3) 低溫差蒸發,降低結垢幾率。

    4) 設備全自動化操作,節省人力資源。

    5) 使用蒸汽專用羅茨壓縮機,生產能力大,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傳熱技術。

    7) 高性能分離器采用外置除沫器+絲網除霧分離技術,優化蒸餾水質量。

    8) 蒸餾水余熱用于預熱廢水,能夠減少能源消耗。

    4.3.MVR 蒸發器工藝描述 

    初步開機流程:

    原水由進料泵輸送進料系統,進料流量由分離器液位計設定值來控制調節,經流量計記錄,初始加熱采用二級預熱器加熱,熱源為蒸汽,經二級預熱器加熱至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,啟動進入正常運行系統。

    正常運行流程: 

    蒸發系統內部液位隨著不斷蒸發減少,液位計會聯動進料泵及調節閥控制進料,進料先經一、二級預熱器預熱至約60-80℃,熱源為約75-90℃冷凝水,再進入蒸發系統內,蒸發系統內部壓力在-40~-30Kpa,預熱后的料液進入系統后壓力降低形成蒸發,蒸發產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,形成循環加熱利用。

    料液在蒸發系統內循環蒸發濃縮,含鹽溶液逐漸形成過飽和,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入離心機進行固液分離,離心母液繼續回蒸發系統內。

    4.4.自動控制部分描述

    (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、事故閉鎖、報警信號、單機啟/停車等。本設計具有易于組態、易于使用、易于擴展的特點。

    (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;執行機構由氣動閥門、開關閥門和機泵電機組成;

    (3)進出料:以分離器液位為輸入信號,輸出控制進料氣動閥;出料以密度計信號,控制出料閥開啟或關閉。

    (4)分離器內單獨設置超高、超低控制點,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快慢。

    (6)蒸汽控制:以進料溫度傳感器為輸入信號,輸出控制蒸汽自動調節閥,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;同時安裝就地真空表及溫度表。

    4.5.MVR蒸發特點 

    (1)依據客戶提供的物料情況及其特性、確定蒸發器類型:

    1)根據客戶提供的數據匯總,結合我司工程經驗,將工藝定為:MVR強制循環蒸發器結晶裝置,以克服沸點升帶來的有效溫差降低;

    2)進出料自動控制,進料以液位計來控制,出料以密度計為信號控制。

    (2)本蒸發器特點:

    1)本蒸發系統在負壓環境蒸發,設備安全可靠;

    2)強制循環式管內流速大于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、比例閥自動調節進料量,液位可視,操作直觀、可靠,并可避免循環管堵塞;

    4)工藝采用 MVR 蒸發+結晶器處理廢水,先將濃度低的廢水在蒸發器中蒸發到一定濃度,蒸發掉大部分水,然后進入結晶器蒸發結晶鹽液分離系統,達到濃度的物料進入結晶罐,將晶漿狀鹽分用離心機分離,剩余的濃縮水再進蒸發器,這樣能夠保證系統穩定、可靠,降低清洗頻率和面積。MVR蒸發器壓縮比高、熱效率高、節省能源、能耗低,蒸發一噸清水的能耗大約是傳統蒸發器的1/6 到1/5(當物料不同時,能耗有所改變),運行成本大大降低,本壓縮機可以通過軟件很容易地監控壓縮機的各個運行參數,而且可以得出分析報告。強制循環蒸發器適晶體量大、易結垢、黏度高的溶液。

    6)壓縮機采用變頻控制,在實際使用過程中,可針對現場的情況,自動進行變頻控制。

    7)壓縮機系統實現多方位自動保護功能,在溫度、壓力等發生變化的情況下,自動進行保護,保證壓縮機的正常使用。

    8)MVR 中加熱器同時又是二次蒸汽的冷凝器,所以不需要另設冷凝器,而且無需循環冷卻水。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)系統蒸發溫度可任意設定,特別適合有熱敏性質的物料的濃縮或結晶,并且在低溫蒸發狀態下無需冷凍冷卻水,大大節省投資。

    11)將濃縮液進入蒸發量的單效系統,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,保障蒸發器系統連續穩定運行,確保蒸發系統達到設計指標要求。 

    12)清洗:系統設置停機自動排料、停機自動沖洗、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。


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