中國能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“富煤貧油少氣”的特點(diǎn)。長期以來，中國充分利用煤炭資源作為中國主體能源的優(yōu)勢，適度發(fā)展煤化工，尤其是煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴、等新型煤化工。這對保障國家能源安全和實(shí)現(xiàn)煤炭資源高效清潔利用具有重要意義。但在加快生態(tài)文明建設(shè)背景下，如何節(jié)約水資源、降低污染排放，實(shí)現(xiàn)煤化工廢水“零排放”的意義也越顯重要。煤化工實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”關(guān)鍵在于濃鹽水末端高鹽濃縮廢水的處理。蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)是處理高鹽濃縮廢水比較成熟的技術(shù)對多效蒸發(fā)裝置的工藝穩(wěn)定性和節(jié)能運(yùn)行提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

1、煤化工高鹽廢水的特點(diǎn)

煤化工高鹽廢水呈現(xiàn)水中含鹽量高，鹽種類較多，懸浮固體(SS)和總?cè)芙夤腆w(TDS)高，硬度、堿度高，污染物濃度高(污染物以無機(jī)鹽類和有機(jī)污染物為主，其中COD等有機(jī)污染物含量通常可達(dá)2000～10000mg/L)，成分復(fù)雜，處理難度大的特點(diǎn)。

2、多效蒸發(fā)工藝技術(shù)的應(yīng)用

大唐克旗公司廢水處理項(xiàng)目濃鹽水處理末端高鹽廢水采用的是三效真空強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)。高鹽廢水經(jīng)過預(yù)處理除碳除氧后采用逆向進(jìn)料方式進(jìn)入各效蒸發(fā)罐。蒸發(fā)分離器采用斜向進(jìn)料，濃鹽水依靠密度差和循環(huán)泵加壓的作用在蒸發(fā)罐內(nèi)循環(huán)，利用氣壓式冷凝器和蒸汽噴射器產(chǎn)生微負(fù)壓真空，從而使后一效蒸發(fā)器的操作壓力和料液的沸點(diǎn)均低于前一效蒸發(fā)器。蒸汽從Ⅰ效進(jìn)入，利用熱泵技術(shù)回抽部分二次蒸汽并減少蒸汽用量，前一效蒸發(fā)罐產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一效蒸發(fā)罐的加熱源。每一效蒸發(fā)罐的濃鹽水不斷在罐內(nèi)吸熱、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，濃縮結(jié)晶后的漿液依次通過轉(zhuǎn)料管排入下一效，終在Ⅲ效蒸發(fā)室內(nèi)結(jié)晶。蒸發(fā)裝置產(chǎn)水進(jìn)入生產(chǎn)水系統(tǒng)回收利用，濃縮漿液經(jīng)離心機(jī)固液分離，鹽泥作固廢處理。

3、影響多效蒸發(fā)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素及解決措施

3.1 真空度不穩(wěn)定

真空度是確保多效蒸發(fā)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，真空度不僅影響蒸發(fā)溫度，也對蒸發(fā)強(qiáng)度、能耗比產(chǎn)生影響。影響真空度的主要因素有：不凝氣過多或不能及時(shí)排出；氣壓式冷凝器冷卻水量不足，不能及時(shí)冷凝二次汽；蒸發(fā)系統(tǒng)密封不嚴(yán)，存在泄漏。具體解決措施和原因如下：

(1)通過調(diào)整各效不凝氣和蒸汽噴射器可解決不凝氣過多或不能及時(shí)排出的問題。不凝氣多因?yàn)榱弦簤A度和含氮氧化物過高，料液進(jìn)入蒸發(fā)罐加熱后釋放大量CO2等氣體，蒸汽噴射器無法將其全部帶出，可以在預(yù)處理進(jìn)水增加脫碳塔裝置，加鹽酸降低料液堿度，再通過除氧器去除料液里的O2等氣體，減少料液加熱后產(chǎn)生的不凝氣。蒸汽夾帶冷凝液或不凝氣也會影響真空度，通過在進(jìn)蒸發(fā)裝置前加強(qiáng)蒸汽排凝和放空，減少蒸汽夾帶冷凝液和不凝氣；

(2)通過提高冷卻水量確保二次汽能及時(shí)冷凝可解決冷凝器冷卻水量不足的問題。一般上下水溫差控制在6～8℃；

(3)蒸發(fā)氣路系統(tǒng)出現(xiàn)漏點(diǎn)的問題可能因在負(fù)壓作用下吸入空氣造成真空度不穩(wěn)引起，需檢查蒸發(fā)氣路系統(tǒng)相關(guān)的密封點(diǎn)和設(shè)備本體是否出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

3.2 加熱器結(jié)垢和堵管

加熱器管結(jié)垢和堵管，嚴(yán)重影響蒸發(fā)量和運(yùn)行周期。主要因素及解決措施：

(1)進(jìn)水硬度和堿度過高，通過在預(yù)處理加酸降低進(jìn)料堿度和硬度；

(2)轉(zhuǎn)料或脫鹽不及時(shí)，料液濃度過高，使鹽結(jié)晶附著在加熱器管束上造成結(jié)垢和堵管，通過合理控制轉(zhuǎn)料和及時(shí)脫鹽降低料液濃度，排一部分料液通過加快進(jìn)料或頂冷凝液的方式稀釋蒸發(fā)罐內(nèi)鹽濃度。

3.3 料液沸騰不正常

料液沸騰不正常的主要因素及解決措施：

(1)真空度與料液沸騰點(diǎn)的氣壓不匹配，真空度過高會抑制料液沸騰，影響正常蒸發(fā)；真空度過低料液沸騰劇烈，造成霧沫夾帶或飛料，影響產(chǎn)水質(zhì)量，污染冷卻水。通過視鏡觀察沸騰狀況，合理調(diào)整真空度或通過加大補(bǔ)冷料降低料溫使罐內(nèi)料溫與真空度對應(yīng)的沸騰點(diǎn)相匹配。

(2)料液內(nèi)含有提高或降低料液沸點(diǎn)的物質(zhì)，通過不斷累積干擾料液的正常沸騰，通過排料稀釋方式降低該物質(zhì)濃度使料液沸騰正常。

3.4 加熱室溫差高

蒸發(fā)加熱室蒸汽側(cè)和料液溫差高，嚴(yán)重影響蒸發(fā)量。主要因素有：

(1)加熱器結(jié)垢和堵管比較嚴(yán)重，可以用處理結(jié)垢堵管的方法解決，或通過在線酸洗消除加熱器結(jié)垢和堵管；

(2)加熱器殼程(蒸汽側(cè))串入不凝氣較多影響蒸汽換熱，通過開大不凝氣閥門，調(diào)節(jié)蒸汽噴射器來抽出加熱室殼程的不凝氣。

4、影響多效蒸發(fā)鹽結(jié)晶和脫鹽量的主要因素及解決措施

4.1 料液溫度的影響及控制

煤化工高鹽廢水中85%以上為氯化鈉。根據(jù)氯化鈉晶體生長速率與溶液的過飽和度關(guān)系，氯化鈉的結(jié)晶過程中，溫度越高，晶體的生長速率越快。因此提高蒸發(fā)罐各效(特別是Ⅲ效)料溫對提高晶體的成長速率有著明顯的效果，因而蒸發(fā)Ⅲ效料溫控制在50℃以上佳。

4.2 料液過飽和度的影響及控制

蒸發(fā)罐內(nèi)料液的過飽和度是影響鹽結(jié)晶的重要因素。根據(jù)工業(yè)結(jié)晶過程基本理論，溶液的過飽和度與結(jié)晶的關(guān)系為過飽和度越大結(jié)晶的生長速率越大，越有利于結(jié)晶生長。但過飽和度過大，超越介穩(wěn)區(qū)極限會導(dǎo)致過多的晶核生成，鹽晶粒過小，不利于離心機(jī)的固液分離。有效控制料液的過飽和度是實(shí)現(xiàn)結(jié)晶粒度控制的關(guān)鍵?？刂七^飽和度的方法：

(1)合理控制蒸發(fā)強(qiáng)度，使料液過飽和度控制在介穩(wěn)區(qū)內(nèi)，得到較大的鹽晶粒，但控制蒸發(fā)強(qiáng)度會對蒸發(fā)速率，蒸發(fā)處理能力造成影響；

(2)向蒸發(fā)Ⅲ效和鹽角頂入一部分低濃度料液或冷凝液以溶解鹽漿中的細(xì)小鹽粒和部分晶核，降低料液過飽和度。再適當(dāng)加大上一效轉(zhuǎn)料量使剩余晶核更好的成長，增大鹽粒度；