关键设备
低温多效MED(MVR)蒸发结晶装置: 5.1.1自洁式浓缩蒸发结晶器:
1、壳体材料:与盐水接触的结构为2205双相不锈钢。与淡化水接触
的结构全部为304不锈钢,保证淡化水水质不受污染。
2、蒸发器:钛TA2
5.1.2级MVR蒸发结晶装置:
1、壳体材料:与盐水接触的结构为2205双相不锈钢。与淡化水接触
的结构全部为304不锈钢,保证淡化水水质不受污染。
2、蒸发器:钛TA2
3、蒸汽压缩机:国产离心式变频压缩机,叶片钛合金,涡壳316L不
锈钢,ABB变频器。 MED和MVR装置共同部分
⑴除沫(防泛液)型式:每效采用“转角式挡板+旋风复挡+丝网”三级复合除沫系统,确保二次蒸汽(淡化水)清洁。
⑵管道、泵、阀:
①给水、浓水的管道、手动阀均为316L不锈钢。 ②给水泵为氟合金材料。 ③电动阀为316L不锈钢
⑵ 真空泵为自冷式水环泵,材质为316L不锈钢。 ⑶系统控制:
装置的温度、压力、流量、液位等采用PLC可编程序控制器自动控制调节。变频调节水泵流量。中控室人机界面为计算机液晶显示器显示操作。
⑷设置阻垢剂、消泡剂投加及计量装置。
⑸每效设置酸、碱清洗液加注口,高压水枪清洗口。 ⑹压滤机:快开式板框压滤机。 ⑺过滤机:多介质过滤机。
⑻各泵: 均为 1+1, 一台运行, 一台备用。 控制方式
1、零排放MED(MVR)浓缩结晶装置的温度、压力、流量、液位等采用西门子PLC可编程序控制器自动控制调节。变频调节水泵流量。中控室人机界面为计算机液晶显示器显示操作,独立运行操作台。
2、PLC控制系统由一台3KVAUPS电源供电。
3、脱硫废水处理系统通过需方 DCS 控制,实现自动监督控制。
4、所有蒸发器、水池采用高液位报警,远方操作启停和就地启停,并启停相应设备,低液位时自动停止。
5、硫酸钠、混凝剂和助凝剂加药系统的加药量需根据现场水质要求,及时调整加药量,操作方式采用远方操作和就地启停。
6、MED(MVR) 系统中所有信号指标应以硬接线方式送至脱硫岛的 DCS,并可实现MED(MVR)系统的自动控制,同时MED(MVR)系统也可就地手动操作。 PLC控制系统与DCS控制系统通讯方式为MODBUS 485方式。
7、所供变送器应为二线制并具备HART通讯功能
核心技术:
“自洁式蒸发结晶器”废水蒸发侧采用机械作用将附着在换热面上的结垢清洗干净。
无需采取前期高费用的软化处理,即可将废水中全部悬浮物、无机盐等蒸发结晶,逐级分离。
3效MED(MVR)是将3台 “自洁式蒸发结晶器”串联起来,末端增加冷凝器。外部加热蒸汽首先进入第1效加热其中废水蒸发,其二次蒸汽再引入第二效,使第2效蒸发,以后依次到末效(第3效),末效二次蒸汽进入冷凝器,放热后凝成凝水。废水依次浓缩逐级结晶分离,每效淡化凝水汇集后排出。
MED(MVR)三效蒸发结晶物料平衡表 项目 可溶物不 溶物 MED(MVR)工艺加药原水离子含量 产出物 量 质量浓摩尔质量浓名摩尔质量浓名称 名称 摩尔占比 浓度 度 称 浓度 2156.3 NaCL 度 浓度 度 Na 553.3 12726.1 Na 93.8 647.1 25882.4 100.00% CL Ca Mg SO4 647.1 11000.0 37.5 1500.0 ca 20.8 833.3 CaSO4 20.8 500.0 OH 41.7 708.3 Mg11.5 1100.0 SO4 46.9 4500.0 (OH ) 58.3 7933.3 20.8 1208.3 悬浮物(SS) 化学需氧量(COD) 氨氮 硫化物 氟化物 全硅(SiO2) 总铁(Fe) 总铜(Cu) 总汞(Hg) 总镉(Cd) 总铬(Cr) 总砷(As) 总铅(Pb) 总镍(Ni) 总锌(Zn) 合计 70.0 100.0 30.0 1.0 15.0 20.0 20.0 0.5 0.1 0.1 1.5 0.5 1.0 1.0 2.0 70.0 100.0 30.0 1.0 15.0 20.0 20.0 0.5 0.1 0.1 1.5 0.5 1.0 1.0 2.0 9404.3
一~三效蒸发结晶装置数据参数变化详见下
一~三效蒸发结晶装置数据参数变化表 项 目 pH值 色度 (稀释倍数) 单位 进水浓6~9 30~50 70 100 15~30 1 5 15000 1000~0 10~20 1500~1000~100~10~20 0.5 加入 714 2300 三效浓度 6~9 112 160 24~48 1.6 24 24000 5 16~32 7520~ 7.2 16~32 0.8 排出 二效浓度 排出 一效浓度 1140 152~ 6~9 175 250 37.5~75 2.5 12.5 37500 10600 5 25~50 5300 7.2 25~50 1.25 6~9 2660 3800 排出 452550 148400 25 231000 74200 173 悬浮物(SS) mg/L 化学需氧量 mg/L (COD) 氨氮 硫化物 氟化物 氯根离子硫酸根离子氢氧根离子钠离子钙离子镁离子总铁(Fe) 总铜(Cu) mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 570~1140 250020 22005 38 190 114750 10600 5 375~750 155250 5300 7.2 375~750 19 4000 8000~ 9600 全硅(SiO2) mg/L 9500~2572000 4800~6400 总汞(Hg) 总镉(Cd) 总铬(Cr) 总砷(As) 总铅(Pb) 总镍(Ni) 总锌(Zn) TDS mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 0.05 0.1 1.5 0.5 1 1 2 0.08 0.16 2.4 0.8 1.6 1.6 3.2 24000~ 0.125 0.25 3.75 1.25 2.5 2.5 5 37500~ 1.9 3.8 57 19 38 38 76 270000 mg/L 15000~ 通过上表可以看出,第三效蒸发结晶器将原液蒸发浓缩,通过反洗过滤器滤出部分氢氧化镁沉淀物,通过冲洗排出小部分氢氧化镁沉淀物;第三效蒸发结晶后原液过滤后流入第二效蒸发结晶器,通过将原液进一步蒸发浓缩,滤除硫酸钙和氢氧化镁;第二效蒸发结晶原液流入第一效蒸发结晶器,继续蒸发浓缩,彻底滤除硫酸钙和氢氧化镁,第一效蒸发结晶饱和晶浆排入结晶旋流离心分离器,将氯化钠晶体、水分、母液彻底分离,母液返回第一效蒸发结晶器,氯化钠晶体送入烘干机去除水分低于0.8%。
第一、二、三效母液通过循环过滤,由反洗过滤器将硫酸钙、氢氧化镁进行过滤收集,通过反洗排入板框压滤机,压制成泥饼。
该装置三效自洁式蒸发结晶器均配有三级复合除沫工艺,保证淡化水的纯度,降低含盐量。三级复合除沫器由转角挡板除沫器、旋流分离除沫器、丝网除沫器组成,转角挡板除沫器将蒸汽携带的大泡沫打碎为小泡沫,旋流分离除沫器将小泡沫彻底消除,并将其携带的液滴进行分离,回流至本效蒸发器,丝网除沫器将蒸汽中夹杂的微小液滴进行捕捉、分离,最后回流至本效蒸发器,通过三级复合除沫工艺,最低限度降低蒸汽携带液滴进入下一效蒸发结晶器的概率,保证淡化水的品质。
各效蒸发结晶器均配有机械自洁、除垢装置,通过该装置,确保每效换热面清洁,不结垢。
第2、3效蒸发器各配备一台反洗过滤机,共用一台快开式板框压滤机,将本效蒸发器中浓缩的悬浮物和混合无机盐结晶滤除并压成泥饼,滤液转至下一级蒸发浓缩结晶。第1效配备可清洗螺旋推料离心机,滤液返回本效继续蒸发浓缩结晶,清洗液返回3效蒸发浓缩。
该装置采用“自洁式蒸发结晶器”废水蒸发侧采用机械作用将附着在换热面
上的结垢清洗干净,因此无需采取前期高费用的软化处理,即可将废水中全部悬浮物、无机盐等蒸发结晶,逐级分离,实现资源化零排放。
四、与传统工艺投资及后期加药费用对比 1、设备投资费用对比
传统工艺需加装冷却器、冷冻机、冷冻结晶器、离心机、蒸发器等设备费用合计500~1000万元,资源化零排放MED蒸发结晶系统无需加装上述设备,设备总投资可节约500~1000万元。
2、资源化零排放MED蒸发结晶工艺废水预处理软化、加药费用: 硫酸钠加药量4.26公斤/吨废水*0.35元/公斤=1.491元/吨废水 氢氧化钙加药量1.55公斤/吨废水*0.1元/公斤=0.155元/吨废水 合计每吨废水加药费用1.65元/吨
对比与传统蒸发结晶工艺(每吨废水加药费用 13.62元),MED三效蒸发结晶工艺每吨废水可降低加药费用11.97元/吨废水,是传统蒸发结晶工艺加药费用的十分之一。
传统蒸发结晶工艺每年加药费用:13.62*20*8000=218万元 MED三效蒸发结晶工艺每年加药费用:1.65*20*8000=26.4万 每年可节约加药费用(8000小时计算)12.14*20*8000=191.6万元 每年可节约生产加药费用191.6万元。
表5 传统工艺与MED三效蒸发工艺加药费用对比表
名称 含量 加药量 费用 效果 Na2CO3 5300 Mg/L 5.3公斤/吨水 9.54元/吨 去除Ca2+ 每吨水处理费用 1800元/吨 NaOH 1680Mg/L 1.68 公斤/吨水 4.08元/吨水 去除Mg2+ 药品单价 2400元/吨 传统工艺加药费用总计 13.62元/吨水 名称 含量 加药量 费用 效果 Na2SO4 3780 Mg/L 4.26 公斤/吨水 1.491元/吨水 去除Ca2+ 药品单价 350元/吨 Ca(OH)2 1554 Mg/L 1.55 公斤/吨水 0.155元/吨水 去除Mg2+ 药品单价 100元/吨 资源化零排放MED蒸发结晶工艺加药费用总计 1.65元/吨水