蒸發結晶技術在煤化工廢水零排放領域的應用
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摘 要：煤化工產業耗水量大，廢水排放量大，污染物濃度高，水資源短缺和環境污染問題限制了煤化工產業的發展。為了解決水資源短缺及環境污染等問題，利用廢水“零排放”處理技術實現廢水循環利用是一種較理想的方法。而蒸發結晶技術作為處理技術的一種，在該領域的應用起到十分重要的作用。鑒于此，文章重點就蒸發結晶技術在煤化工廢水零排放領域的應用進行研究分析，以供參考和借鑒。
關鍵詞：蒸發結晶；煤化工；廢水處理；零排放
與石油、天然氣等能源資源相比，我國煤炭資源儲量相對豐富，擴展煤化工產業，替代石油及天然氣產業，對于實現我國后石油時代的化學工業穩定發展，具有重要的現實意義。但煤化工生產運行而言，其污染性和環境破壞性特征較為突出，不僅用水量和排水量巨大，并且煤化工廢水污染組成復雜、污染物濃度高，如不能對其進行相應的處理，就會對周圍生態環境造成嚴重的破壞和污染。
1 煤化工廢水零排放的意義分析
一是水資源保護，我國水資源較為匱乏，科學用水和合理控制廢水排放是我國水資源可持續發展和利用的重要保障；二是環境保護，煤化工廢水以煤煉焦廢水、煤氣凈化廢水以及產品回收廢水為主，廢水數量龐大且污染物組成較為復雜，同時我國煤炭資源主要存儲與新疆、內蒙、寧夏等地區，缺少相應的環境容量接受廢水，所以廢水“零排放”具有重要環境保護意義。
2 煤化工廢水零排放存在問題
2.1 非正常工序較多
就目前來說，我國在煤化工廢水零排放方面還處于試點階段，很多工藝參數與流程還需要在未來工作當中不斷的改進調試，以此對低能耗、高效率的生產目標進行實現。在此過程中，反應溫度以及壓力參數發生的變化，也將對廢水水質帶來較大的影響，并因此使其發生變化或者波動情況。此外，由于現階段生產操作系統穩定性方面問題的存在，也是使得企業在生產當中在廢水處理效果方面還存在一定的問題，不能夠滿足回用水要求，該部分情況的存在，都可能導致污染問題的發生。
2.2工藝方案問題
在新型煤化工廢水排放中，其具體工藝即在處理廢水之后，使其同含鹽廢水一起在經過超濾以及反滲透處理之后形成回用。如果根據反滲透濃縮倍數對濃水進行推算，則不能夠對其實際水質情況進行把握。對于濃鹽水，其需要經過二段再濃縮回用處理，在濃鹽水質量濃度不斷提升的情況下，其去向問題也十分關鍵。目前蒸發結晶是很多企業使用較多的零排放方式，但該種方式在實際應用當中具有較高的能耗，使企業難以長時間應用。由于其占地面積較大，則很可能在處理中出現有機物滲漏或者外泄情況，也將對零排放效果造成影響。
3 蒸發結晶技術在煤化工廢水零排放領域的應用
3.1 蒸發結晶常見技術分析
3.1.1 多效蒸發技術
多效蒸發技術是將蒸發器連接起來，前面蒸發器產生的蒸汽作為后面蒸發器加熱的熱源，使熱能得到高效利用，這種多效蒸發技術的進水預處理是比較簡單的，分類的效果也較好，能夠徹底分離掉廢水中具有不揮發性質的溶劑以及溶質，不會殘留大量的濃縮液，熱解之后便于處理，不僅能夠單獨使用，也可以聯合使用，操作比較安全。結合二次蒸汽以及料液流向，將多效蒸發技術流程分為并流、平流、逆流以及錯流幾種，在實際應用中需要結合生產需要以及物料物化性質等選擇合適的流程。
3.1.2 機械熱壓縮技術
機械熱壓縮技術利用蒸發器中的二次蒸汽，使用壓縮機壓縮，溫度以及壓力會不斷升高，料液會保持沸騰的狀態，加熱蒸汽本身會冷凝形成水。通過這種方法能夠高效利用蒸汽，使潛熱被回收，熱效率提升，減少資源需要以及能耗，降低污染。機械熱壓縮技術占有的面積小，運行成本比較低，有很高的自動化水平，能夠平穩的進行運行。
3.2 實際應用分析
3.2.1 制油項目中強制循環蒸發技術應用
某制油項目利用強制循環蒸發器對項目中某工段所得的廢水進行蒸發結晶，廢水主要成分是硫酸銨。廢水經上料泵進入到蒸發器中，通過飽和蒸汽進行加熱，使料液在蒸發器中進行濃縮蒸發。蒸發器中的無機鹽通過固形物的形式析出，形成濃度較高的漿液，對這種漿液進行淘洗，利用出料泵將漿料打入到稠厚器中增濃，然后再進行離心脫水。蒸發器產生的二次蒸汽通過折流板式除沫器然后利用冷凝器進行冷卻，再進入到回用水管線中。離心母液返回到蒸發結晶系統中，繼續進行蒸發濃縮。
3.2.2 煤化工中三效強制循環結晶器應用
三效蒸發器均使用強制循環蒸發器，原料從上料泵進入到各個蒸發器中進行蒸發濃縮，并通過軸流泵進行內部循環，最后產生的濃縮液通過三效出料泵輸送到旋液器，上部清液回流到末效蒸發器中蒸發濃縮，下部高含量晶漿進入到稠厚器，通過離心機分離固液，母液分離后進入到母液罐中，通過母液泵返回到末效蒸發器中。由蒸汽總管來的生蒸汽為一效加熱室的熱源，一效分離室出來的二次汽進入二效加熱室作為熱源；同樣，二效分離室的二次汽進入三效加熱室作為熱源，三效分離室出來的二次汽進入間接冷凝器冷凝后收集至冷凝水罐，最后統一收集回到濃鹽水產水水池中。三效蒸發器操作簡單、適應性強、運行比較穩定，能夠實現污水的零排放。
4 結束語
綜上所述，在處理煤化工廢水時使用蒸發結晶技術能夠使廢水與鹽相分離，這種處理技術是比較徹底的，能夠實現廢水的零排放，隨著環保事業的發展，蒸發結晶技術的應用前景是比較廣闊的。
參考文獻：
[1]崔培哲.固定床煤氣化高濃有機廢水近零排放處理流程技術研究[D].廣州：華南理工大學，2017.
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