煤化工高盐废水采用蒸发器如何实现零排放

实例【内蒙古伊泰化工项目】

     我国是一个贫油、少气、富煤的国家，煤炭在一次能源的生产和消费结构中占到了70%以上。中国能源以煤炭为主的状况，在今后很长一段时期内都不会改变。近年来，由于石油价格居高不下，煤化工行业得到了迅速发展。虽然煤化工产品如柴油、汽油、航空煤油等在一定程度上替代了石油产品，但是它同时也带来了**的环境压力。其中，水资源的过度使用和破坏被认为是*严重的问题。有研究表明，煤化工企业每生产1t产品，直接液化需要6～7t水，间接液化需要 8～12t水，煤制甲醇需水10～17t，而煤制烯烃则需水20～30t。然而，我国的煤炭储量和水资源呈逆向分布，煤炭资源丰富的西部和北部地区多为干旱地区，水资源稀缺。另外，煤化工作为高污染高排放企业，如果其产生的大量废水不能得到有效处理就直接排放，必将对周边环境造成巨大污染。因此，未来如何深度处理煤化工废水，如何对处理后的水进行合理循环利用，从而降低污染物排放总量进而达到近零排放，是煤化工产业进一步发展亟待解决的问题。

     煤化工废水由于含有高浓度盐分，无法生化处理或其它办法处理，只能采用蒸发除盐处理；还有些废水可以通过蒸发浓缩，将废水中的物质变废为宝。采用蒸发+结晶工艺处理煤化工废水，使蒸发处理后的水循环利用，做到废水零排放。

    多效蒸发是将2个或多个蒸发器串联起来进行操作的过程。前一蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽可以作为后一蒸发器的加热蒸汽，只要后一蒸发器内的压力和溶液沸点较原来蒸发器中的低，则引入的二次蒸汽即能起到加热热源的作用。每一个蒸发器称为一效，通过循环利用蒸汽，重复利用了热能，从而降低了能耗成本。郭杰等利用三效蒸发系统对反渗透浓盐水进行了中试处理研究，其工艺流程如图1所示。

 　　反渗透浓盐水首先经过0.4MPa低压饱和蒸汽进行加热，再依次进入一效、二效、三效蒸发器进行蒸发，前一效蒸发器蒸发出来的蒸汽可以作为后一效蒸发器的热源。*终蒸汽经过冷凝器冷却成冷凝水，进入淡水箱。回收的冷凝水电导率＜200μS/cm、COD＜10mg/L、NH4+-N＜2mg/L，达到水质回用要求。另一方面，从三效蒸发器中排出的饱和物料进入到旋流增稠器，其中的稀溶液进行外循环，而浓物料则进入结晶器和离心机，*终转化成固态盐泥。

 　由于多效蒸发过程的能耗主要来自蒸汽，而在大多数的煤化工企业项目中，蒸汽是一种副产品，容易得到，成本较低，因此，多效蒸发技术非常适合煤化工废水的处理。然而，在实际操作过程中，由于结垢作用，多效蒸发设备的蒸发量随着使用时间的增加会逐渐减少，所以如何控制和清除多效蒸发过程中的盐垢从而提高蒸发效率，是未来研究的方向。