浓盐水多效蒸发在煤化工废水处理中的发展与运行维护

引言

煤化工业的发展促进了水资源的大量利用，经过使用而最终排放的废水中，多含有盐。直接排放会增加环境污染的风险，不利于居民饮水安全的保障。浓盐水多效蒸发可以有效地减少上述现象，实现污染的预防。

以促进高含盐废水零排放为目的，对浓盐水多效蒸发技术进行了研究。含盐废水的总含盐量超过3.5%，广泛来自化工、冶金、石油、电力和煤炭等行业，在环境保护中是重要的污染源类型。传统的污水处理主要采用生物法，虽然总体成本投资较低，但实际处理效果相对有限，无法实现无机盐的回收利用。多效蒸发技术的应用则能够通过重复性的蒸发流程，有效改进传统工艺不足

一、煤化工行业废水的主要来源以及特征

煤化工废水是以煤为主要原料，经过系统的化学处理，将煤缓慢转化，从固体、液体、气体中分离出各种化学品和燃料的一种化工产品。然后通过系统的过程在市场上形成有价值的化工产品。煤的组成很复杂，所以采用的处理工艺也不同，导致煤化工废水的组成也很复杂。在煤化工行业废水中,里面的污染物质就高达300多种，除去主要的组成成分氨外、酚、焦油、苯酚、氰化物、COD等组成物。而这次些成分是需要使用高效的废水处理技术进行处理和溶解。否则，将对生态环境、土地产生非常严重的影响和污染。

煤化工废水的组成和主要来源表现在很多方面，但本文仅从以下三个方面进行分析:第一点:煤化工废水的降解非常困难。由于煤化工废水中含有联苯、隆咻等许多难以降解的有机物，直接增加了煤化工废水处理的难度 ; 第二点 : 煤化工废水的浊度和色度迅速增加。导致此结果发生的直接原因就是在煤化工行业废水处理过程中，各个环节都会产生很多的污染物，并在结合煤化学工业的废水便会发生化学反应，使色度相对集中，这将提高煤化工废水的色度，间接导致煤化工废水难以处理和分解。第三点:在煤化工废水中，其含有大量的污染物。因为煤化工生产工艺都非常复杂，而在这过程中，其每个工艺流程便会出现很多种类的污染物,并且都集中在煤化工行业的废水中，从而导致废水中有很多种类的污染物，而这在很大程度上加大了废水的处理难度。因此，相关处理部门要使用专业的煤化处理技术去对其进行更加有效的分解处理。

2. 对煤化工行业高含盐废水进行处理的必要性

2.1 环境保护的首要任务

随着社会的不断发展，环境保护越来越成为全球社会发展的焦点。我国工业整体上仍以煤化工等重工业为主，消耗大量水资源，每天产生数以万计的工业废水。一旦处理不当,将严重影响自然环境，造成一系列严重后果。因此，合理处理工业废水是环境保护的首要任务。

2.2可持续发展的必然要求

我国于2003年提出《中国21世纪初可持续发展行动纲要》(以下简称纲要)。《纲要》提出了我国现阶段社会发展的可持续发展目标。指出在经济发展的过程中，要坚持可持续发展的原则，注重协调，不断促进人与自然的和谐共处。根据联合国的调查数据，地球上人类可以直接或间接利用的水资源极其稀缺，淡水资源占地球总水量的 0.007%水资源作为人类生活的必需品，对人类来说和氧气一样重要。因此我们在社会发展以及生活的过程中要秉持节约珍惜的态度。对于煤化工等用水量较大的行业来说，如何提高水资源利用率，减少水污染至关重要。

3. 浓盐水多效蒸发技术的运行机理及发展现状

多效蒸发是指随着压强的降低，蒸汽温度也会降低，从而产生温差，出现热量传递效应。如果加热器中溶液的沸点低于二次蒸汽的温度，二次蒸汽就会冷凝产生热量，将溶液加热，直到溶液沸腾蒸发。在具体的应用过程中，应采用以下方法:多效蒸发的过程中，首先必须降低加热器溶液的压强提升加热蒸汽的压强、降低末效二次蒸汽的压强!以确保各效之间的压强能够呈阶梯式降低，从而形成温差，确保各效溶液能够吸收前一效的二次蒸汽潜热，实现沸腾蒸发目的。

3.1多效蒸发技术的运行机理

多效蒸发技术应用的基本原理是利用冷凝器的功能，对废水中的无机盐等污染物进行冷凝提取的过程，从而净化水质，达到排放标准。在目前的多效蒸发运行系统中，运行机制主要体现在以下三个方面:一是通过增加额外的蒸发单元来实现蒸汽利用的优化,通过循环机制提高冗余蒸汽的利用水平第二是在蒸发罐、管道等关键部位增加传感器等设备，利用自动控制系统平衡不同时期的运行压力，提高蒸发过程的安全性。第三，通过板式架构的优化，提高了废水的初始温度，有效节省投入蒸汽，提纯水平提升，废水治理效果更好。

3.2多效蒸发技术在含盐废水中的发展现状

单效蒸发和真空多效蒸发技术已有100多年的历史，最初用于海水淡化方面。在我国传统工艺体系中，多效蒸发技术主要是基于蒸发、结晶工艺直到MVR技术的应用不断成熟，才开始成为多效蒸发技术的主要应用形式。MVR是集多效降膜蒸发器于一体的单体蒸发器。通过分段蒸发和反复作用,最终达到设定的浓度要求。而多效蒸发(MultipleEffect Distillation，MED)蒸发技术则是由此延伸而来，将多个水平管或垂直管与膜蒸发器相串联根据处理效果的要求，分为若干效组，对效果组进行多次蒸发、浓缩，从而达到水质淡化的目的。在目前多效蒸发技术的应用功能中，主要是对系统设计、制造和运行参数进行优化，从而达到更好的总传热系数。同时，通过经济成本控制，降低企业应用多效蒸发技术的成本投资，不断扩大多效蒸发技术的应用范围。

4、 浓盐水多效蒸发在煤化工废水处理中的影响因素

4.1  效数的影响

       在含盐废水处理过程中，应用多效蒸发技术的基本要求是充分利用热能和二次蒸汽的利用水平，降低整体蒸汽消耗，效数是影响蒸汽消耗的最关键因素。在相同的多效蒸发运行系统中，随着效率的增加，各效蒸发器换热面积会随之增加，各效的蒸发量也就越小，但在实际操作中，并不是效率越高.实际效果就越好，提高效率需要增加设备等方面的投入。因此，在实际建设中，需要综合考虑技术限制、投资成本和处理目标的要求，选择合适的效数。

4.2浓度比( CR)的影响

在多效蒸发过程中，浓度比的逐渐增加将逐渐降低蒸汽消耗量，并使GOR缓慢升高，逐渐提升多效蒸发性能。然而，在高盐度的情况下，操作装置的腐蚀速率和结垢速率也会显著提高。因此，在处理含盐废水时，不能单纯追求过高的浓度比，而是要根据设备运行的实际情况，将浓度比设定在合理的范围内。

4.3末效蒸发温度的影响

在应用多效蒸发技术的初期，更应注意传热温差的指标。在传热温差越大的情形下，系统的传热推动力也就越大，会影响整体热性能。因此，在加料速度不变的情况下，通过改变系统的传热温差可以降低加热蒸汽的消耗。在末效蒸发温度保持恒定情况下，效数越高，蒸发器的总换热面积越大但是在末效蒸发温度不断升高时，蒸发器总换热面积带来的 GDR 增量逐渐减小，作用越来越不明显。

4.4进料预热器的影响

预热器的使用，使得进料盐水在二次蒸汽加热情况下，进入蒸发器前的温度显著提高，减少了蒸发过程中的蒸汽消耗。同时，在充分利用末效二次蒸汽对进料盐水进行加热，可以有效降低整个系统运行中的能量损失。在保持淡水用量不变的情况下，可以有效降低蒸汽的使用量，提高 GOR，降低多效蒸发系统的整体运行成本。从这方面的影响来说，在多效蒸发系统中，有必要加设进料预热器环节，在提升蒸发效果的基础上，提升系统运行经济性能。

5. 浓盐水多效蒸发技术的应用控制要点

5.1 结晶及脱盐的技术控制

在多效蒸发技术应用体系中，蒸发器环节的设计与优化是提高蒸发效果的重要因素。同时也要做好相关环节的技术应用控制。以脱盐环节为例，由于不同废水含盐量不同，其他类型杂质存在偏差，应根据具体细分的废水类型选择不同形式的蒸发器，或者对循环蒸发流程进行改进。这样可以在加热过程中去除部分溶剂，提高蒸发效果。通过在蒸发环节添加辅助结晶或脱盐设备，可以在串联过程中及时去除结晶，从而达到更好的脱盐处理效果。例如，在部分企业的多效蒸发器系统中，可以通过添加负压装置来提高蒸发器系统的造水比。当工作蒸汽压力为0.30MPa时，节能水平可提高45%以上，达到了良好的节能降耗效果。

5.2膜分离技术控制

膜分离技术是在含盐废水进入多效蒸发循环系统前对其组分进行分析,采用薄膜对废水进行筛选对渗透物质进行提前分离。通过纳滤、超滤、及电解析等膜分离技术的应用，及电解析等膜分离技术的应用，不仅减少了多效蒸发过程中不必要的能量损失，还减少了污染物对蒸发系统的腐蚀作用，延长了设备的使用寿命。以超滤分离技术为例，可有效截留胶体亚基还减少了污染物对蒸发系统的腐蚀作用，延长了设备的使用寿命。以超滤分离技术为例，能够有效截留废水内的胶体物质，使废水内只残存有固态悬浮物质。而反渗透分离技术的应用，则能够根据薄膜本身的特性，含盐废水浓度、液体酸碱度等各个方面的参数，选择合适的薄膜类型预先达到较好的脱盐效果，提升后续多效蒸发系统运行水平。

5.3复合处理水平的提升

虽然多效蒸发技术的应用大大提高了含盐废水的处理效果，取得了良好的环保效果，但由于应用场景和工业生产类型的复杂性，含盐废水中的杂质种类也在不断增加。在这种情况下，单一的处理工艺很难满足废水处理的实际要求。在这种情况下需要采取复合处理步骤,将废水浓缩到相应的程度才能达到实际的盐分离效果。以国外方面目前所采用的加湿-除湿技术为例，就是先将含盐废水导入加湿器，将空气转变为饱和湿蒸汽后，再进入冷凝段进行水汽分离，最后达到良好的处理效果。

6. 结语

综上所述，工业发展给城市和人类社会的发展带来了不可估量的好处，但在发展工业的同时也要贯彻环境保护和可持续发展的原则。特别是在煤化工行业，需要特别注意水资源的保护和工业废水的去污除杂。不断改进和完善相关技术，朝绿色、集约、可持续的方向发展，为环境保护和可持续发展做出贡献。目前，多效蒸发技术在含盐废水处理中的应用水平不断提高，整体处理效果也不断提高为企业的环保工作奠定了良好的基础。但从整体上看，处理流程中的能量损耗比还比较高，企业在含盐废水环节所投入的经济成本还比较高，已成为企业整体运营成本控制的关键环节。加强该领域的技术研究，综合优化多效蒸发技术是提高企业经济效益和生态效益的基本要求。

 

浓盐水多效蒸发在煤化工废水处理中的发展与运行维护

引言

煤化工业的发展促进了水资源的大量利用，经过使用而最终排放的废水中，多含有盐。直接排放会增加环境污染的风险，不利于居民饮水安全的保障。浓盐水多效蒸发可以有效地减少上述现象，实现污染的预防。

以促进高含盐废水零排放为目的，对浓盐水多效蒸发技术进行了研究。含盐废水的总含盐量超过3.5%，广泛来自化工、冶金、石油、电力和煤炭等行业，在环境保护中是重要的污染源类型。传统的污水处理主要采用生物法，虽然总体成本投资较低，但实际处理效果相对有限，无法实现无机盐的回收利用。多效蒸发技术的应用则能够通过重复性的蒸发流程，有效改进传统工艺不足

一、煤化工行业废水的主要来源以及特征

煤化工废水是以煤为主要原料，经过系统的化学处理，将煤缓慢转化，从固体、液体、气体中分离出各种化学品和燃料的一种化工产品。然后通过系统的过程在市场上形成有价值的化工产品。煤的组成很复杂，所以采用的处理工艺也不同，导致煤化工废水的组成也很复杂。在煤化工行业废水中,里面的污染物质就高达300多种，除去主要的组成成分氨外、酚、焦油、苯酚、氰化物、COD等组成物。而这次些成分是需要使用高效的废水处理技术进行处理和溶解。否则，将对生态环境、土地产生非常严重的影响和污染。

煤化工废水的组成和主要来源表现在很多方面，但本文仅从以下三个方面进行分析:第一点:煤化工废水的降解非常困难。由于煤化工废水中含有联苯、隆咻等许多难以降解的有机物，直接增加了煤化工废水处理的难度 ; 第二点 : 煤化工废水的浊度和色度迅速增加。导致此结果发生的直接原因就是在煤化工行业废水处理过程中，各个环节都会产生很多的污染物，并在结合煤化学工业的废水便会发生化学反应，使色度相对集中，这将提高煤化工废水的色度，间接导致煤化工废水难以处理和分解。第三点:在煤化工废水中，其含有大量的污染物。因为煤化工生产工艺都非常复杂，而在这过程中，其每个工艺流程便会出现很多种类的污染物,并且都集中在煤化工行业的废水中，从而导致废水中有很多种类的污染物，而这在很大程度上加大了废水的处理难度。因此，相关处理部门要使用专业的煤化处理技术去对其进行更加有效的分解处理。

2. 对煤化工行业高含盐废水进行处理的必要性

2.1 环境保护的首要任务

随着社会的不断发展，环境保护越来越成为全球社会发展的焦点。我国工业整体上仍以煤化工等重工业为主，消耗大量水资源，每天产生数以万计的工业废水。一旦处理不当,将严重影响自然环境，造成一系列严重后果。因此，合理处理工业废水是环境保护的首要任务。

2.2可持续发展的必然要求

我国于2003年提出《中国21世纪初可持续发展行动纲要》(以下简称纲要)。《纲要》提出了我国现阶段社会发展的可持续发展目标。指出在经济发展的过程中，要坚持可持续发展的原则，注重协调，不断促进人与自然的和谐共处。根据联合国的调查数据，地球上人类可以直接或间接利用的水资源极其稀缺，淡水资源占地球总水量的 0.007%水资源作为人类生活的必需品，对人类来说和氧气一样重要。因此我们在社会发展以及生活的过程中要秉持节约珍惜的态度。对于煤化工等用水量较大的行业来说，如何提高水资源利用率，减少水污染至关重要。

3. 浓盐水多效蒸发技术的运行机理及发展现状

多效蒸发是指随着压强的降低，蒸汽温度也会降低，从而产生温差，出现热量传递效应。如果加热器中溶液的沸点低于二次蒸汽的温度，二次蒸汽就会冷凝产生热量，将溶液加热，直到溶液沸腾蒸发。在具体的应用过程中，应采用以下方法:多效蒸发的过程中，首先必须降低加热器溶液的压强提升加热蒸汽的压强、降低末效二次蒸汽的压强!以确保各效之间的压强能够呈阶梯式降低，从而形成温差，确保各效溶液能够吸收前一效的二次蒸汽潜热，实现沸腾蒸发目的。

3.1多效蒸发技术的运行机理

多效蒸发技术应用的基本原理是利用冷凝器的功能，对废水中的无机盐等污染物进行冷凝提取的过程，从而净化水质，达到排放标准。在目前的多效蒸发运行系统中，运行机制主要体现在以下三个方面:一是通过增加额外的蒸发单元来实现蒸汽利用的优化,通过循环机制提高冗余蒸汽的利用水平第二是在蒸发罐、管道等关键部位增加传感器等设备，利用自动控制系统平衡不同时期的运行压力，提高蒸发过程的安全性。第三，通过板式架构的优化，提高了废水的初始温度，有效节省投入蒸汽，提纯水平提升，废水治理效果更好。

3.2多效蒸发技术在含盐废水中的发展现状

单效蒸发和真空多效蒸发技术已有100多年的历史，最初用于海水淡化方面。在我国传统工艺体系中，多效蒸发技术主要是基于蒸发、结晶工艺直到MVR技术的应用不断成熟，才开始成为多效蒸发技术的主要应用形式。MVR是集多效降膜蒸发器于一体的单体蒸发器。通过分段蒸发和反复作用,最终达到设定的浓度要求。而多效蒸发(MultipleEffect Distillation，MED)蒸发技术则是由此延伸而来，将多个水平管或垂直管与膜蒸发器相串联根据处理效果的要求，分为若干效组，对效果组进行多次蒸发、浓缩，从而达到水质淡化的目的。在目前多效蒸发技术的应用功能中，主要是对系统设计、制造和运行参数进行优化，从而达到更好的总传热系数。同时，通过经济成本控制，降低企业应用多效蒸发技术的成本投资，不断扩大多效蒸发技术的应用范围。

4、 浓盐水多效蒸发在煤化工废水处理中的影响因素

4.1  效数的影响

       在含盐废水处理过程中，应用多效蒸发技术的基本要求是充分利用热能和二次蒸汽的利用水平，降低整体蒸汽消耗，效数是影响蒸汽消耗的最关键因素。在相同的多效蒸发运行系统中，随着效率的增加，各效蒸发器换热面积会随之增加，各效的蒸发量也就越小，但在实际操作中，并不是效率越高.实际效果就越好，提高效率需要增加设备等方面的投入。因此，在实际建设中，需要综合考虑技术限制、投资成本和处理目标的要求，选择合适的效数。

4.2浓度比( CR)的影响

在多效蒸发过程中，浓度比的逐渐增加将逐渐降低蒸汽消耗量，并使GOR缓慢升高，逐渐提升多效蒸发性能。然而，在高盐度的情况下，操作装置的腐蚀速率和结垢速率也会显著提高。因此，在处理含盐废水时，不能单纯追求过高的浓度比，而是要根据设备运行的实际情况，将浓度比设定在合理的范围内。

4.3末效蒸发温度的影响

在应用多效蒸发技术的初期，更应注意传热温差的指标。在传热温差越大的情形下，系统的传热推动力也就越大，会影响整体热性能。因此，在加料速度不变的情况下，通过改变系统的传热温差可以降低加热蒸汽的消耗。在末效蒸发温度保持恒定情况下，效数越高，蒸发器的总换热面积越大但是在末效蒸发温度不断升高时，蒸发器总换热面积带来的 GDR 增量逐渐减小，作用越来越不明显。

4.4进料预热器的影响

预热器的使用，使得进料盐水在二次蒸汽加热情况下，进入蒸发器前的温度显著提高，减少了蒸发过程中的蒸汽消耗。同时，在充分利用末效二次蒸汽对进料盐水进行加热，可以有效降低整个系统运行中的能量损失。在保持淡水用量不变的情况下，可以有效降低蒸汽的使用量，提高 GOR，降低多效蒸发系统的整体运行成本。从这方面的影响来说，在多效蒸发系统中，有必要加设进料预热器环节，在提升蒸发效果的基础上，提升系统运行经济性能。

5. 浓盐水多效蒸发技术的应用控制要点

5.1 结晶及脱盐的技术控制

在多效蒸发技术应用体系中，蒸发器环节的设计与优化是提高蒸发效果的重要因素。同时也要做好相关环节的技术应用控制。以脱盐环节为例，由于不同废水含盐量不同，其他类型杂质存在偏差，应根据具体细分的废水类型选择不同形式的蒸发器，或者对循环蒸发流程进行改进。这样可以在加热过程中去除部分溶剂，提高蒸发效果。通过在蒸发环节添加辅助结晶或脱盐设备，可以在串联过程中及时去除结晶，从而达到更好的脱盐处理效果。例如，在部分企业的多效蒸发器系统中，可以通过添加负压装置来提高蒸发器系统的造水比。当工作蒸汽压力为0.30MPa时，节能水平可提高45%以上，达到了良好的节能降耗效果。

5.2膜分离技术控制

膜分离技术是在含盐废水进入多效蒸发循环系统前对其组分进行分析,采用薄膜对废水进行筛选对渗透物质进行提前分离。通过纳滤、超滤、及电解析等膜分离技术的应用，及电解析等膜分离技术的应用，不仅减少了多效蒸发过程中不必要的能量损失，还减少了污染物对蒸发系统的腐蚀作用，延长了设备的使用寿命。以超滤分离技术为例，可有效截留胶体亚基还减少了污染物对蒸发系统的腐蚀作用，延长了设备的使用寿命。以超滤分离技术为例，能够有效截留废水内的胶体物质，使废水内只残存有固态悬浮物质。而反渗透分离技术的应用，则能够根据薄膜本身的特性，含盐废水浓度、液体酸碱度等各个方面的参数，选择合适的薄膜类型预先达到较好的脱盐效果，提升后续多效蒸发系统运行水平。

5.3复合处理水平的提升

虽然多效蒸发技术的应用大大提高了含盐废水的处理效果，取得了良好的环保效果，但由于应用场景和工业生产类型的复杂性，含盐废水中的杂质种类也在不断增加。在这种情况下，单一的处理工艺很难满足废水处理的实际要求。在这种情况下需要采取复合处理步骤,将废水浓缩到相应的程度才能达到实际的盐分离效果。以国外方面目前所采用的加湿-除湿技术为例，就是先将含盐废水导入加湿器，将空气转变为饱和湿蒸汽后，再进入冷凝段进行水汽分离，最后达到良好的处理效果。

6. 结语

综上所述，工业发展给城市和人类社会的发展带来了不可估量的好处，但在发展工业的同时也要贯彻环境保护和可持续发展的原则。特别是在煤化工行业，需要特别注意水资源的保护和工业废水的去污除杂。不断改进和完善相关技术，朝绿色、集约、可持续的方向发展，为环境保护和可持续发展做出贡献。目前，多效蒸发技术在含盐废水处理中的应用水平不断提高，整体处理效果也不断提高为企业的环保工作奠定了良好的基础。但从整体上看，处理流程中的能量损耗比还比较高，企业在含盐废水环节所投入的经济成本还比较高，已成为企业整体运营成本控制的关键环节。加强该领域的技术研究，综合优化多效蒸发技术是提高企业经济效益和生态效益的基本要求。