蒸发结晶处理废水工艺及设备说明

1、氯化钙废水处理工艺及设备说明于二00五年二月十六日修改山东某化工集团每天产生工业废水8000吨。拟采用单套处理能力为2000t/d的五效蒸发结晶设备五套处理该废水，同时回收废水中的氯化钙，变废为宝。下面对氯化钙蒸发浓缩工艺流程和氯化钙喷雾结晶工艺流程和设备予以说明。本技术说明包括两部分，第一部分为：氯化钙五效蒸发浓缩工艺及设备简介，第二部分为：喷雾干燥精制无水氯化钙工艺及设备简介。第一部分单套处理量2000t/d氯化钙五效蒸发结晶工艺及设备简介1浓缩介质参数和设计要求1.1 进料参数：单套设备原料液流量2000t/d,也就是83.5t/h,进料浓度（含氯化钙）：56%氯化镁0.06%,COD=

2、30004000PPHfi:11-12,进料温度（0C）:80。1.2 出料参数：由于氯化钙水溶液沸点随浓度的升高而显著升高（如浓度为58%寸沸点升高41度），沸点的升高直接损失了蒸发的推动力一温差，对蒸发设备白设计不利，将浓缩和结晶综合考虑，进行优化设计，得出如下结果：将氯化钙浓缩到4951麻度，温度1250C,进入喷雾干燥器进行干燥结晶，有如下优点：蒸发设备能设计成五效，达到节能目的，虽然干燥设备的能耗略有增加，但总能耗水平较低；由于出料浓度离与饱和浓度有一定的差值，使蒸发设备操作控制方便；由于氯化钙结晶时吸热，一旦其在干燥的中间贮罐中温度降低而结晶，结晶时的吸热将加速结晶过程，为了避免这

3、一不利的过程发生，同时为了使干燥的中间贮罐不必启动保温系统（或不带保温系统），设计为第一效出料。根据上述总体考虑，蒸发浓缩设备的出料量为910t/h,浓度4951%单套设备的蒸发量应为74.5t/h,为留有10嗾量，实际设计蒸发量为82t/h。蒸发浓缩工艺另外还产生工业用水75t/h。2蒸发工艺说明蒸汽、物料和冷凝水的流动路线蒸汽、物料和冷凝水的流动路线详见工艺流程图。蒸汽流动方向：为了尽可能减少蒸汽耗量，节约能源，降低处理成本，设计采用错流式五效蒸发器。生蒸汽进入一效，一效蒸发产生二次蒸汽在第一效分离室内与料液分离后，以20m/s左右的速度（不同的效此速度不同）进入第一效除沫器，去除其中的大

4、部分雾滴夹带后，作为热源进入二效蒸发器，二效蒸发产生的蒸汽进入三效，三效蒸发产生的蒸汽进入四效，四效蒸发产生的蒸汽进入五效蒸发器作为热源。五效蒸发产生的蒸汽进入直接喷淋式冷凝器冷凝，冷凝器后接水环式真空泵。料液流动方向：原料液经PP01号泵加压进入预热器A,经第一效产生的冷凝水加热，温度由80oC升高到1001100c，然后进入前置分离室，在抽风机的作用下，具有一定的真空度，部分料液闪蒸后排放到大气中，其中包括部分低沸点的COD物质，目的是降低冷凝液中的COD含量。原料液在泵PP02作用下由前置分离器进入第三效浓缩，第三效浓缩后的料液经泵PP03进入第四效，第四效浓缩后的料液经泵PP04进入第

5、五效，第五效浓缩后的料液温度为55°C左右，经泵PP05作用依次进入预热器D、C、B,温度升高到90oC左右。进入第二效蒸发器蒸发，经泵PP06进入第一效蒸发浓缩。预热器D、C、B通过第一、第二和第三效蒸发器产生的冷凝水加热。氯化钙浓缩到4951啾度，温度1250c后，经泵PP07由蒸发系统排到干燥结晶系统。由于料液通过第三、四、五等效浓缩后浓度较高，为降低污垢形成的速度，第二效和第一效采用自然循环蒸发器。第三、四、五等效采用降膜蒸发器。冷凝液流动方向：第一效产生的冷凝水是由生蒸汽冷凝而成的，因而纯度高，它经预热器A放热后，温度由1500c降低到1000c左右，再进入预热器D进一步放

6、热，然后回到锅炉，循环使用。第二和第三效产生的冷凝水具有正压力，经由疏水阀排出后进入预热器B放热后进入冷凝水罐B,由泵PP08排出。第四效产生的冷凝水具有负压力，它经由用作动态密封的U形管进入第五效的加热器壳程，由于其绝压高于第五效加热器壳程绝压，所以一部分冷凝水会闪蒸成蒸汽，以回收部分热量，未闪蒸部分和第五效产生的冷凝水一起经由另一根用作动态密封的U形管进入冷凝水罐A,然后由泵PP09排出。设备的真空度是通过喷淋式冷凝器和水环式真空泵共同提供的。各效主要操作参数、主要设备结构参数及外形尺寸见表1:表1污水处理量2000t/d（蒸发量74t/h）的氯化钙五效蒸发浓缩设备设计操作参数效数第1效第

7、2效第3效第4效第5效壳程温度oC/压力173/760kPPa134/210kPPa105/21kPPa90/-30kPPa73/-64kPPa分离室温度/压力134/210kPPa105/21kPPa90/-30kPPa73/-64kPPa55/-84kPPa管路+液位+浓度温差损失0+2+232+3+102+0+12+0+32+0+4有效温差0c1414121212蒸发量kg/h1855017050156501430012950热流里kJ/s12000110001015092508400效传热系数W/m2s80075011001000950计算换热面积m210711048769770737

8、设计换热面积m212851285924924924换热管尺寸mm$19X2X6000（）19X2X6000（）38X2.5X8000（）38X2.5X8000（）38X2.5X8000换热管数量36493649980980980换热器外形尺寸mm由于管数多，需布管后才能确定筒体内径，再确定外形尺寸。分离器外形尺寸mm（）2000X4000（）2000X400043200X5000（f）2600X5000（）2800X5000除沫器外形尺寸mm41000X3500（f）1200X4500（f）1400X5300（f）1600X5600（f）1800X6300进料量/出料量（kg/h）27550/

9、900044600/2755087500/7185071850/5755057550/44600进料浓度/出料浓度（）17.5/5010.8/17.55.5/6.76.7/8.48.4/10.83工艺特点及技术参数工艺综合考虑了蒸发浓缩和结晶的总体经济效益，进行优化设计，研究了处理对象在蒸发过程中不同温度和浓度下物理性质的不同，针对性地采用与之相适应的蒸发器类型和操作参数，具有如下优点：减缓换热面污垢形成的速度，提高了传热效率，增长设备连续运行的时间，降低设备清洗的次数。本工艺采用预热器和冷凝水闪蒸等措施回收热能，采用五效蒸发，降低了能耗，每吨蒸汽可蒸发水4.05吨以上，热效率高。本工艺采用旋

10、风分离器回收蒸汽中的雾滴，既能降低冷凝液中CODt量，又能减小分离室的尺寸，避免设备过于庞大造成的运输困难。设备主要技术参数为：水份蒸发量：74t/ho蒸发耗汽量：19t/h,生蒸汽压力0.8MPPa。冷却水用量：500t/h（循环使用），进水温度：低于25°。真空度：0.088MPPa耗电量：全套蒸发设备耗电量：420kWZ设备最大高度：10m设备最大安装高度：14m安装单套设备的机架：长x宽x高=50x4mx12m,机架为6m和12m高两层平台。第二部分喷雾干燥精制无水氯化钙结晶设备工艺简介1工艺简介如采用蒸发结晶工艺，也能得到氯化钙结晶，但这样得到的产品纯度虽然达到95%Z上，

11、1含有2个结晶水，作为产品销售，价格较低。而无水氯化钙的价格较高，而某公司正好有可燃性废气可以利用。因此，拟采用喷雾干燥工艺精制无水氯化钙结晶，工艺流程见喷雾干燥精制无水氯化钙工艺流程图。由蒸发结晶工艺得到的浓度为50%温度为1250c左右的氯化钙水溶液进入中间贮罐保温，经过滤后进入喷雾干燥机，通过温度为400500oC的空气干燥，成为无水氯化钙颗粒。干燥机加热室所需热量由可燃性废气提供。2干燥设备的选型及厂房要求：第一套蒸发浓缩设备单独配置喷雾干燥器。每天处理量以2000吨计算，通过干燥结晶应该得到的无水氯化钙的产量为100120吨。干燥设备的水分蒸发量为100120吨，即：5t/h。干燥设

12、备需做厂房，厂房要求的高度净空为18m单台干燥设备占地面积为一一215x18m=270m。各主要设备设计参数1第一效加热器设计参数科目数值或说明科目数值或说明壳程料液名称水蒸汽管程料液名称氯化钙浓缩液壳程压力kPa750管程压力kPa210壳程进汽温度0c175管程进料温度0c-105壳程出水温度0c175管程出料温度0c134壳程进蒸汽流量kg/h20000管程进料流量kg/h27550（循环）壳程出水流量kg/h20000管程出料流量kg/h-9800（循环）筒体结构形式管板兼作法兰或管板、法兰分开均可。封头形式上下标准椭圆形材料按商定，换热管规格、数量和换热面积见上表，单管程结构。2第二

13、效加热器设计参数科目数值或说明科目数值或说明壳程料液名称水蒸汽管程料液名称氯化钙浓缩液壳程压力kPa210管程压力kPa21壳程进汽温度0c134管程进料温度0c-100壳程出水温度0c134管程出料温度0c105壳程进蒸汽流量kg/h19000管程进料流量kg/h44600（循环）壳程出水流量kg/h19000管程出料流量kg/h27550（循环）筒体结构形式管板兼作法兰或管板、法兰分开均可。封头形式上下标准椭圆形材料按商定，换热管规格、数量和换热面积见上表，单管程结构3第三效垂直降膜蒸发器设计参数科目数值或说明科目数值或说明壳程料液名称水蒸汽管程料液名称氯化钙水溶液壳程压力kPa21管程压

14、力kPa-30壳程进汽温度0c105管程进料温度0c80壳程出水温度0c105管程出料温度0c90壳程进蒸汽流量kg/h17500管程进料流量kg/h87550壳程出水流量kg/h17500管程出料流量kg/h71850筒体结构形式管板兼作法兰或管板、法兰分开均可。封头形式上下标准椭圆形材料按商定，换热管规格、数量和换热面积见上表4第四效垂直降膜蒸发器设计参数科目数值或说明科目数值或说明壳程料液名称水蒸汽管程料液名称氯化钙水溶液壳程压力kPa-30管程压力kPa-64壳程进汽温度0c90管程进料温度0c90壳程出水温度0c90管程出料温度0c73壳程进蒸汽流量kg/h16000管程进料流量kg

15、/h71850壳程出水流量kg/h16000管程出料流量kg/h57550筒体结构形式管板兼作法兰或管板、法兰分开均可。封头形式上下标准椭圆形材料按商定，换热管规格、数量和换热面积见上表5第五效垂直降膜蒸发器设计参数科目数值或说明科目数值或说明壳程料液名称水蒸汽管程料液名称氯化钙水溶液壳程压力kPa-64管程压力kPa-84壳程进汽温度0c73管程进料温度0c73壳程出水温度0c73管程出料温度0c55壳程进蒸汽流量kg/h14500管程进料流量kg/h57550壳程出水流量kg/h14500管程出料流量kg/h44600筒体结构形式管板兼作法兰或管板、法兰分开均可。封头形式上下标准椭圆形材料

16、按商定，换热管规格、数量和换热面积见上表:、分离室若各效分离室都按第五效设计，请将筒体高度和筒体直径按第五效的尺寸改过来，设计。分离室需配人孔1,窥视镜3。1第一效分离室设计参数科目数值或说明科目数值或说明内压力kPa210料液名称氯化钙水溶液料液温度0c134筒体部分高度3000mm筒体内径2000mm上封头标准椭圆形下封头90度锥体材料及内部结构按商定，换热管规格、数量和换热面积，以及汽液流量见上表。2第二效分离室设计参数科目数值或说明科目数值或说明内压力kPa21料液名称氯化钙水溶液料液温度0c105筒体部分高度3500mm筒体内径2200mm上封头标准椭圆形下封头90度锥体材料及内部结构按商定，换热管规格、数量和换热面积，以及汽液流量见上表。3第三效分离室设计参数科目数值或说明科目数值或说明内压力kPa-30料液名称氯化钙水溶液料液温度0c90筒体部分高度3500mm筒体内径2400mm上封头标准椭圆形下封头90度锥体材料及内部结构按商定，换热管规格、数量和换热面积，以及汽液流量见上表。4第四效分离室