煤化工含盐废水零排放工艺选型设计

郭瑞亚，胡晓静，赵贯舟

（1.河北工大晟珂工程科技有限公司，河北 石家庄 050000;2.中国电子系统工程第四建设有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引 言

近十几年来，我国煤化工行业取得了突飞猛进的发展，一些煤化工项目相继建成。由于煤化工项目需水量大，在实际运行中会产生大量的含盐废水，为了实现“绿水青山就是金山银山”的环保理念，煤化工废水处理的“零排放”成为了各煤化工企业亟待解决的难题。某煤化工厂含盐废水需进行综合回收利用，对此项目进行含盐废水零排放的工艺选型设计。

1 设计依据

（1） 取上游工段含盐废水，水量约18 m3/h。

（2） 浓度：20%～25%（重量百分比）。

（3） 水质：估算水质成分及含量：Na+=92 157.5 mg/L；K+=663.5 mg/L；Ca2+=0.9 mg/L；Mg2+=0.02 mg/L；Fe3+=5.6 mg/L；Cl-=934 265 mg/L；SO42-=10 380.7 mg/L；HCO3-=0.86 mg/L；F-=215 mg/L。

（4） 温度：95 ℃。

根据物料守恒定律，上述水质的主要成分为氯化钠和硫酸钠，故按这2 种混盐来做物料衡算和热量衡算。经计算一效蒸发系统和二效蒸发系统均产生结晶盐。因此，为保证设备能够长期稳定并且安全的运行，同时为减少堵塞管路的风险，在蒸发结晶器的选择上采用抗结疤能力强的强制循环蒸发器。

2 工艺路线

2.1 含盐废水双效强制蒸发系统的流程

将选取的上游工段含盐废水试样进行双效强制蒸发，其工艺流程如下。

（1） 物料由上料泵注入一效蒸发系统中，进行效内的循环浓缩，然后进入二效蒸发系统。

（2） 浓缩液在二效蒸发系统内进行蒸发结晶，通过轴流泵实现效内循环，然后，由二效出料泵输送到旋液分离器中。

（3） 在旋液分离器中分离出的上部清液回流到二效蒸发系统中，下部增浓的晶浆进入到稠厚器中进一步的增浓。

（4） 增浓后的晶浆进入到离心机中进行固液分离。

（5） 离心出来的母液进入到母液罐中，经母液泵返回到二效蒸发系统中，与旋流器分离出的上清液共同调节系统内的固含量。

将得到的混盐固体进行包装，作为危废处理。

含盐废水双效强制蒸发系统流程如图1 所示。

图1 含盐废水双效强制蒸发系统流程Fig.1 Flowchart of the double-effect forced evaporation system for salty wastewater

2.2 蒸汽及二次汽的流程

（1） 一效分离室蒸出来的二次蒸汽作为二效加热室的热源使用，一效冷凝水的闪蒸汽也合并进入二效加热室中。

（2） 二效分离室蒸出来的二次汽进入间接冷凝器中，全部冷凝后进入二次汽冷凝水罐中，返回前工艺使用或作为系统内的冲洗水。

（3） 不凝气则由水环真空泵抽出排空。

2.3 冷凝水的流程

（1） 生蒸汽冷凝水进入生蒸汽冷凝水罐中，由生蒸汽冷凝水泵打至锅炉房再次利用。

（2） 二效冷凝水冷凝后进入二次汽冷凝水罐中，间接冷凝器冷凝下来的冷凝水也进入二次汽冷凝水罐中，统一收集后一部分作为系统的冲洗水，另一部分可回收利用。

2.4 系统中母液的流程

（1） 系统富集的母液定期排放到杂盐原料罐中，由泵打至耙式干燥机中。

（2） 母液经耙式干燥机干燥后成为杂盐，再和系统内的混盐一并作为危废处理。

2.5 系统机封水的流程

系统中所有泵类机封水由机封水系统统一回收，经机封水板换热后进入到机封水罐中，再由机封水泵送至各泵，机封水系统实现了内部循环。

3 工艺计算

一效和二效蒸发系统工艺计算数据见表1。

表1 工艺计算数据Table 1 Process calculation datas

续表

4 设备选型

一效和二效蒸发系统设备选型见表2。

表2 设备选型Table 2 Equipment selection

5 运行过程中和停车时的注意事项

（1） 运行时，若一效系统向二效系统过料的管线出现了堵塞，应及时打开过料管线上的冲洗阀门进行冲洗。

（2） 系统中含固管线上均设置了自动冲洗阀，冲洗水由二次汽冷凝水泵送至各用水点，现场巡检时，应注意观察含固管线是否堵塞。

（3） 当系统蒸发强度下降时，应及时打开母液外排管线上的阀门，将杂盐系统出料时富集的母液排出系统。

（4） 根据现场运行情况，应及时观察分离室视镜和稠厚器视镜。若系统起泡严重，应向系统内加入消泡剂。

（5） 冬天巡检时，应观察各循环水和脱盐水系统的防冻情况。

（6） 检修和停产期间，应及时补充脱盐水，避免高浓度物料在管道内形成死区，导致形成结晶而阻塞管道和设备。

（7） 对于间歇操作的设备，停车后应及时清洗，避免晶体堵塞管道。

6 结 论

（1） 煤化工含盐废水经过双效强制蒸发结晶，以结晶盐的形式析出废水中的混盐，混盐集中作为危废处理。

（2） 母液返回系统中继续蒸发结晶，系统富集的母液由耙式干燥机进行干燥，干燥后的结晶盐同样作为危废处理。

（3） 二次汽冷凝水回厂区前可再次利用。

（4） 生蒸汽冷凝水可被锅炉房再利用，实现了煤化工含盐废水的零排放。