CN201704161U

CN201704161U - 污水蒸发处理装置

Info

Publication number: CN201704161U
Application number: CN2010201934379U
Authority: CN
Inventors: 张培洲; 邵珲; 盖美萍; 张兵
Original assignee: JIUJIANG JIUZHOU ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING CO LTD; ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING CO LTD LANZHOU
Current assignee: JIUJIANG JIUZHOU ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING CO LTD; ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING CO LTD LANZHOU
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2020-05-14

Abstract

本实用新型公开一种由汽提塔、串联布置的多效降膜蒸发器、各效蒸发器轻污冷凝水罐、位于末级的冷凝器、汽提塔重污水罐，以及连通各效降膜蒸发器、末级冷凝器和重污水罐间的管路和新鲜蒸汽输入管和蒸汽输出管构成的对工业污水进行无害化处理的装置，其中除Ⅰ效蒸发器为降膜蒸发器，其余各效蒸发器均采用带有汽提装置的降膜蒸发器，且Ⅰ效降膜蒸发器的加热介质为新鲜蒸汽，其余各效自汽提降膜蒸发器的加热介质均为前一效降膜蒸发器的蒸发器排出的二次蒸汽。

Description

污水蒸发处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种对工业污水，特别是造纸废液进行无害化处理的，由多台蒸发器构成的装置。本实用新型的装置中包括汽提塔、串联布置的多效降膜蒸发器、各效蒸发器轻污冷凝水罐、位于末级的冷凝器、汽提塔重污水罐，以及连通各效降膜蒸发器、末级冷凝器和重污水罐间的管路和新鲜蒸汽输入管和蒸汽输出管。

背景技术

造纸行业是国民经济和社会发展的重要基础原料产业，同时纸及纸板的消费水平是衡量一个国家文明程度的标志。我国造纸行业对社会经济发展做出重要贡献的同时，也对环境产生了巨大的不利影响。

现阶段对造纸废液进行无害化处理和回收利用的最有效方法是采用碱回收***，首先将废液进行蒸发处理，使废液浓缩，达到一定浓度后送碱炉燃烧，所含有机物被充分燃烧，其热值产生的过热蒸汽推动汽轮机发电。一些在制浆中加入的无机盐被残留在灰烬中，将燃烧灰烬溶入水中，再通过一系列的苛化反应而将其回收利用。

为了降低能耗，提高设备利用效率和实现不同的工艺需要，在实际应用中蒸发***往往都采用多效蒸发，在现有技术中Ⅰ效蒸发器使用锅炉新鲜蒸汽作为加热热源，在热交换后产生的冷凝水为无污染的清洁冷凝水。但是其后的各效蒸发器依次利用上一效蒸发所产生的二次蒸汽作为加热热源，这样被蒸发溶液中的一些有毒有害物质势必会夹杂其中，最终残留在热交换后产生的二次污冷凝水中，使得蒸发出来的二次污冷凝水中的COD_Cr含量在2500mg/kg以上，既不符合环保排放要求，又无法满足生产工艺需要，只能将其再送到中段处理***，造成了水资源的浪费和承担昂贵的处理费用。

发明内容

本实用新型提供一种可以解决现有技术不足的污水处理装置。

本实用新型的污水蒸发处理装置，是在由汽提塔、串联布置的多效降膜蒸发器、各效蒸发器轻污冷凝水罐、位于末级的冷凝器、汽提塔重污水罐，以及连通各效降膜蒸发器、末级冷凝器和重污水罐间的管路和新鲜蒸汽输入管和蒸汽输出管构成的现有装置中，除Ⅰ效蒸发器采用降膜蒸发器外，其余各效降膜蒸发器均采用带有汽提装置的降膜蒸发器，且Ⅰ效降膜蒸发器的加热介质为新鲜蒸汽，其余各效自汽提降膜蒸发器的加热介质均为前一效降膜蒸发器排出的二次蒸汽，从各效降膜蒸发器的蒸发器小面积区排出冷凝水进入各效降膜蒸发器后设置的冷凝水罐。从蒸发器小面积区排出重污冷凝水，连同冷凝器内冷凝水一道进入到重污冷凝水罐，集中送入汽提塔进行汽提处理，成为合格水质后循环利用。

本实用新型的污水蒸发处理装置，其所采用的汽提塔为浮阀汽提塔。

本实用新型的污水蒸发处理装置采用智能化DCS控制***。

本实用新型全汽提污水及臭气处理蒸发***Ⅰ效蒸发器采用降膜蒸发器，因其使用锅炉新鲜蒸汽作为加热热源，在热交换后产生的冷凝水为无污染的清洁冷凝水，完全符合环保要求和生产工艺标准。装置中Ⅰ效后的各级蒸发器可以使得溶解在黑液中的污染物如甲醇、有机酸等及NCG等自多级温度梯度段分离出来，并将二次冷凝污水进行分级排放，使85％以上的轻污冷凝水中的COD_Cr含量在450ppm以下，满足了生产工艺需要，可直接循环再利用，其余15％左右的重污冷凝水COD_Cr含量可达到12000ppm以上，通过汽提塔经汽提后COD_Cr含量也控制在450ppm以下，同样到达可直接循环回用的要求。经汽提塔分离汽提出来臭气的成分包括硫化氢(H₂S)、甲硫醇(CH₃SH)、二甲硫醚(CH₃SCH₃)和二甲二硫醚(CH₃SSCH₃)等。这种不凝性臭气(简称NCG)，收集后送入碱回收炉燃烧，在产生热量的同时，又充分利用其热量作无害化处理。

本实用新型从Ⅱ效降膜蒸发器开始采用自汽提降膜蒸发器，即采用全汽提蒸发***，利用有机污染物的低沸点、易挥发特性，在蒸发器内部设置汽提装置并分区，从而实现二次冷凝污水的分级排放。其中从各蒸发器大面积区排出的轻污冷凝水占总冷凝水量的大约85％以上，其COD_Cr含量在450ppm以下，满足了生产工艺需要，进入到蒸发器各自轻污冷凝水罐，送到不同工段，可直接循环再利用；从蒸发器小面积区排出重污冷凝水，其COD_Cr含量可达到12000ppm以上，连同冷凝器内冷凝水一道进入到重污冷凝水罐，集中送入汽提塔进行汽提处理，成为合格水质后循环利用。

本实用新型采用浮阀汽提塔去除重污冷凝水中臭气，其原理是采用蒸汽来破坏重污冷凝水中气液两相的平衡关系而建立一种新的气液平衡状态，使重污冷凝水中的臭气成分及有机污染物由于分压降低而解吸出来，趋于建立一种新的平衡关系，使大量臭气成分及有机污染物向气相中扩散，从而达到气液相分离目的。在实际运行中往往根据不同的工况条件确定具体的塔盘层数，重污冷凝水在沸点状态下由汽提塔的顶部淋下，与上升的蒸汽流相遇，蒸汽冲击顶起浮阀，在塔盘上进行传质，汽提净化后的污水由下部排走，其COD_Cr含量将降低至450ppm以下，送到不同工段直接循环再利用。蒸汽和臭气混合气体从塔顶排出，经冷凝洗气后送碱炉燃烧，产生热值，充分利用其热量作无害化处理。本实用新型汽提塔臭气去除率不低于98％，汽提效率不低于95％，污水COD_Cr含量不高于450ppm。

本实用新型的装置由于可采用智能化DCS控制***，使其自动控制程度高。阀门的关闭、泵的开启均由预置程序完成，解放了生产力，提高了工作效率。

附图说明

附图为本实用新型的装置总体布置示意图。图中各部件标号为：1-浓液出口；2-汽提后出水口；3-汽提塔蒸汽入口；4-臭气出口；5-蒸汽总管；6-Ⅰ效降膜蒸发器蒸汽入口；7-汽提塔；8-重污冷凝水罐；9-重污冷凝水泵；10-Ⅰ效降膜蒸发器；11-Ⅱ效自汽提降膜蒸发器；12-Ⅲ效自汽提降膜蒸发器；13-Ⅳ效自汽提降膜蒸发器；14-Ⅴ效自汽提降膜蒸发器；15-冷凝器；16-Ⅰ效冷凝水罐；17-Ⅱ效轻污冷凝水罐；18-Ⅲ效轻污冷凝水罐；19-Ⅳ效轻污冷凝水罐；20-Ⅴ效轻污冷凝水罐；21-清水入口；22-温水出口；23-轻污冷凝水出口；24-进料口；25-轻污冷凝水泵。

具体实施方式

附图给出了本实用新型一个具体实施例总体布置图，以下结合附图解说。

附图给出的本实用新型实施例是由：浮阀汽提塔7，Ⅰ效降膜蒸发器10及11、12、13、14四个自汽提降膜蒸发器，一个冷凝器15，与各自降膜蒸发器连通的冷凝水罐16、17、18、19、20，与汽提塔相连通的重污冷凝水罐8，以及连通管路、泵构成。其中Ⅰ效降膜蒸发器10的蒸汽入口由锅炉送来新鲜蒸汽。其后的各效自汽提降膜蒸发器的蒸汽进口均连接前一效蒸发器的二次蒸汽管。也就是说本实用新型除Ⅰ效降膜蒸发器使用新鲜蒸汽作为工作热源外，其余各自汽提降膜蒸发器均采用前效的二次蒸汽为工作热源。

由图还可见，自各效自汽提降膜蒸发器大面积区域排出的轻污水进入各自的轻污冷凝水罐内，且各轻污冷凝水罐的出水管串联后经轻污冷凝水出口排出，送到不同工段，可直接循环再利用；从各效自汽提降膜蒸发器内的小面积区排出重污冷凝水，其COD_Cr含量可达到12000ppm以上，连同冷凝器内冷凝水一道进入到重污冷凝水罐8，再集中送入浮阀汽提塔7进行汽提处理，最终成为合格水质后再循环利用。

本实用新型的装置可采用智能化DCS控制***，使其可以自动化控制。

本实用新型具体实施中可根据不同的工况条件和物料特性、处理量、浓度指标等工艺参数确定蒸发***各设备规格型号。本实用新型的一个具体实施例是日产300吨木浆的造纸黑液全汽提污水及臭气处理蒸发***，其工艺参数如下：

1)漂白木浆产量：300吨/天

2)处理黑液量：146.2万吨/年；

3)蒸发水量：117.8万吨/年；

4)轻污冷凝水量：104.8万吨/年；COD_Cr含量不大于450mg/kg；

5)重污冷凝水量：13万吨/年；COD_Cr含量不低于12000mg/kg，经汽提塔处理后的污水COD_Cr含量不大于450mg/kg；

6)处理绿液量：77.8万吨/年；

7)生产白液量：32.85万吨/年，平均温度为85℃的白液(NaOH)溶液，可以全部用于造纸厂蒸煮工段原料的蒸煮，实现污水的零排放和化学药品(NaOH)85％以上的回收率；

8)回收的碱量(NaOH+Na2S)：6.93万吨/年，折合人民币1.7325亿元/年；

9)减少COD排放量：12.66万吨/年，可以减少111.7万吨/年工业废水的排放。

据此计算蒸发总面积为8570M²，分配给各效的面积为：Ⅰ效2050M²，Ⅱ效1540M²，Ⅲ效1600M²，Ⅳ效1635M²，Ⅴ效1745M²，冷凝器960M²，汽提塔的塔盘层数20。由确定的以上参数设计、制造加工完成各主辅设备，其中Ⅰ效为降膜蒸发器，Ⅱ至Ⅴ效为自汽提降膜蒸发器，并按附图所示的流程安装就位，连接各管线、阀门、智能化DCS控制***及水泵，组成完整的全汽提污水及臭气处理蒸发***。

本实施例采用全逆流的工艺流程，被蒸发的稀黑液从进料口24进入到Ⅴ效蒸发器的壳体内，开启Ⅴ效循环泵，溶液在做循环的同时其中一部分被送入到Ⅳ效蒸发器壳体内，开启Ⅳ效循环泵，以此类推，直到Ⅰ效蒸发器壳体内的黑液容量到达运行液位高度。开启Ⅰ效循环泵和Ⅰ效蒸发器蒸汽入口6上的管线阀门，锅炉新鲜蒸汽在Ⅰ效蒸发器内与黑液充分产生热交换，达到沸点后被蒸发，从而产生二次蒸汽，提供给Ⅱ效蒸发器作为热源使用，蒸汽换热后发生相变成为冷凝水。同样，二次蒸汽在Ⅱ效蒸发器内与黑液充分产生热交换，达到沸点后被蒸发，从而产生二次蒸汽，提供给Ⅲ效蒸发器作为热源使用，其后各效蒸发器的热源均为前一效蒸发器所产生的二次蒸汽。末效蒸发器的二次蒸汽进入到冷凝器内，被冷凝后成为重污冷凝水。因为黑液蒸发时会有一定量的污染物进入到二次蒸汽中，最终残留在二次冷凝污水中，为使二次冷凝水达到直接循环再利用的目的，所以从Ⅱ效蒸发器开始，利用有机污染物的低沸点、易挥发特性，其后的所有蒸发器均设置自汽提装置。其中从各自汽提蒸发器大面积区排出的轻污冷凝水占总冷凝水量的大约85％以上，其COD_Cr含量在450ppm以下，满足了生产工艺需要，进入到蒸发器各自轻污冷凝水罐，最终由轻污冷凝水泵25通过轻污冷凝水出口23送到不同工段，可直接循环再利用；从蒸发器小面积区排出重污冷凝水，其COD_Cr含量可达到12000ppm以上，连同冷凝器内的重污冷凝水一道汇集在重污冷凝水罐8之中，由重污冷凝水泵9集中送入汽提塔7顶部。开启汽提塔蒸汽入口3上的管线阀门，向汽提塔7下部通入新鲜蒸汽。重污冷凝水在沸点状态下由汽提塔的顶部淋下，与上升的蒸汽流相遇，蒸汽冲击顶起浮阀，在塔盘上进行传质，汽提净化后的污水由下部汽提后出水口2排走，其COD_Cr含量将降低至450ppm以下，送到不同工段直接循环再利用。蒸汽和臭气混合气体从塔顶臭气出口4排出，经冷凝洗气后送碱炉燃烧，产生热值，充分利用其热量作无害化处理。

Claims

1.污水蒸发处理装置，由汽提塔、串联布置的多效降膜蒸发器、各效蒸发器轻污冷凝水罐、位于末级的冷凝器、汽提塔重污水罐，以及连通各效降膜蒸发器、末级蒸发器和重污水罐间的管路和新鲜蒸汽输入管和蒸汽输出管构成，其特征是除I效蒸发器采用降膜蒸发器外，其余各效降膜蒸发器均采用带有汽提装置的降膜蒸发器，且I效降膜蒸发器的加热介质为新鲜蒸汽，其余各效自汽提降膜蒸发器的加热介质均为前一效降膜蒸发器的蒸发器排出的二次蒸汽，从各效降膜蒸发器的蒸发器大面积区排出冷凝水进入各效降膜蒸发器后设置的冷凝水罐，从蒸发器小面积区排出重污冷凝水，连同冷凝器内冷凝水一道进入到重污冷凝水罐，集中送入汽提塔进行汽提处理。

2.根据权利要求1所述的污水蒸发处理装置，其特征是所采用的汽提塔为浮阀汽提塔。

3.根据权利要求1或2所述的污水蒸发处理装置，其特征是装置采用智能化DCS控制***。