蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水和造纸黑液处理中的应用

蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水和造纸黑液处理中的应用由于垃圾焚烧在国内是一项新兴产业，而沥滤液又是具有中国特色的污染问题，目前国内还未见垃圾焚烧发电厂沥滤液蒸发浓缩处理的相关研究。但是对于传统的制糖、造纸等产业的高浓度有机废水，国内有不少研究机构和产业单位采用了蒸发浓缩的处理工艺。一、蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水处理中的应用糖蜜酒精废水是指糖厂制糖副产品--糖蜜，经发酵后废液在初馏塔蒸馏出酒精后排放出的废水。每生产1t酒精排放出13-15t废水。糖蜜酒精废水有以下几个特点：COD很高，一般在8-12万mg/L；BOD5在4-6万mg/L，固形物含量高，属于高浓度有机废水。这一点与垃圾沥滤液相似，但是通过预处理可以将垃圾沥滤液中的SS浓度降到很低。pH值为3.5-4.5，含有硫酸根、氯根和有机酸，对废水处理装置腐蚀严重。而垃圾沥滤液的pH值显弱酸性，但是对其蒸发浓缩过程中浓缩液pH值的变化研究不多，所以对其腐蚀性需要进一步研究确定。糖蜜酒精废水蒸发浓缩处理是立足于回收废水中固形物，综合利用的治理方法。废水在蒸发器中浓缩，得浓浆液，然后制成干粉，干粉用作饲料、肥料、水泥减水剂。废水在蒸发器中以蒸汽冷凝水的形式排放，而冷凝水回用于酒精生产，从而实践酒精生产闭路用水系统，无废弃物排放的清洁生产工艺，其工艺路线如图1所示。而垃圾沥滤液蒸发浓缩处理工艺中，冷凝水需要根据其水质制定相应的处理对策，而浓缩液回喷至垃圾焚烧炉内进行高温燃烧分解。图1糖蜜酒精废液蒸发浓缩工艺蒸发器是糖蜜酒精废水浓缩处理关键设备。蒸发器的选型及设计参数的确定是关系到浓缩处理成败的大事。废液中常含有易结垢、易发泡的物质，如钙、镁离子及胶体，结垢造成能耗增加。应选用物料在蒸发器内有较高流速的蒸发器，这样不易结垢和有较高的传热系数。强制循环蒸发器，虽有较大的循环速度，但循环泵的电耗是相当大的，我们选用外加热式管外沸腾自然循环式蒸发器。这种类型的蒸发器，物料循环速度接近强制循环，在加热管内不沸腾从而不产生气泡，这样不易结垢。同时适合蒸发粘度较大的物料，能将物料浓缩至比重1.4。糖蜜酒精废液中钙镁离子处于饱和状态，因此易结垢，而结垢影响传热，降低蒸发强度和能耗增大。外加热式蒸发器由加热区(列管换热器)、沸腾区、汽液分离区(蒸发室)和循环管组成。在列管上部的沸腾区内由于静压作用，使换热管内液体不沸腾汽化，不产生气泡、局部过热而结垢。这种蒸发器的设计使得循环有较大的推动力，因而溶液循环有较高的流速(2-3m)/s，接近于强制循环蒸发器的流速，而比标准式蒸发器(0.5m/s)大得多，因此有较高的传热系数、较大的蒸发强度，对粘附的物质冲刷，使不易结垢。综上因素，此类型蒸发器适用于易结晶、结垢的物料和粘稠的物料。研二、杀蒸发串浓缩代工艺恐在造侨纸黑侦液处底理中忘的应吼用凡造纸脊黑液社包括卧蒸煮烤过程馅中纤责维原踪料与羽蒸煮滔药剂执化学斥反应巷生成沸的全您部溶屡解物近，未缎起反渡应的券部分榆游离钓碱和顾水，县因呈望黑色陕而称德为黑宁液。悼换言报之，培黑液调是由庙固形堡物和前大量只的水雹组成坊的。员黑液犹固形垒物组绵成比中较复晋杂，相大体晌上可纳分为玻有机载物和域无机量物两年部分扭。有垮机物栋是黑恒液固偏形物后在碱绝炉中慈可以下燃烧暖的部您分，医它是哗燃烧莫时发营热量颈的主絮要来忧源。迷无机允物是工碱回孔收的窗物质拖基础塞，是现黑液泻中可局回收抵碱和遵硫的雕部分竖。思黑液炸是一林种特奴殊的拢溶液辞，具闯有胶船体性魂、腐垄蚀性夏和易茧氧化逝性。局黑液介中胶炎体物心质主鹅要有使木浆调黑液眨所含笛的树血脂酸价和脂巩肪酸劳盐的轨缔合忠胶体采以及坟苇浆矮黑液竞所含堪的水威玻璃戚胶体莲，这期种胶吸体进盛人蒸狂发器债后会樱加速威管垢堆的形通成，亡降低剃传热漫系数胶。黑廊液的拜腐蚀睛性主准要是厉因为蛙它的亦二次议蒸汽司及其伶冷凝飞水含乔有挥遗发性娘有机纽酸或匹各种返酸性面硫化穴物，来因而通对接轨触二祝次蒸掩汽及川其冷粒凝水角的设新备例条如后免几效念汽室男加热启管外伏壁、丑污冷洗凝水摔排出静系统苏及冷顽凝器漫等有我严重蔽的腐梅蚀性斧，硫序化度明越高块，腐昆蚀性踩越大播。黑郊液的葛易氧杏化性殖是指辉黑液元与空棚气接祖触后际其中制的无台机硫岭化物扎和有踢机糖育类容玻易被乒氧化漠，从调而使瞧黑液扯pH楚值降矮低，眨粘度耐增大馒，蒸载发过轻程中姻容易爪结垢疲。而蒸发丽器选高型关蛮系到凡蒸发誓强度告、蒸壮发效害率、乖黑液浑浓度乌的提环高、毁投资剂、节派能和侍碱回白收率腰等一滤系列撞问题蚁。目混前，迹我国饶碱回遥收车尾间的蛙蒸发免站存齿在下邻列四穗种形攀式的努蒸发述器：给1）岛分离皇室和搂加热文室分硬开的舒长管欣蒸发岸器；接2）置分离肥室和扁加热甩室在菜同一滥中心带位置嫩直接蹦相连茶的长号管蒸颤发器篇，一王、二限效为缴双程更，各园效加写热面童积不业同；绪3）坦板式阿降膜甘蒸发音器核（见奇图二胜）键；嘴4）寄短管敌蒸发数器。察图2学板你式换蛇热器柔第一暖种使后用的世厂家倘件已四经很御少了念，新滑设计晕的工值厂不期再采殃用；献第二骑种目蹄前使膨用的念厂家兆仍居边多数呀；三则种国掠家已局作为害节能货产品细推广辰使用围。由匙于各捞效均紫用不壁锈钢域制造养，和央用碳听钢制脆造的轻长管过蒸发窗器相潜比，沾价格坟较贵犹，目亚前只锋有一究些大饼型造案纸企绿业全桐部采术用外彩，中慢小企号业一蝶般用宗作增副浓器叨。近赤几年容，一贤些厂盯采取番两板愈三管滩相结迎合的丢形式冻；短病管蒸剪发器潜用于来草浆寒和蔗汗渣浆李的黑旅液蒸敏发，易蒸发砖强度烦和蒸滤发效党率均撕低于兔长管捷蒸发简器，踢更低验于板咏式蒸催发器委，能奏耗高刮，目捷前只舌有少资数小概型非糟木浆罚厂采肚用。辫自由亚降膜旧板式庄蒸发抢器作厉为增青浓效患、蒸侮发草模浆黑庭液时坟蒸发引强度匠在1槽0～叨11炼kg破水/鹊m自2斤·心h之侮间，茫而长掉管蒸织发器煮一般抛只能达达到震6～错7k投g水悉/m殿2h汤。由叹于板凉式蒸装发器旬中，技黑液欢蒸发甲是在砍加热祝元件左表面峡自由府空间仰进行核，无免需象使管式贺蒸发第器中览，草街浆黑冲液必址须到偿达分大离室忽才能闷自由迹蒸发暂，同躺时它厘的黑夏液和眼二次故蒸汽词的流浑向与昂重力溪方向因一致捡，因恋此无榆液柱李引起甜的静杂压温控度差脾损失订。板族式蒸管发器榨在运码行中程能定线期洗呼涤，峡使加徒热面霸经常脱保持拍清洁逼，即愤便草骡浆黑票液蒸作发时呆结垢朵，在坟加热抢面上拘形成防平板怀状的滥垢片逆，也滥比较衣容易宾在生惰产过悠程中凑因温铲度变本化和味稀黑康液的宾冲刷盘自由渡剥落路，使娱加热将片随蓄时保盈持良讲好的仓热传汁导性派能，斤从而意具有眉蒸发腥效率视高、洲节约耳蒸汽瓜的优窄点。恭根据扑某一料测试鸡，板中式蒸干发器哪蒸发贺草浆酷黑液秆，终遥浓可供比管螺式蒸烈发器稀提高夸10唇%～弹15奇%，宜蒸发蒙强度零可提颜高2多0%形～5走0%容，传拆热系饭数平递均可号达1黎50脸0k衔ca乱l/洽m2燕·皆h细·℃蓄，因状而热衬效率办提高弓15床%～清30体%。淹蒸发桥浓缩樱工艺司中的模结垢呢问题诞需要权引起扔足够供的重侨视。须为了扯除去爽黑液塞在蒸降发过胡程中德蒸发辆器产很生的嫂垢层文，在夺设计娇上除译考虑晋定期肾水洗气以外见，还泪应设乏置酸倘洗系喉统，僻供半狐浓黑钓液预匠热器视和蒸通发器俩的定渐期酸聚洗。陶黑液仔蒸发零浓缩源处理衬实例乎：巧稀黑歉液浓翼度闻固置形物座9.偷75言%悼蒸发菜后浓研黑液蛇浓度德崖固形量物5连0%汤每小读时稀翼黑液倘量嫌48枕17娘1k里g诊/h宿每小岩时蒸印发水喘量叹38谋77纯8k眉g唤/h刊1）压第一所方案摸选用般五效热板式凝蒸发颂器劈蒸发瞧强度铅按滚12曲kg熟水/泥m秀2驾h计咏算，化所需栏蒸发承器面持积共谢计弄32评32忽m展2旬。初铜步按温第一瞎效蚊10笔10警m年2纹，第颂二、垮三、酿四效菜均为薄50象2m涌2搭，第宿五效访71润7m吉2码，实勾际共托计吴32虫33纪m素2次。没板式沃蒸发客器价翅格为捉0.不16惯万元待/赛m瘦2腐，5罢台共呜计：抢32蜻33祖×漠0.皂16革=5伞17丧万元摄蒸发泽效率仔按常3.旺7k相g族水/捞kg歪蒸汽榆计算潮（岳镰阳纸甜厂3隙.3池～溪4.侍06久kg怠水/烟kg狠蒸汽陆）播每小惯时耗末汽3玉87土78锤÷奖3.连7榜=1此0.龙48修t/输h跳2）欲第二割方案缘选用在两板鲜三管货组成闷的蒸斥发器学蒸发年强度脸按级10烤kg抱水/李m配2狂h计扣算（欲一般兵9～亚11罗kg纽水/怕m倍2向h）颈，所企需蒸宅发面绣积共允计触38西78带m便2撒，初李步按坟一、相二效轧为板铸式，脊蒸发升面积符分别逮为播10攀30芒m埋2旱和起75刷0m叮2故，三星、四饺、五出效均塞定为膀70崖0m膝2剥（黑宵液流胡程按雾目前咬习惯肉采用站的草3-锁4-尊5裕-2扁-1锄），崇合计哨38跟80弦m拣2费。剥两台累板式针蒸发愈器价碍格元：阔（1制03炒0+乌75触0）罗×宇0.拆16云=2飞85后万元淋长管摧蒸发嘉器价督格为陆每吨行0.位95叠万元向，每管台重帽30杂吨，崇三台畜价格增为3柜×非30祝×狭0.能95炕=8枣6万幸元爬共计隆：2洲85端+8半6=奇37同万元坦蒸发急强度率按惜3.肤2蛾kg储水/踪kg道蒸汽恒计算筹每小胸时用南汽3元87夜78坑÷粥3.胡2=支12绪.1歌2t恨/h辰以上狼只是损粗略愿的估论算，画从投领资方距面看它，五油效板秒式投惑资虽厚多1溜46威万元馆，但消从能悼源消陆耗的怨角度恨分析锣，只促需两菊年多第一点回的时警间即若可收戴回投消资。养如果伏把增葱加用月汽量缴影响址到锅错炉系讨统也捕随着壶增加筑的投乘资一泪同计苹算，秀投资党回收怪期还歌低于便两年务。愧板式掏蒸发辫器除胳了节呜能外绳，还竹具有嗓传热承效率殃高(例实践巧证明陕在蒸席发荷草逝浆黑貌液时谨为长奸管蒸邀发器初的1笋.详6倍阅)、巾不易邻结垢讽、易畜清洗碎等适式合浓遇缩草嘱浆黑浩液的啊要求言。因误此，台在蒸袖发器镰的选桃型上号，值宿得我吗们进荡一步奥探讨卵，应尾根据丙工程叛的具港体情耗况，锤进行皂全面蜘的分似析对孕比和材计算穴，然识后作县出决轰定。泼从理聪论上勤说，苹蒸发意器的鸭效数武越多茧，节将约的疾蒸汽新也越辞多。涉但随票着效达数的达增加球，蒸静汽节爸约的纳程度忍降低狸，而减投资打却升各高，专特别肯是草莲类纤子维制进浆的哪黑液摇，由斗于灰持分大素、二喉氧化数硅多肥、粘硬度大森的特矮点，希效数敲多了钉，黑谷液在适进入废最后盘浓缩祸阶段诊更容疮易结遥垢，么使传挥热系备数下衡降，惊耗汽谋量增偶多。堆尤其受是制阶浆能悠力小按的蒸触发站华，甚依至增风加效肃数节腿约的绍蒸汽阶，还遗补偿店不了弹增加爽效数缺的热咬损失惩，反痰而增晚加蒸痕汽消葬耗量庸，得润不偿的失。刃在木练浆黑卸液蒸螺发站械的效苦数应核根据索生产亦规模唐决定摩，而室草浆族黑液禾蒸发肺站的宁效数相除了洞生产切规模名外，余还必牙须考蜂虑黑锡液性膛质这指个不兄容忽妖视的肚因素给。客决定间蒸发处器的臭效数卫，应妇根据粗生产怎规模坝、黑矛液性菜质、班并与况投资拦、能稿耗、摇投资物回收盾期限芽、经蔑济效尚益等抛结合椒起来麦进行裕全面朽考虑惧，绝近不能泰凭经菊验和强习惯稼做法伞轻易惑决定碗，否扇则增婶加投累资，蜂不但闸没有损效益稻，还尾要增帝加生观产拣时的侧维护使费用争，甚这至给纵生产法管理伟带来饲麻烦醉。号在中稠、小页规模征的蒸梯发站代，如比通过匙方案匀对比毕，选惧用四凳效板比式是菊合理池的，通那么俗两板讯三管投蒸发出站的昼设备美投资龙基本贵接近猜，但岔节能唉效果胞尤为宫显著晨，维誉护费卧用减凭少，负生产悟管理贿操作甲也较旋为简颤便，昨更能呀显示臭出板墙式蒸笼发器倾的优结越性迅和先志进性行。沫根据否以上简黑液利蒸发页浓缩丙的计肺算方凉法，至对垃尊圾沥锻滤液倒采用悟5效士蒸发恭浓缩迅的工辛艺进站行试支算：蔽设垃漫圾处临理能差力为赵10宅00雨t/肯d，捆垃圾蚀沥滤趴液产愧率1浩5%绸，唇蒸发练率8师0%膛，话则加进液让量：龙62炸50陶kg需/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