蒸發(fā)結(jié)晶新技術(shù)帶來治污革命
石油和化工不少子行業(yè)的廢水因含鹽而難以處理，目前先進的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)可將鹽與廢水完全分離，成為治理含鹽廢水的有效手段，化企環(huán)保所需的新型蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)也應(yīng)運而生。
新技術(shù)一
多相流蒸發(fā)與MVR結(jié)合
亮點
●傳熱系數(shù)提高20%
●節(jié)能15%左右
●不結(jié)垢且能防垢除垢
“我們將多相流蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)與MVR（機械蒸汽再壓縮）技術(shù)嫁接優(yōu)化，實現(xiàn)煤化工廢水零排放，準備在寧夏某煤化工企業(yè)首次工業(yè)化應(yīng)用。”3月28日，在西安閉幕的第一期蒸發(fā)及結(jié)晶技術(shù)培訓(xùn)班上，中國化工學(xué)會化學(xué)工程專業(yè)委員會蒸發(fā)專業(yè)學(xué)組組長、河北工業(yè)大學(xué)教授張少峰告訴中國化工報記者。
河北工業(yè)大學(xué)與藍星（北京）化工機械有限公司合作的這項新技術(shù)，通過在蒸發(fā)系統(tǒng)中加入一定量、直徑1～4毫米的三氧化二鋁、聚四氟乙烯或聚甲醛等惰性顆粒，在加熱室內(nèi)均勻分布形成汽液固三相流。由于液相物料帶著顆粒流動，物料從層流動變成湍流動，管壁附近物料流速加快，固體顆粒運動破壞了邊界層，在運行過程中壁面磨損極少，導(dǎo)熱性能顯著增強，傳熱系數(shù)提高20%多，節(jié)能15%左右，不但不結(jié)垢還能防垢、除垢。
經(jīng)過反滲透的廢水先經(jīng)過多相流蒸發(fā)，再通過MVR技術(shù)處理，使廢水蒸干不再排放。蒸發(fā)噸廢水耗電僅30多千瓦時，而需要補充的蒸汽很少，運行成本遠低于普通蒸發(fā)技術(shù)。寧夏這家煤化工企業(yè)的廢水處理裝置設(shè)計規(guī)模為10噸/時，目前正在進行工藝包設(shè)計，預(yù)計8月份建成投運。
“不僅煤化工，這項技術(shù)也可應(yīng)用在其他行業(yè)。如制鹽生產(chǎn)裝置結(jié)垢嚴重，每天都需要停車清洗，自從采用了多相流蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)后，裝置連續(xù)運行幾個月都沒問題。”張少峰說。
MVR技術(shù)在國外早已成熟，國內(nèi)近年來剛剛推廣。中國科學(xué)院廣州能源研究所高級工程師黃沖、寧波永泉制藥設(shè)備有限公司區(qū)域經(jīng)理吳躍輝等告訴中國化工報記者，在當(dāng)前節(jié)能減排、控制煤炭消費的形勢下，MVR技術(shù)受到設(shè)備研發(fā)、制造、蒸發(fā)結(jié)晶用戶等業(yè)內(nèi)熱捧，技術(shù)改造積極性較高。2013年11月，永泉制藥設(shè)備公司也研發(fā)成功MVR設(shè)備，正在進行工業(yè)試驗。
“參加此次培訓(xùn)使我們受益匪淺。將加快與相關(guān)企業(yè)洽談合作，盡早實施MVR技術(shù)改造，少用甚至不用燃煤鍋爐生產(chǎn)蒸汽。”江蘇一家元明粉生產(chǎn)企業(yè)負責(zé)人對中國化工報記者說。
新技術(shù)二
創(chuàng)新結(jié)晶工藝提質(zhì)降耗
亮點
●提高效率降低能耗
●解決管壁堵塞難題
●提高產(chǎn)品純度
污垢是蒸發(fā)結(jié)晶行業(yè)最頭疼的技術(shù)難題。蘭州石油機械研究所一份調(diào)研報告指出，污垢使我國換熱器的運行效率平均下降50%。有效防止蒸發(fā)設(shè)備結(jié)垢、堵塞、提高傳熱效率成為技術(shù)研發(fā)方向。
天津科技大學(xué)消化吸收國內(nèi)外先進的工業(yè)結(jié)晶技術(shù)，經(jīng)過近10年不斷創(chuàng)新，在國內(nèi)外企業(yè)解決各種工業(yè)結(jié)晶技術(shù)難題，取得了系列成果。
“我們開發(fā)的冷凍結(jié)晶除硝技術(shù)，在氯堿行業(yè)應(yīng)用后效果良好。”天津科技大學(xué)海洋化工教研室副主任王彥飛對中國化工報記者說，他們將結(jié)晶技術(shù)引入冷凍除硝工藝過程，通過結(jié)晶將十水硫酸鈉固體顆粒長大，過濾后提高氯化鈉純度，還解決了管壁堵塞難題，連續(xù)運行24小時都不需要清洗。該技術(shù)在江蘇安邦電化有限公司成功應(yīng)用后，技術(shù)難題迎刃而解。
在農(nóng)藥行業(yè)，天津科技大學(xué)首次將間歇式結(jié)晶改為草甘膦連續(xù)結(jié)晶工藝，并在湖北沙隆達股份有限公司應(yīng)用，降低了能耗，產(chǎn)品純度提高到98%以上。目前正在施工，預(yù)計6月份投產(chǎn)。
新技術(shù)三
耦合工藝讓廢水資源化
亮點
●硫酸鹽廢水變廢為寶
●提高煤焦油聯(lián)苯純度
●對含汞廢水進行精處理
“應(yīng)該說，目前僅將工業(yè)廢水中的鹽蒸發(fā)出來，廢水達標排放了，但剩下的廢渣處理是個問題。”王彥飛建議，現(xiàn)在環(huán)保倒逼壓力加大，蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)需要不斷創(chuàng)新，對固體廢渣提純后實行資源化利用。
王彥飛透露，他們嘗試將結(jié)晶技術(shù)引入含鹽廢水處理，通過工藝合理安排和結(jié)晶過程控制，將廢水資源化變廢為寶。比如河北承德新新釩鈦公司提礬除鉻工藝中含有硫酸鈉和硫酸銨廢水，通過采用蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶耦合工藝，將廢水中含有的兩種鹽進行完全分離，不但解決了廢水處理問題，還獲得了硫酸鈉和硫酸銨兩種化工產(chǎn)品，解決了原有處理工藝固體廢渣分離難題，變廢為寶；幫助國外某家企業(yè)含亞硫酸鈉廢水處理，不但解決了現(xiàn)有工藝能耗大、效率低、正常運行周期短等問題，還通過工藝優(yōu)化，提高了產(chǎn)品粒度，進一步分離后降低了過濾固體產(chǎn)品的含濕量。
針對煤焦油中提取聯(lián)苯生產(chǎn)工藝，天津科技大學(xué)根據(jù)聯(lián)苯和其他雜質(zhì)的熔點不同，研發(fā)了懸浮熔融結(jié)晶和層式熔融結(jié)晶耦合工藝技術(shù)，今年2月在河南龍興達煤化工有限公司投產(chǎn)應(yīng)用后，煤焦油聯(lián)苯純度高達99.95%以上，聯(lián)苯年產(chǎn)能5000噸，并且生產(chǎn)過程閉路循環(huán)，實現(xiàn)了資源利用最大化。
石家莊工大化工設(shè)備有限公司創(chuàng)新地運用蒸發(fā)結(jié)晶相結(jié)合的技術(shù)對含汞廢水進行處理，汞脫除率達99%以上，可達到零排放標準。“目前，這項新技術(shù)已在新疆華泰重化工有限責(zé)任公司和新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司成功應(yīng)用，運行效果良好。”該公司副總經(jīng)理丁少峰告訴中國化工報記者，經(jīng)檢測，廢水中含汞濃度下降到1.08毫克/升，汞脫除率為99.39%；氯離子含量下降到71～924毫克/升。處理后的廢水全鹽量下降99%，氯離子下降98.5%以上，實現(xiàn)了循環(huán)利用。
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