某石化公司催化裂化CO煙氣脫硫裝置產(chǎn)生了高濃度含鹽廢水，溶解性固體濃度的設(shè)計(jì)值為8%，實(shí)際運(yùn)行最高達(dá)到13%，根據(jù)《青島市海洋環(huán)境保護(hù)規(guī)定》、《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，該裝置的高鹽廢水無法直接排放至膠州灣海洋區(qū)域及市政污水管網(wǎng)，通過技術(shù)探討，利用MVR技術(shù)新建一套高鹽廢水處理裝置以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的“零排放”。
一、MVR技術(shù)概述
(1)MVR技術(shù)原理。
MVR是機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)(mechanicalvaporrecompression)的簡(jiǎn)稱。MVR技術(shù)除開車啟動(dòng)外，整個(gè)蒸發(fā)過程中無需生蒸汽，利用蒸發(fā)器出來的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后蒸汽壓力、溫度升高，熱焓值增加，然后送到蒸發(fā)器的加熱室作為加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，二次蒸汽也得到了充分的利用。
(2)MVR高鹽廢水處理工藝原理。
高鹽水經(jīng)過加熱提升溫度，在蒸發(fā)室中閃蒸出低品位蒸汽，鹽水濃度提高后去提稠、干燥設(shè)備進(jìn)行處理，低品位蒸汽進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)提高品位，不間斷的用于加熱原料鹽水，而后凝結(jié)為水進(jìn)入其他裝置再利用。從而實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的零排放。
二、MVR高鹽廢水處理工藝的應(yīng)用
(1)MVR高鹽廢水處理工藝線路。
高鹽廢水經(jīng)過兩級(jí)預(yù)熱器升溫(兩級(jí)預(yù)熱器的熱源為裝置內(nèi)部的不凝氣、冷凝水)，進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)管與結(jié)晶器返回料液混合，經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)加熱器加熱后，進(jìn)入結(jié)晶器閃蒸，當(dāng)結(jié)晶器中的料液濃度達(dá)一定程度會(huì)有晶體析出，高濃度的料液從結(jié)晶器底部進(jìn)入稠厚器后進(jìn)行固液分層，頂部的母液溢流到母液罐后與原料混合再次進(jìn)行循環(huán)加熱，底部的鹽漿進(jìn)入離心機(jī)分離后出鹽。蒸汽從結(jié)晶器出來后進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后蒸汽壓力、溫度提高，熱焓值增加后的蒸汽進(jìn)入循環(huán)加熱器繼續(xù)作為熱源用，蒸汽在循環(huán)加熱器中冷凝為水。冷凝水自循環(huán)加熱器自流至冷凝水罐，經(jīng)過冷凝水泵加壓，一部分供給壓縮機(jī)作為減溫水使用，另一部分與原料水在二級(jí)預(yù)熱器換熱后送出裝置。
(2)MVR技術(shù)處理效果。
MVR裝置的原料水鹽含量設(shè)計(jì)值為20%，需要脫硫裝置增加吸收漿液的循環(huán)率，提高原料水的鹽含量，但實(shí)際操作過程中吸收漿液的循環(huán)率增加后，脫硫裝置吸收塔中結(jié)垢明顯增加，所以無法提供設(shè)計(jì)參數(shù)要求的20%鹽含量的原料液，實(shí)際運(yùn)行過程中原料液鹽含量最高為13%，隨著煙氣硫含量的變化鹽含量會(huì)隨之波動(dòng)(表一為原料水的實(shí)際分析數(shù)據(jù))。原料水鹽含量的大范圍的波動(dòng)并偏離設(shè)計(jì)值雖然造成裝置的成本增加、操作波動(dòng)，但處理后的冷凝水COD、氯離子大幅下降，電導(dǎo)率最高為25μS/cm，達(dá)到脫鹽水站新鮮水進(jìn)水、循環(huán)水廠補(bǔ)充用水的水質(zhì)要求(表二為冷凝水分析數(shù)據(jù))，處理后的結(jié)晶鹽硫酸鈉含量在99%以上，達(dá)到《GB/T6009-2014工業(yè)無水硫酸鈉》中優(yōu)質(zhì)品的要求。從處理后的產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)來看，MVR技術(shù)對(duì)高鹽廢水的處理效果極佳。
三、MVR高鹽廢水處理工藝應(yīng)用存在問題
(1)管線容易堵塞。
結(jié)晶器后的濃漿液線中的介質(zhì)處于飽和臨界狀態(tài)，容易在管線內(nèi)壁析出結(jié)晶鹽，長時(shí)間的積累會(huì)堵塞管線，運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生疏通管線等等增加工作量的情況。
(2)能耗、運(yùn)行成本偏高。
原料液實(shí)際含鹽量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值造成整個(gè)循環(huán)過程需要更多的熱量來保證原料液的蒸發(fā)量，而設(shè)計(jì)狀態(tài)下的能量平衡無法實(shí)現(xiàn)，原料液進(jìn)循環(huán)加熱器的實(shí)際溫度過低，循環(huán)加熱器必須補(bǔ)充新蒸汽才能保證結(jié)晶器的蒸發(fā)量，導(dǎo)致了裝置的整體能耗變高，運(yùn)行成本也隨之提高。
(3)裝置操作平衡點(diǎn)的控制困難。
裝置的實(shí)際運(yùn)行過程中系統(tǒng)真空度、漿液的蒸發(fā)溫度、結(jié)晶器的液位、蒸汽進(jìn)循環(huán)加熱器的溫度(蒸汽壓縮機(jī)出口溫度)、新鮮蒸汽的補(bǔ)充量等等參數(shù)之間的平衡存在操作難度。系統(tǒng)真空度變化，結(jié)晶器的液位隨之變化，漿液蒸發(fā)溫度也會(huì)隨之變化，進(jìn)而影響蒸汽進(jìn)循環(huán)加熱器的溫度(蒸汽壓縮機(jī)出口溫度)，會(huì)使系統(tǒng)蒸發(fā)量變大或變小，蒸發(fā)量的變化又會(huì)反過來影響系統(tǒng)真空度，總之整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)需要達(dá)到一定的平衡才能平穩(wěn)運(yùn)行。
(4)結(jié)晶鹽的處理增加了運(yùn)行成本。
結(jié)晶鹽Na2SO4沒有作為產(chǎn)品外銷的渠道，只能作為固廢處理，每噸的處理價(jià)格在1200元左右，增加了運(yùn)行成本。
(5)冷凝水電導(dǎo)率偏高。
裝置產(chǎn)生的冷凝水電導(dǎo)率實(shí)測(cè)最高為25μS/cm，無法達(dá)到鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)。如果采取有效的改進(jìn)措施提高冷凝水水質(zhì)，使其達(dá)到鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)提高裝置產(chǎn)品的價(jià)值，減少裝置運(yùn)行成本。
四、MVR技術(shù)應(yīng)用的改造及優(yōu)化建議
(1)濃度高的料液處于自流狀態(tài)，所以管線要選擇合理的傾斜角度，增加自流動(dòng)力，在易堵的管線增加低濃度料液實(shí)時(shí)沖洗線，降低料液在管壁結(jié)晶的可能性。
(2)利用煉油裝置過剩的熱水對(duì)原料水進(jìn)行預(yù)熱，利用煉油裝置產(chǎn)生的閃蒸氣做為循環(huán)加熱器的補(bǔ)充能源等等，在設(shè)計(jì)階段充分利用其它裝置的過剩熱量，既可以回收煉油裝置的過剩能量，又可以有效降低裝置的能耗及運(yùn)行成本。
(3)合理選擇蒸汽除沫器結(jié)構(gòu)，合理確定除沫器安裝高度，可以有效控制蒸汽夾帶問題，從而提高冷凝水品質(zhì)。
(4)合理進(jìn)行設(shè)備選材，推廣國產(chǎn)蒸汽離心壓縮機(jī)組的應(yīng)用，盡可能減少裝置的一次性投資。
(5)開拓結(jié)晶鹽Na2SO4作為商品外銷的渠道，減少結(jié)晶鹽作為固廢處理增加的運(yùn)行成本。
五、結(jié)束語
MVR技術(shù)可以有效解決高鹽廢水的環(huán)保排放問題，但新建裝置要充分利用煉油裝置的過剩熱源，并采取有限措施提高冷凝水水質(zhì)，在最大限度的降低運(yùn)行成本后，MVR技術(shù)是可以在煉廠高鹽廢水處理的實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行推廣。( >
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