鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器是一種專門用于高鹽廢水“零排放”或鹽資源回收的核心設(shè)備,它將鹽水通過蒸發(fā)濃縮至過飽和,使鹽分結(jié)晶析出,同時(shí)冷凝回收潔凈水。根據(jù)最新工程實(shí)踐和技術(shù)文獻(xiàn),可將其關(guān)鍵要點(diǎn)歸納如下:
1.典型工藝流程
前處理(軟化、除COD、除重金屬)→多效蒸發(fā)或MVR蒸發(fā)濃縮→結(jié)晶器(閃蒸結(jié)晶/冷卻結(jié)晶)→晶漿離心分離→干燥包裝。
當(dāng)廢水中NaCl、Na?SO?均較高時(shí),可采用“鹽硝聯(lián)產(chǎn)”分鹽結(jié)晶:先在50~70℃結(jié)晶得NaCl,再在100~120℃結(jié)晶得Na?SO?,實(shí)現(xiàn)資源化。
2.主流結(jié)晶器類型與特點(diǎn)
型式 | 工作原理 | 優(yōu)勢(shì) | 適用場(chǎng)景 |
FC(強(qiáng)制循環(huán)) | 泵強(qiáng)制循環(huán)加熱-閃蒸-結(jié)晶,大流速防垢 | 抗結(jié)垢、可處理高固含量母液 | 化工、脫硫廢水、高鹽污水 |
DTB(DraftTube&Baffle) | 中央導(dǎo)流筒+攪拌,分級(jí)結(jié)晶 | 晶體粒度可控、純度高 | 制藥、精細(xì)化工、食品級(jí)鹽 |
Oslo(奧斯陸) | 低流速重力養(yǎng)晶,晶體長大沉降 | 晶體顆粒大、均勻 | 制鹽、氯堿、海水淡化副產(chǎn)鹽 |
3.節(jié)能組合技術(shù)
MVR+三效蒸發(fā):先用三效把鹽水從3%濃縮到15%,再用MVR從15%到飽和結(jié)晶,比純MVR初投資低,比純多效節(jié)能30%以上。
機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)結(jié)晶器:蒸發(fā)溫度80–85℃,壓縮機(jī)溫升20–30℃即可,電耗<25kWh·t?1水,較傳統(tǒng)蒸汽驅(qū)動(dòng)節(jié)能60%。
4.材料與結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)
過流部件采用鈦材或2205雙相鋼耐氯離子腐蝕;結(jié)晶器頂部設(shè)絲網(wǎng)+折流板雙重除霧,保證二次蒸汽品質(zhì);底部設(shè)鹽腿(saltleg)連續(xù)排鹽。
升膜/降膜蒸發(fā)器多用于低粘度、熱敏料液;強(qiáng)制循環(huán)型則適用于高粘度、易結(jié)垢鹽水。
5.工業(yè)應(yīng)用實(shí)例
煤化工高鹽廢水:采用“預(yù)處理+三效蒸發(fā)+DTB結(jié)晶”實(shí)現(xiàn)NaCl工業(yè)鹽回收率>92%,雜鹽<8%,冷凝水全部回用。
鋰電池正極材料生產(chǎn)廢水:FC型強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器+離心分離,得到電池級(jí)硫酸鈉,單套裝置處理量15t·h?1。
脫硫廢水:MVR強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器,蒸發(fā)量5t·h?1,運(yùn)行電耗22kWh·t?1,結(jié)晶鹽含水率<5%,滿足《GB/T5462工業(yè)鹽》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
6.選型與運(yùn)行要點(diǎn)
先通過水質(zhì)分析確定鹽組分及沸點(diǎn)升高,再?zèng)Q定采用直接蒸發(fā)結(jié)晶或分鹽結(jié)晶。
對(duì)于COD>3000mg·L?1的母液,需考慮母液干化或焚燒,避免雜質(zhì)累積導(dǎo)致沸點(diǎn)升高和晶體污染。
自動(dòng)化控制:DCS連續(xù)監(jiān)控溫度、壓力、密度、晶漿濃度,實(shí)現(xiàn)“一鍵清洗、一鍵出料”,減少人工干預(yù)。
結(jié)論:鹽水蒸發(fā)結(jié)晶器已廣泛應(yīng)用于化工、電力、制藥、鋰電、冶金等行業(yè)的高鹽廢水治理與鹽資源回收。通過優(yōu)化結(jié)晶器型式(FC/DTB/Oslo)及與多效、MVR的耦合,可在保證晶體品質(zhì)的同時(shí)顯著降低能耗,實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”與鹽資源化雙重目標(biāo)。