蒸发结晶技术及应用案例 威立雅冯金海

分析煤化工高盐废水排放中蒸发结晶技术的应用情况摘要：对于煤化工生产中的高盐废水处理一直都是煤化工企业的难点所在，主要存在核心技术缺失、处理成本高以及副产废盐难以被回收利用等问题。

在我国每年产生的废水中此类废水量超过了3亿m3，其中副产高盐危废就超过了千万吨，大部分因为没有得到有效处理所以给环境带来了很大的破坏。

鉴于此，本文将从煤化工高盐废水处理着手，对其中两种重要的蒸发结晶技术进行分析讨论，并在此基础上提出多效蒸发结晶技术主要被用来处理高浓度和高含盐量的工业废水，具有蒸汽耗量低、蒸发温度低、浓缩比大、更合理更节能更高效的优点。

关键词：煤化工废水高盐废水蒸发结晶技术多效蒸发结晶1煤化工业废水分类和高盐废水煤化工业废水按照废水中所含主要污染物化学性质进行分类，可分成无机废水和有机废水，比如矿物加工废水和电镀废水是无机废水；食品或石油加工过程中的废水是有机废水。

按照工业企业产品和加工对象来划分，可以分成冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、化学肥料废水等。

按照废水中含有污染物的主要成分来划分，可以分成酸性废水、碱性废水、含镉废水、含汞废水、含油废水、含硫废水等。

高盐废水指的是总含盐质量分数在1%以上的废水，来源主要集中在电力生产、煤化工生产、炼油、冶金和制造生产等行业中。

高盐废水有机物根据生产过程的不同，其有机物种类和化学性质也有很大的差别，但是基本上含盐类物质都包含氯离子、硫酸根离子、钠离子等。

高盐废水的处理采用的是蒸发结晶设备来进行蒸发浓缩结晶处理，从而实现中水回收利用、降低能耗的目标。

2高盐废水蒸发结晶技术应用现状分析对于高盐废水的蒸发结晶处理，其设备包括多效蒸发结晶设备和机械热压缩蒸发结晶设备。

其中多效蒸发结晶设备是将几个蒸发器串联起来操作，前一级蒸发器产生的二次蒸汽可以作为下一级蒸发器的加热热源，具有进水预处理简单、溶剂溶质分离彻底、应用灵活、成本低、热能利用率高等优点。

机械热压缩蒸发结晶设备的特点是利用蒸发器中的二次蒸汽，经过压缩机压缩、压力、温度升高后，送到蒸发器的加热时作为加热蒸汽使用，使料液保持持续沸腾的状态，加热蒸汽成为冷凝成水。

蒸发结晶技术在煤化工高含盐污水零排放中的应用发布时间：2023-02-01T00:59:22.365Z 来源：《中国建设信息化》2022年9月18期作者：赵晨光[导读] 煤化工产业耗水量大，废水排放量大，污染物浓度高，水资源短缺和环境污染问题限制了煤化工产业的发展赵晨光国能新疆化工有限公司新疆乌鲁木齐 831400摘要：煤化工产业耗水量大，废水排放量大，污染物浓度高，水资源短缺和环境污染问题限制了煤化工产业的发展。

因此实现煤化工高含盐废水零排放成为煤化工产业发展的必然条件，而蒸发结晶技术就是实现煤化工废水零排放的关键点，本文介绍了某煤化工企业蒸发结晶技术，在煤化工高含盐污水零排放中的应用及技术特点。

关键词：蒸发结晶技术；煤化工；浓盐水；污水零排放引言与石油、天然气等能源资源相比，我国煤炭资源储量相对丰富，扩展煤化工产业，替代石油及天然气产业，对煤炭产业具有重要的现实意义。

煤化工含盐废水，其特点是含盐量高，而其他污染物含量低，主要源自生产过程中的煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等。

但近年来为了逐步实现“零排放”目标，除原有含盐废水外，经预处理、生化处理和深度处理后仍无法达到回用水要求的废水也会归入含盐废水一并处理，增加了水质的复杂程度和处理难度。

1、高含盐废水零排放的意义高含盐废水是指含总溶解性固体(TDS)和有机物的质量分数大于等于3.5％的废水，包括生活污水和高盐工业废水，主要来源于直接利用海水的工业生产和生活污水系统，以及食品加工、制药、化工行业和石油、天然气的采集加工等。

这些废水除了含有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl一、SO42-、Na+和Ca2+等。

该类废水的共同特点是不能简单地进行生化处理，且其物化处理过程较复杂，处理费用较高，是污水处理行业公认的高难度处理废水[1]，随着工业发展进程的加快，各种化工企业层出不穷，对自然环境的威胁也更加的大。

又因为国家政府和社会公众对环境保护问题越来越重视，特别是对于化工企业本身而言，对水质的要求也越来越高，因此高含盐废水的零排放领域的相关技术研究更加重要[2]。

多效蒸发结晶技术在无水硫酸镁中应用与优化无水硫酸镁（MgSO4）是一种重要的化工原料，在许多领域有着广泛的应用。

然而，传统的制备方法存在能耗高、产能低等问题。

为了解决这些问题，多效蒸发结晶技术被引入到无水硫酸镁的生产中，并经过优化以提高生产效率。

本文将深入探讨多效蒸发结晶技术在无水硫酸镁中的应用以及优化方法。

1. 多效蒸发结晶技术的原理与工艺多效蒸发结晶技术是一种将蒸发和结晶进行耦合的方法，通过逐级蒸发来实现溶液中溶质的逐渐浓缩和晶体的逐渐生长。

它通常由蒸发器、冷凝器和结晶器等设备组成。

在无水硫酸镁的制备过程中，多效蒸发结晶技术被应用于溶液的浓缩和硫酸镁晶体的生长过程。

2. 多效蒸发结晶技术的应用多效蒸发结晶技术在无水硫酸镁的制备中具有广泛的应用价值。

首先，它可以有效地实现溶液中溶质的浓缩，提高溶液浓度，减少能量消耗。

其次，多效蒸发结晶技术还可以控制晶体尺寸和形态，提高产品质量。

此外，由于多效蒸发结晶技术具有连续操作、自动化程度高等特点，还能够大大提高生产效率。

3. 优化方法为了进一步提高多效蒸发结晶技术在无水硫酸镁中的应用效果，可以采取以下优化方法：3.1 温度控制在多效蒸发结晶过程中，对温度的控制非常关键。

通过合理调节蒸发器和冷凝器的温度，可以实现溶液中溶质的充分浓缩，避免结晶器中产生过多杂质的晶体，提高产品质量。

3.2 流速控制流速是影响多效蒸发结晶技术效果的重要因素之一。

通过调节溶液的流速，可以有效控制溶液中溶质的浓缩速率，避免结晶器中产生过多的残留液体，提高结晶效率。

3.3 晶体生长控制在多效蒸发结晶过程中，晶体生长的速率直接影响产品的质量。

通过调节结晶器中的冷却速率和溶液搅拌速度，可以控制晶体尺寸和形态，提高产品质量。

4. 技术优势与前景展望多效蒸发结晶技术在无水硫酸镁中的应用具有诸多技术优势。

首先，它能够有效提高产品的纯度和结晶度，优化了传统制备方法中的工艺流程。

其次，多效蒸发结晶技术还可以大幅降低能耗，提高生产效率，降低了生产成本。

蒸发结晶技术在煤化工废水零排放领域的应用蒸发结晶技术是一种常见且具有广泛应用的水处理技术，可以用于煤化工废水零排放领域。

该技术通过蒸发将废水中的溶解性固体物质结晶、分离和回收，从而实现对煤化工废水的处理和资源化利用。

煤化工废水主要包含有机物、无机盐和固体颗粒等污染物。

传统的废水处理方法，如沉淀、混凝、过滤和吸附等，不能有效地将废水中的固体物质去除，且产生的沉淀物也难以处理和处置。

而蒸发结晶技术能够有效地将溶解性固体物质从废水中分离出来，并将其集中、结晶和回收利用。

这不仅可以减少废水对环境的污染，还能够将废水中的有用物质回收利用，提高资源的利用效率。

蒸发结晶技术主要通过蒸发浓缩和结晶分离两个步骤来实现煤化工废水的处理和回收。

将废水加热并蒸发浓缩，使废水中的水分含量降低，溶解性固体物质浓度增加。

然后，将浓缩后的废水通过结晶器进行结晶分离，将固体物质从废水中分离出来。

固体物质可以通过干燥处理得到固体产品，如盐、矿物等，以实现资源化利用。

1. 高效处理：蒸发结晶技术可以将废水中的溶解性固体物质从废水中高效地分离出来，使废水中的污染物浓缩，从而减少处理量和处理时间。

2. 资源回收：蒸发结晶技术可以将废水中的有用物质回收利用，如回收煤化工生产中的盐类、矿物等固体产品，提高资源的利用效率。

4. 环保节能：蒸发结晶技术通过废水蒸发浓缩，减少了废水的体积和浓度，从而减少了对自然水资源的需求。

蒸发结晶技术可以利用废热回收废水处理过程中的热能，降低能源消耗，提高能源利用效率。

蒸发结晶技术在煤化工废水零排放领域具有广泛的应用前景。

通过该技术，可以高效地处理废水，实现资源的回收利用，并减少对环境的污染。

蒸发结晶技术也具备环保节能的优点，有助于实现煤化工废水零排放的目标。

进一步研究和应用蒸发结晶技术对于推动煤化工废水处理和资源化利用具有重要意义。

蒸发结晶技术实现工业废水零排放总概：综述了用于废水零排放的几种蒸发结晶技术和超临界水氧化技术的特点、存在的问题及其应用现状;介绍了高效反渗透和震动膜工艺等零排放处理前废水的浓缩减量方法;指出根据废水特性来选择处理方案的重要性。

水资源日益短缺制约了我国经济和社会的发展，实现工业废水零排放势在必行。

废水零排放是美国于1970年首先提出的，美国电力研究中心将废水零排放定义为“不向地面水域排放任何形式的水(包括排出或渗出)，所有离开电厂的水都是以湿气的形式或者固化在灰渣中”。

我国于2005年颁布的《中国节水技术政策大纲》指出了发展外排废水回用和“零排放”技术。

实现工业废水零排放需要系统的解决方案，首先应通过优化工艺，提高用水效率，降低装置水耗;再利用反渗透(RO)、电渗析(EDR)、超滤(UF)等工艺将废水充分回用;对于高含盐废水零排放应用较多的是蒸发结晶技术，即将含盐废水经过充分的预浓缩后，再进入蒸发结晶器固化处理，而对于各种高浓度、难降解、有毒有害的有机废水，美、日以及欧洲一些国家采用了超临界水氧化技术进行处理。

本文对蒸发结晶工艺、废水浓缩减量技术以及超临界水氧化工艺进行介绍。

1、蒸发结晶技术对于废水深度处理过程产生的高含盐污水，可以通过蒸发结晶处理最终实现零排放。

该技术的核心在蒸发，目前国内外主要的蒸发技术有多效蒸发、热力蒸汽再压缩蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发、降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发等。

1.1多效蒸发多效蒸发(MultipleEffectEvaporation，MEE)的特点是将几个蒸发器连接起来操作，前一级蒸发器产生的二次蒸汽作为后一级蒸发器的热源，以提高热能利用率。

其突出的优点是:进水预处理较简单;应用灵活，既能单独使用，也可与其它方法联合使用;系统操作安全可靠。

1.2机械蒸汽再压缩蒸发机械式蒸汽再压缩(MechanicalVaporRecom-pression，MVR)的特点，是将蒸发器产生的全部二次蒸汽经机械压缩机压缩，增加热焓后作为蒸发器的加热蒸汽，以使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身冷凝成水。

蒸发结晶工艺在火电厂脱硫废水零排放中的应用火电厂的湿法烟气脱硫所产生的废水，一般呈弱酸性，水量不大，但含有多种污染物，例如有机物、悬浮物、重金属，废水中钙、镁、锶、硅等离子含量较高。

脱硫废水直接排放，会给我们的生态环境带来极大的危害。

对此，可以对火力发电厂产生的高盐度废水开展蒸发浓缩结晶处理，将产生的高纯度蒸馏水回用于火电厂，同时处理后得到的固体盐可开展销售或填埋，以实现废水的零排放，提升火力发电厂废水利用率。

水资源危机是当今世界面临的重要问题，水资源的严重匮乏已经成为制约我国国民经济发展的一个重要因素。

近几年国家环保要求越来越严格，部分地区环保法要求火力发电厂实现废水零排放，并且新建电厂将不再预留排污口。

火电厂废水零排放要求利用先进的水处理技术，实施废水处理后回用，真正实现火电厂废水零排放，这将是发电企业节约水资源、降低环境污染、实现可持续发展的重要课题。

1脱硫废水水质分析某电厂，脱硫废水水量15t/h，pH6～9，COD为1042mg/L，TDS为29450mg/L左右，难以回用，水质分析见表1。

由表1可知，水质中钙、镁、锶、硅等离子含量比较高，具有严重的结垢倾向，同时水中还含有大量重金属离子。

处理过程中要先经过深度软化，然后进入蒸发结晶系统，净水开展回用，固体盐外运。

2脱硫废水零排放处理方案通常，脱硫废水处理系统采用中和+絮凝+沉淀+澄清等常规处理工艺，以降低脱硫废水的浊度、重金属和部分硬度，但废水的含盐量没有明显降低，处理后无法回用，排放后对生态环境影响较大。

针对以上问题，我们采用脱硫废水零排放系统主要包括4个处理单元，即脱硫废水预处理单元、盐水浓缩单元、蒸发结晶单元和固体废弃物处置单元，工艺流程如下：脱硫废水→***度沉淀池→管式微滤→反渗透装置→MVC蒸发器→干燥器→固体盐反渗透、蒸发器的产品水回收。

1)脱硫废水预处理单元。

在脱硫废水中，含有大量的致垢成分(钙、镁、硅等)，这些物质与水中相应的阴离子如碳酸根、硫酸根等结合，在反渗透膜表面或蒸发器表面形成沉淀，从而影响设备的连续运行。

核废水处理中的蒸发结晶技术应用研究核废水处理是一项具有重要意义的任务，它涉及到环境保护和公共安全等多个方面。

其中，蒸发结晶技术作为一种有效的处理方法，在核废水处理中发挥着重要作用。

本文将对核废水处理中蒸发结晶技术的应用进行研究和探讨。

一、蒸发结晶技术的原理蒸发结晶技术是利用溶液中溶质的溶解度随温度的变化而变化的原理，通过加热使溶液中的水分蒸发，从而使溶质逐渐浓缩并结晶沉淀。

该技术具有高效、节能、资源回收等优点，因此在核废水处理中得到了广泛应用。

二、核废水处理中蒸发结晶技术的应用1. 浓缩废水核废水中含有大量的放射性物质和其他有害物质，为了减少核废水的体积和危险性，需要对其进行浓缩处理。

蒸发结晶技术可以将核废水中的水分蒸发掉，使溶质浓缩，从而减少体积和危险性。

这种方法可以有效地降低核废水的处理成本，并减少对环境的影响。

2. 回收有价值物质核废水中除了含有放射性物质外，还有一些有价值的物质，如铀、钚等。

蒸发结晶技术可以将这些有价值的物质从核废水中提取出来，并进行回收利用。

这不仅可以降低核废水处理的成本，还可以有效地利用资源，减少对环境的负面影响。

3. 处理高浓度核废水有些核废水的放射性物质浓度非常高，传统的处理方法很难达到要求的处理效果。

而蒸发结晶技术可以通过控制温度和压力等参数，将核废水中的溶质逐渐浓缩并结晶沉淀，从而有效地处理高浓度核废水。

这种方法具有处理效果好、操作简单等优点，被广泛应用于核废水处理中。

三、核废水处理中蒸发结晶技术的挑战和改进尽管蒸发结晶技术在核废水处理中具有重要作用，但同时也面临一些挑战。

首先，核废水中的放射性物质对设备和操作人员都带来一定的安全风险，需要采取有效的防护措施。

其次，核废水中的溶质浓度和成分复杂多样，需要针对不同的核废水设计和调整蒸发结晶技术的参数。

此外，蒸发结晶技术还需要解决废热回收、结晶设备的材料选择等问题，以提高处理效率和降低成本。

为了改进核废水处理中的蒸发结晶技术，可以从以下几个方面进行研究。

科技成果——蒸发、结晶法废水处理与资源化利用技术技术开发单位甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司适用范围含盐废水或有机工业废水处理。

成果简介利用蒸发、结晶的基本原理将水溶液中的无机物、有机物浓缩、分离、提纯。

蒸发原理：不同物质的混合溶液因沸点差异，在加热过程中低沸点组分以气态形式溢出，溢出后被冷凝成液态达到浓缩或分离提纯的目的。

为了提高能量的利用效率，将首次蒸出的二次蒸汽作为下一台蒸发设备的热源而派生出多效蒸发和热力蒸汽再压缩（TVR）蒸发技术，将二次蒸汽以机械压缩的方式循环利用派生出了机械蒸汽再压缩（MVR）蒸发技术。

结晶原理：根据物质在水溶液中不同温度下存在不同溶解度的基本事实，通过蒸发除水或冷却降温的方式使水溶液产生过饱和度，在过饱和度的驱动下晶核产生并生长最终达到设计要求的晶体排除系统。

在含盐废水或有机废水处理过程中，将蒸发、结晶及MVR技术集成应用，以实现废水综合处理和废物资源化利用的效果。

工艺流程工艺流程主要分为四段，第一段为物料预处理：按照原料的性质采用物理方法或化学方法对原料进行预处理，主要有还原、混凝、沉淀、压滤等方法；第二段为蒸发浓缩：应用板式或管式蒸发设备和闪蒸、多效、TVR、MVR蒸发技术对原料进行浓缩或液相分离；第三段为结晶：运用不同结晶设备和结晶技术将浓缩至饱和点附近的母液进行结晶，分离出盐类；第四段为干燥和包装：将结晶出的盐进行干燥包装作为产品出售。

整个过程实现了将有毒有害物质转化、分离、循环回用，水循环回用，固体盐资源化利用。

实现废水零排放和资源化利用最终目的。

关键技术多效、TVR、MVR蒸发技术及板式蒸发设备。

采用专利技术板式结构蒸发器和冷凝器，总传热系数在3000W/（m2K）以上，有效节约贵重金属消耗，同时占地面积小。

根据不同物料采用三效至五效（TVR）工艺、MVR多体工艺，有效的减少蒸汽消耗甚至达到主蒸发设备零蒸汽消耗，经济性好。

结晶技术及设备。

根据不同物料采用FC结晶器、olso结晶器、DTB结晶器、强制循环带自动淘洗装置结晶器等设备实现高效、晶体粒度可调可控。