一种应用于工业废水零排放的六效蒸发结晶装置及其工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种应用于工业废水零排放的六效 蒸发结晶工艺。
【背景技术】
[0002] 国家相关政策明确要求在钢铁、电力、化工、煤炭等重点行业推广废水循环利用， 努力实现废水少排放或零排放。近年来，一些地方也相继颁布了严格的废水排放标准，黄 河、淮河等水污染严重的敏感流域、区域地区和省份甚至不允许工业企业废水排放到地表 水体。水资源和水环境问题已成为制约工业产业发展的瓶颈。寻求处理效果更好、工艺稳 定性更强、运行费用更低的废水处理工艺，实现"废水零排放"的目标，已经成为化工行业发 展的自身需求和外在要求。
[0003] GB/T21534-2008《工业用水节水术语》中对零排放解释为企业或主体单元的生产 用水系统达到无工业废水外排；一般认为煤化工废水"零排放"是将煤化工项目产生的废水 浓缩成为固体或浓缩液的形式再加以处理，而不向地表水域排放任何形式的废水； 通常的，煤化工废水可通过有机废水处理、含盐废水处理、浓盐水处理及高浓盐水固化 处理四个工段实现废水的高效处理和"零排放";浓盐水处理是制约煤化工废水"零排放"的 关键技术；该工段一般采用（预处理+膜浓缩）处理工艺，将浓盐水进一步浓缩，使TDS质量 浓度达到5000~8000mg/L，进而送至蒸发装置蒸发浓缩，浓缩后含有一定固含量的料浆则 进行固化处理；多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从 而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。在三效蒸发操作的流程中，第一个蒸发器(称 为第一效）以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个(称为第二效、第三效）均以其前一效的二次蒸 汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加 热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。
[0004] CN 103657122 A公开了一种六效蒸发装置，主要包括以下步骤：浓盐水通过预热 器进行余热利用，之后依次进入一效至六效；盐分在后两效进行浓缩，浓缩后的料浆送至无 机盐结晶工段。该发明前四效为降膜蒸发，因受最小进料量的限制，进料负荷受局限，且降 膜蒸发器很容易结垢，效体化洗频繁，装置无法稳定运行；五、六效的蒸发能力约仅为前四 效的一半，在进料负荷较大的时候必须将很大一部分二次蒸汽分流至副冷凝器，且分流管 道上无调节阀，操作难度大，造成能量的损失，按经济性定义的话只能算作五效蒸发；六效 出料位置不太合适，有出现管道堵塞的风险。
[0005] 目前国内企业的工业废水"零排放"多效蒸发多采用三效蒸发+两效浓缩结晶工 艺，该方法运行比较稳定，但因为其效数较少，热量利用不甚充分，经济效应较差；且蒸发器 一般采用强制循环蒸发器，体积大，造价高；综合经济性较差。
[0006] 六效作为一种蒸发装置，其在工业给水"零排放"处在尾端，所承担的任务也非常 巨大；工业废水的组成复杂且变化较大，故而造成蒸发装置运行难度较大，且不同于其他工 段，上游来水在此蒸发工段必须处理，否则牵一动全身，整个"零排放"都无法稳定运行；在 一定层面上，本装置的正常与否对于整个装置的稳定运行起决定性作用。
【发明内容】
[0007] 为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种应用于工业废水零排放 的六效蒸发结晶工艺，提高了工业废水"零排放"蒸发除盐工段多效蒸发装置效数上限，完 美的实现热量多级利用，进一步降低单位工业水处理成本。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 一种应用于工业废水零排放的六效蒸发结晶装置，包括浓盐水进口、循环回水出口、循 环给水进口、废盐出口、再生水出口、生蒸汽进口、生蒸汽冷凝液出口，浓盐水进口通过副冷 凝器浓盐水调节阀连通副冷凝器；副冷凝器、四效预热器、三效预热器、二效预热器、一效预 热器依次连通；一效预热器出料口连接末端预热器进料口，末端预热器出料口通过开关阀 N、开关阀0连通一效分离器进料口、三效分离器进料口；一效分离器、二效分离器、三效分 离器、四效分离器、中间缓冲罐、五效分离器、六效分离器、脱盐压滤单元依次连通；脱盐压 滤单元一出料口连通中间缓冲罐进料口，另一出料口连通废盐出口；五效分离器、六效分离 器通过调节阀D、调节阀E连通脱盐压滤单元； 所述的蒸汽进口通过一效生蒸汽调节阀、末端预热器生蒸汽调节阀、开关阀P连通一 效蒸发器加热室进气口，一效蒸发器加热室汽液混合物出口与一效分离器连通；一效分离 器、二效蒸发器加热室、二效分离器、三效蒸发器加热室、三效分离器、四效蒸发器加热室、 四效分离器依次连通，四效分离器二次蒸汽出口通过五效二次蒸汽调节阀、副冷凝器二次 蒸汽调节阀与五效强制循环蒸发器加热室二次蒸汽进口及副冷凝器二次蒸汽进口连通，四 效分离器通过开关阀A与二效分离器连通；五效强制循环蒸发器加热室、五效分离器、六效 强制循环蒸发器加热室、六效分离器、主冷凝器依次连通；主冷凝器连通循环回水出口、循 环给水进口；二效预热器通过开关阀C连通三效蒸发器加热室，三效蒸发器加热室通过开 关阀B连通末端预热器； 所述的末端预热器冷凝水出口与一效蒸发器加热室连通，一效蒸发器加热室冷凝液出 口与一效预热器热源入口连通；二效蒸发器加热室冷凝液与二效预热器热源入口连通；三 效蒸发器加热室冷凝液与三效预热器热源入口连通；四效蒸发器加热室冷凝液与四效预热 器热源入口连通；一效预热器冷凝液出口管道连接冷凝液出口；二效预热器冷凝液、三效 预热器冷凝液、四效预热器冷凝液、五效强制循环蒸发器加热室冷凝液、六效强制循环蒸发 器加热室冷凝液、副冷凝器冷凝液及主冷凝器冷凝液汇合后再生水出口连通；其中通过一 效冷凝液增压栗、二效冷凝液增压栗、三效冷凝液增压栗、四效冷凝液增压栗、五效冷凝液 增压栗、六效冷凝液增压栗、副冷凝器冷凝液增压栗、主冷凝器冷凝液增压栗对管路冷凝液 增压； 所述的一效分离器、二效分离器、三效分离器、四效分离器、中间缓冲罐、五效分离器、 六效分离器通过一效出料栗、二效出料栗、三效出料栗、四效出料栗、中间缓冲罐出料栗、五 效出料栗、六效出料栗控制出料，通过一效出料调节阀、二效出料调节阀、三效出料调节阀、 四效出料调节阀、中间缓冲罐出料调节阀控制出料速度，通过一效循环栗、二效循环栗、三 效循环栗、四效循环栗、五效强制循环栗、六效强制循环栗向一效降膜蒸发器加热室、二效 降膜蒸发器加热室、三效降膜蒸发器加热室、为四效降膜蒸发器加热室、五效强制循环蒸发 器加热室、六效强制循环蒸发器加热室循环送料，通过开关阀F、开关阀J、开关阀H、开关阀 I、开关阀J、开关阀K、开关阀L、开关阀M分别控制一效分离器、二效分离器、三效分离器、四 效分离器管路的开关，通过一效循环调节阀、二效循环调节阀、三效循环调节阀、四效循环 调节阀调节流量。
[0009] 所述的一效蒸发器加热室和一效分离器组成一效蒸发器，二效蒸发器加热室和二 效分离器组成二效蒸发器、三效蒸发器加热室和三效分离器组成三效蒸发器、四效蒸发器 加热室和四效分离器组成四效蒸发器，一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器 均为降膜蒸发器，五效强制循环蒸发器加热室、五效分离器和五效强制循环栗组成五效蒸 发器、六效强制循环蒸发器加热室、六效分离器和六效强制循环栗组成六效蒸发器，五效蒸 发器、六效蒸发器采用强制循环蒸发器。
[0010] 所述的进料分半负荷进料及全负荷进料，通过切换阀门开关阀E、开关阀F、开关 阀J、开关阀H、开关阀I、开关阀J、开关阀K、开关阀L来实现各部分的半/全负荷。
[0011] 所述的整个系统的真空度通过水环真空栗维持，真空度为-75~-80KPa，同时增 加破空管道及破空调节阀。
[0012] 所述的当关闭开关阀A、开关阀B、开关阀0,其他开关阀打开时，系统采用一、二、 三、四、五、六效运行模式，为六效蒸发，可按最大110%负荷运行，当关闭开关阀B、开关阀 C、开关阀0,其他开关阀打开时，系统采用一、二、五、六效运行模式，为四效蒸发，可按最大 60%负荷运行，当关闭开关阀P、开关阀A、开关阀C、开关阀N，其他开关阀打开时，系统采用 三、四、五、六效运行模式，为四效蒸发，可按最大60%负荷运行。
[0013] 所述的一效循环栗、一效出料栗、二效循环栗、二效出料栗、三效循环栗、三效出料 栗过流部分材质采用双相钢2205,且不能输送固液混合流体；四效循环栗、四效出料栗过 流部分材质采用双相钢2205,且允许输送固液混合，固含量不大于5%m流体；五效强制循环 栗及六效强制循环栗为轴流栗，过流部分材质采用双相钢2605 ;末端预热器、一效预热器、 二效预热器、三效预热器、四效预热器均为列管式换热器，其换热管材质为TA2,其他材质为 不锈钢316L ;-效蒸发器加热室、二效蒸发器加热室、三效蒸发器加热室、四效蒸发器加热 室采用管式降膜蒸发器，换热管材质为TAlO和TA2,其他材质为不锈钢316L。
[0014] 一种应用于工业废水零排放的六效蒸发结晶工艺，该工艺包括以下步骤： 1) 浓盐水进口流入的浓盐水依次通过副冷凝器、四效预热器、三效预热器、二效预热 器、一效预热器预热，温度25~30度，压力为0. 7MPaG，盐含量为6%m，四效预热器、三效预 热器、二效预热器、一效预热器热量回收，通过一效蒸汽调节阀及末端预热器蒸汽调节阀进 行调节，将浓盐水加热至122°C后进入一效蒸发器加热室，一效蒸发器加热室产生的汽水混 合物在一效分离器中分离，当一效分离器中有一定液位时，启动一效循环栗进行浓盐水自 分离器至一效蒸发器加热室循环，采用0. 5MPaG的蒸汽，温度为159°C，操作温度为，壳程 130°C，管程125°C，将浓盐水中的部分水蒸发出去，出料浓度为7. 3%m，汽相作为一效二次 蒸汽送至二效蒸发器加热室； 2) 之后通过一效出料调节阀控制液位，通过一效出料栗将未蒸发的浓盐水送至二效分 离器，当二效分离器中有一定液位时，启动二效循环栗进行浓盐水自分离器至二效蒸发器 加热室循环，二效蒸发器加热室采用自一效分离器分离出的二次蒸汽加热自一效分离器分 离出的浓盐水，使得部分的浓盐水蒸发，一效蒸发器加热室产生的二次蒸汽，温度为124°C， 则二效蒸发器加热室操作温度为，壳程124°C，管程119°C，二效蒸发器加热室产生的汽水 混合物在二效分离器中分离，将浓盐水中的部分水蒸发出去，出料浓度为9. 5%m，汽相作为 二效二次蒸汽送至三效蒸发器加热室； 3) 之后通过二效出料调节阀控制液位，通过二效出料栗将未蒸发的浓盐水送至三效分 离器，当三效分离器中有一定液位时，启动三效循环栗进行浓盐水自分离器至三效蒸发器 加热室循环，三效蒸发器加热室采用自二效分离器分离出的二次蒸汽加热自二效分离器分 离出