化学母液废水多效蒸发处理的方法
化学母液废水多效蒸发处理的方法
【专利摘要】本发明公开了一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，以其至少有2个蒸发器依次排列串联构成多效蒸发处理，所述母液废水与蒸汽相向逆流流动，连续蒸发；废水蒸发过程中在具备汽提分馏效用部件的作用下，形成气液相汽提分馏式分离，分凝水通过处理后或直接循环套用等为主要特征；具有方法科学合理、处理效率高、处理成本低、处理后的分凝液可回用工艺中而降本环保等特点。
【专利说明】化学母液废水多效蒸发处理的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，属于化学工程技术，具体属 于化工废水处理工程技术。
【背景技术】
[0002] 本发明所涉及的化学母液废水，是指精细化工和医药化工产品的化学合成母液， 经化学工艺合成化工产品和医药产品后所剩余下来的废水。
[0003] 在所述的这类废水中，一般都含有包括低沸醇类、醛类、酯类、脂肪酸类、有机胺 类、酮类、烃类、齒代烃类等以及盐酸、二氧化碳、硫化氢、二硫化碳、氢氰酸、氢溴酸、氢氟 酸、氟硅酸、硝酸等在内的易挥发、易变质的轻组分，和包括硝基苯、乙烯吡啶、苯胺、苯酚、 二甲基苯胺、松节油、萧碱、槟榔碱、原白头素、尼古丁、玫瑰油等在内的气相溶解度高的重 组分。如此具有多种化学组分的废水的自然排放，无疑是一种资源的浪费，而且会对环境造 成污染。
[0004] 然而，所述的这类废水若用一般的生物方法很难处理，而人们已经熟悉的一个有 效方法，就是将所述废水中的水分蒸发掉，但这种方法的处理成本很高，蒸发1吨废水需要 消耗1吨蒸汽，而1吨蒸汽要花费300元（RMB)左右。
[0005] 有鉴于治理化学废水是保护环境的重要一环，而目前化学废水主要是综合废水治 理。由于化学废水，特别是医化类废水一般含盐量高，污染物浓度高，成分复杂，毒性高，难 以生化降解，使得一般综合处理效果不理想，虽然有焚烧，蒸发，吸附，高效膜处理等有效处 理方法，但其成本高，并伴有高副作用，难以普遍实施。如何降低成本减少副作用是实施这 类治理方法的关键。
[0006] 相对而言，多效蒸发可解决部分能耗问题，具有一定的工艺优势，但蒸凝液仍需要 二次处理，较多无用的残浓液更需要作终结处理，所以仍不是一个低成本解决方案。
[0007] 而已有技术的化学废水多效蒸发处理一般仅考虑能耗节约，而其在蒸发前加药调 质处理，会破坏物质状态，且未考虑物质分离和分离后物质的回用，使得其节能后的总成本 仍然很大。
[0008] 为此，研发一种方法合理，处理成本低，节料环保的新的所述废水的处理方法，便 成为业内的期待。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在提供一种工艺合理、处理效率高、处理成本低、降本环保的一种化学母 液废水多效蒸发处理的方法，以克服已有技术的不足，满足化工工业日益发展的需要。
[0010] 本发明实现其目的的技术构想：一是采用由多个蒸发器依次排列串联所构成的多 效蒸发处理设备，对所述废水实施渐进式连续蒸发处理；二是将所述废水由所述蒸发器系 列上游端最后一个蒸发器的上部引入，而将用来加热的蒸汽加热装置，设在所述蒸发器下 游端最后一个所述蒸发器内，而令所述废水与加热用生蒸汽和所述废水蒸发生成的二次蒸 汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发；三是在所述蒸发器内设置具备汽提和分馏效用的部 件(而所述废水流向下游端最后一个蒸发器，可以以内管式热交换器替代所述具备汽提和 分馏效用的部件，所述废水沿内管式热交换器的内管壁流动，生蒸汽则在内管式热交换器 内壁外对所述废水液膜加热)，令所述废水与所述具备汽提和分馏效用的部件充分进行接 触，使其在进行蒸发水的同时，实施汽提和分馏形式的蒸发处理；四是对各效蒸发器的冷凝 液分别进行分级，并用其与工艺投料液的套用，实现节料环保，从而实现本发明的目的。 [0011] 基于以上技术构想，本发明实现其目的的主旨技术方案是： 一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，以含有少量残余化学组分的化学母液废水为 被处理对象，以由蒸汽为加热源的蒸发器为处理设备，其创新点在于，它的处理策略是： a、 所述蒸发器至少有2个，且至少一个蒸发器具备汽提分馏效用部件；所述至少2个所 述蒸发器，由低温端至高温端依次排列串联连接，由此构成多效蒸发处理系列设备；而其由 生蒸汽加热的加热装置设在高温端最后一个所述蒸发器内； b、 所述被处理对象化学母液废水，自低温端的首个所述蒸发器进入，且沿着所述排列 串联的蒸发器系列向高温端流动转移，而与起始加热用的生蒸汽和由被处理对象化学母液 废水蒸发生成的二次蒸汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发处理，实现被处理对象化学母 液废水，在汽提分馏分离的流向下的多效蒸发； c、 所述被处理对象化学母液废水，在与所述蒸汽相向运动的过程中，与所述具备汽提 分馏效用的部件充分接触进行化学组分的气液相接触交换，使其在蒸发水过程的同时，对 其中所含的化学组分进行渐进式汽提和分馏形式的分离，通过各效蒸发分别得到富集化学 组分的分凝液； d、 所述通过汽提分馏分离出来的分凝液，分别导入专用的储槽内，在其通过处理后或 直接分别与相应的工艺用化学投料液实施套用，从而实现降本增效、节能环保； 而所述被处理对象化学母液废水，从位于蒸发器系列所述废水上游端首个蒸发器的上 部进入，通过具备汽提分馏效用部件流下，在间壁蒸汽加热下所述化学母液废水蒸发生成 的二次蒸汽向上流动，由此产生气液相对流交换作用；在所述废水与下游蒸发器所产生的 二次蒸汽两者存在温差的条件下，使得由所述废水流向下游蒸发器所产生的二次蒸汽中的 重组分冷凝分馏并溶入所述废水中；而所述废水与二次蒸汽的充分接触所产生的汽提效 应，又使得所述废水中的轻组分扩散转移到二次蒸汽中，最终随着二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸发器循序持续进行，直至完成所述废水的多效蒸发处理，而所述冷凝液为工艺 投料用化学原料液的套用提供前提。
[0012] 本发明以上所述的汽提，也称之为解析。是指所述蒸汽与所述温热废水通过汽液 相的交换，使存在于所述废水中的某些化学组分和自生液体产生分解，分解出来的物质析 出到蒸汽相中的物理过程。
[0013] 而存在于二次蒸汽中的某些高沸点化学组分，在蒸汽通过热交换而温度降低后， 又会部分冷凝而溶于所述废水中。这个物理过程谓之为分馏。
[0014] 本发明上述技术方案，具体体现在其附图1中。
[0015] 通过参读附图，并结合本发明的技术构想可以知晓，本发明实现了其所要实现的 目的。
[0016] 由以上所给出的技术方案可以明了，本发明的蒸发器具有良好的汽提(或称解 析)、分馏效能。它将单一的蒸发改进为汽提分馏蒸发；而将其多效蒸发改进为多效汽提分 馏蒸发。本发明通过反复试验和对比分析，所主张的多效蒸发是2~8效。由于2~4效蒸发 在设备成本和能耗上比较经济，本发明进一步主张的多效蒸发是2~4效蒸发。尤其是由于3 效蒸发的投资不多，能耗更省(约为其它蒸发能耗的40%)，而本发明更进一步优选的是3效 蒸发。实验证明，这种3效蒸发特别适合医化产品母液废水的处理。
[0017] 而本发明在对所述废水实施蒸发水过程的同时，对轻沸化学组分进行汽提和分馏 形式的分离，它区别于已有技术的一般多效蒸发增加了汽提(解析）分馏分离功能，而所谓 汽提分馏是，所述废水所产生的二次蒸汽和液体中的轻组分，仍进行传质和传热交换，液相 中的轻组分走向气相中，气相中的重组分走向液相中，且在汽提分馏过程中，所述废水(较 冷态）向下流，热气体(蒸汽）向上流。在此条件下，增加具备加大汽提分馏功能的部件，使 汽液相由于两者接触面积的提升，而有效提高汽提分馏效能。本发明通过反复多次试验所 遴选的所述部件(或称化工填料）是包括拉西环、鲍尔环、西塔环和球环在内的化工填料，或 者是包括筛板、浮网板和泡罩板在内的化工塔板，或者是湿壁塔的塔管。本发明优选的是湿 壁塔的塔管。
[0018] 有鉴于本发明所要蒸发处理的对象废水的浓度高、组分复杂、腐蚀性强，为了防止 产生蒸发器与所述废水化学反应生成物对所述废水的二次污染，和有效提高其使用年限， 本发明所主张的所述蒸发器是防腐蚀蒸发器，而所述防腐蚀蒸发器的结构形式，是耐腐蚀 金属体或衬耐腐蚀金属体，或玻璃体或衬或搪玻璃体，或石墨体或衬石墨体，或碳化硅体或 衬或烧结碳化硅体，或耐腐蚀橡塑体或衬耐腐蚀橡塑体。本发明积极推荐的是石墨体或衬 石墨体。且所述石墨体是由碳纤维网或碳纳米管丝网增强的石墨体。
[0019] 而所述衬耐腐蚀金属体,衬或搪玻璃体、衬石墨体，衬或烧结碳化硅体、衬耐腐蚀 橡塑体，均为外壳是金属体的内衬所述防腐蚀材料制件体的复合体。
[0020] 其中，本发明所积极主张的是，耐腐蚀蒸发器是夹套加热和受热双向均采用增强 石墨材料制备的全石墨蒸发器。
[0021] 本发明在其蒸发处理过程中，根据所述废水中内含不同沸点组分（即轻沸组分和 重沸组分，或称轻组分和重组分）蒸发处理的实际情况要求，自所述废水流向的上游之下游 依次排列的各个蒸发器内的温度，按所述废水的流向由低至高分别进行布置控制，同时为 了增强汽提分馏效用，所述蒸发器内的内压，按所述废水的流向，由低至高分别进行布置控 制。本发明主张所述蒸发器内有一定的内压；而所述蒸发器内温度在35~175°C区间范围 内，且各蒸发器内的温度自所述废水进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸 发器逐个增高；而其内压在-〇. l(T+〇.8Mpa区间范围内，且各蒸发器内的内压自所述废水 进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器逐个上升；且各蒸发器之间废水 流转是由液泵向所述废液的下游强制输送运行的；且各蒸发器内部的废水是靠自然流动传 热的，当蒸发废水过程中析出一定固体之后，各蒸发器采用液泵大流量循环输送废水进行 强制传热更为合适。
[0022] 当然，本发明的汽提蒸馏蒸发处理过程也可以顺流布置，即废水流向和蒸汽流向 一致，当蒸发器内具有足够的负压时，所述废水会不需液泵自行流动运行。这种布置分离效 率降低，但成本略低，应也属于本发明主张范围。
[0023] 出于不改变所述化学母液废水组分，以便令冷凝液为工艺投料液的套用提供前提 的考虑，本发明主张，所述化学母液废水处理前，是不加药剂中和处理的，以不破坏化学母 液的化学组分。除非药剂处理不破坏化学组成，或者加入药剂会有利于物质分离(如转变某 种有机盐为可挥发分离的胺或酸)。
[0024] 为了实现降耗节能和环境保护，本发明还主张，所述各效分凝的冷凝液，根据其成 分组成进行分级，全部或部分套用到化学反应来源工艺中，作为原料投料水和/或原料成 分补充和/或工业用水，以实现"三废"对环境的零排放。
[0025] 上述技术方案得以全面实施后，本发明所具有的方法科学合理，处理成本低，处理 效率高，所处理下来的冷凝液可以回用，基本无三废排放等特点，是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是本发明一种【具体实施方式】的三效带汽提分馏部件逆流蒸发工艺流程示意 图。图中所示：1为三效蒸发器，2为二效蒸发器，3为一效蒸发器，4为一效蒸汽加热器(直 管式热交换器)，5为三效冷凝器，6为三效冷凝冷却器，7为生蒸汽冷凝水受槽，8为一效冷 凝水受槽，9为二效冷凝水受槽，10为三效冷凝水受槽、11为液泵，12为汽提分馏部件段。
[0027] 图中所示，所述废水是以喷淋方式喷淋在汽提分馏部件段12上的。
[0028] 由图1所示可见，它是三效蒸发处理设备。 图2是本发明一种实现有效成分分离和水循环及零排放的工艺方案图； 图3是本发明一种轻沸物分离处理及工艺水循环套用的工艺方案图； 图4是本发明一种硫酸水分离处理及工艺水循环套用的工艺方案图； 图5是本发明一种盐酸水分离处理及工艺水循环套用的工艺方案图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明一种典型的具体实施流程，请见附图1三效带汽提分馏蒸发工艺流程示意 图。
[0030] -种化学母液废水多效蒸发处理的方法，请参见附图1，它以含有少量残余化学组 分的化学母液废水为被处理对象，以由蒸汽为加热源的蒸发器为处理设备，它的处理策略 是： a、 所述蒸发器有3个，且其中有2个蒸发器具备汽提分馏效用部件；所述3个所述蒸发 器，由低温端至高温端依次排列串联连接，由此构成多效蒸发处理系列设备；而其由生蒸汽 加热的加热装置设在高温端最后一个所述蒸发器内； b、 所述被处理对象化学母液废水，自低温端的首个所述蒸发器进入，且沿着所述排列 串联的蒸发器系列向高温端流动转移，而与起始加热用的生蒸汽和由被处理对象化学母液 废水蒸发生成的二次蒸汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发处理，实现被处理对象化学母 液废水，在汽提分馏分离的流向下的多效蒸发； c、 所述被处理对象化学母液废水，在与所述蒸汽相向运动的过程中，与所述具备汽提 分馏效用的部件充分接触进行化学组分的气液相接触交换，使其在蒸发水过程的同时，对 其中所含的化学组分进行渐进式汽提和分馏形式的分离，通过各效蒸发分别得到富集化学 组分的分凝液； d、 所述通过汽提分馏分离出来的分凝液，分别导入专用的储槽内，在其通过处理后或 直接分别与相应的工艺用化学投料液实施套用，从而实现降本增效、节能环保； 而所述被处理对象化学母液废水，从位于蒸发器系列所述废水上游端首个蒸发器的上 部进入，通过具备汽提分馏效用部件流下，在间壁蒸汽加热下所述化学母液废水蒸发生成 的二次蒸汽向上流动，由此产生气液相对流交换作用；在所述废水与下游蒸发器所产生的 二次蒸汽两者存在温差的条件下，使得由所述废水流向下游蒸发器所产生的二次蒸汽中的 重组分冷凝分馏并溶入所述废水中；而所述废水与二次蒸汽的充分接触所产生的汽提效 应，又使得所述废水中的轻组分扩散转移到二次蒸汽中，最终随着二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸发器循序持续进行，直至完成所述废水的多效蒸发处理，而所述冷凝液为工艺 投料用化学原料液的套用提供前提。
[0031] 而所述蒸发器的个数是3个，从而实现3效蒸发处理。
[0032] 而所述具备汽提分馏效用的部件，是包括拉西环、鲍尔环、西塔环和球环在内的化 工填料，或者是包括筛板、浮阀板和泡罩板在内的化工塔板，或者是湿壁塔的塔管；以此增 大所述废水与蒸汽两者的接触面积，提高汽提和分馏效应。本发明优选的是湿壁塔的塔管。
[0033] 而所述蒸发器是耐腐蚀蒸发器；而所述耐腐蚀蒸发器的结构形式，是耐腐蚀金属 体或衬耐腐蚀金属体，或玻璃体或衬或搪玻璃体，或石墨体或衬石墨体，或碳化硅体或衬或 烧结碳化硅体，或耐腐蚀橡塑体或衬耐腐蚀橡塑体。
[0034] 而所述的耐腐蚀蒸发器是夹套加热和受热双向均采用增强石墨材料制备的石墨 蒸发器。
[0035] 而在所述蒸发器内有一定的内压；而所述蒸发器内温度在35~175°C区间范围内， 且各蒸发器内的温度自所述废水进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器 逐个增高；而其内压在-〇. l(T+〇.8Mpa区间范围内，且各蒸发器内的内压自所述废水进水 端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器逐个上升；且各蒸发器之间废水流转 是由液泵向所述废液的下游强制输送运行的；且各蒸发器内部的废水是靠自然流动传热 的，当蒸发废水过程中析出一定固体之后，各蒸发器采用液泵大流量循环输送废水进行强 制换热。
[0036] 而所述化学母液废水处理前，是不加药剂中和处理的，以不破坏化学母液的化学 组分。
[0037] 而所述各效分凝的冷凝液，根据其成分组成进行分级，全部或部分套用到化学反 应来源工艺中，作为原料投料水和/或原料成分补充和/或工业用水，以实现"三废"对环 境的零排放。
[0038] 以下本发明进一步提供4个具体的实施例，参见附图1。
[0039] 实施例1，如附图1所示，所述化学母液废水的走向为：所述母液废水经三效冷凝 器5进入三效蒸发器1汽提分馏蒸发，被分离去部分轻组分后进入二效蒸发器2中继续汽 提分馏蒸发，再分离去部分轻组分后进入一效蒸发器3中液泵强制循环蒸发，至浓缩状态 排出，排出物在分离去固体杂质后可再返入一效蒸发器3中继续浓缩。蒸汽及二次蒸汽走 向为：生蒸汽对一效蒸发器3和其一效加热器4夹套加热，其自身冷凝的蒸汽冷凝水，导入 生蒸汽冷凝水受槽7,在一效蒸发器3中被加热的部分物料废水气化为二次蒸汽，对二效蒸 发器2进行加热，其自身冷凝的分凝水导入一效冷凝水受槽8 ;在二效蒸发器2中加热的部 分废水物料气化分馏后，余下二次蒸汽对三效蒸发器1夹套进行加热，其自身冷凝的分凝 水导入二效冷凝水受槽9 ;在三效蒸发器1中加热的部分废水物料气化分馏后，余下二次蒸 汽被冷凝器5和冷凝冷却器6冷凝冷却的分凝水3导入三效冷凝水受槽10 ;不凝性气体被 真空净化系统处理后排放。
[0040] 典型的三效带汽提分馏的蒸发处理装置及其实际运行参数是： 蒸发器主要材质：一效：搪玻璃 二效：浸渍石墨 三效：浸渍石墨 汽提分馏段形式：湿壁塔Φ 20塔管 蒸发能力：约3m3水/h 蒸发能耗：〇. 42T蒸汽/T蒸发水 操作策略：一效：70?125°C，-0· 03 ?+0· 05MPa 二效：6(T85°C，-0· 08 ?-0· 05MPa 三效：45?7(TC，-0· 098 ?-0· 06MPa 汽提分馏部件塔板数：二效，三效合计4飞块 轻沸物一般分布：三效：50?60%，二效：25?40%，一效：5?10%。
[0041] 废水在三效先低温开始蒸发收集轻组分，然后提高温度到二效，再提高温度到一 效，这种逆流蒸发流程特别适合优先回收高温中容易分解的化学组分。
[0042] 由以上所描述的内容可见，多效带汽提分馏的蒸发与一般多效蒸发比较还存在其 他不同，一般多效蒸发可将一效二次蒸汽引射到加热的高压生蒸汽中提高利用率，而本发 明不采用，因为这样会污染生蒸汽的冷凝水，扩大废水处理量。一般多效蒸发常采用简单的 顺流操作，而本发明不推荐采用，因为这样，初时的废水从最高温的一效蒸发器进入，不稳 定组分在高温下容易分解，有效成分容易破坏，不利于有效利用。一般多效蒸发器常采用不 锈钢或搪玻璃的材质，设备受酸、盐腐蚀严重，而本发明采用耐腐蚀设计，特别是采用石墨 制件，其双向防腐耐腐性能大为提高。
[0043] 多效带汽提分馏的蒸发分离出来的分凝液，是可套用到化学反应来源中去的。化 学母液废水组分可分为：水，轻组分溶剂类物质，可结晶类有用物质，可固化类有机杂质，无 机盐，不可固化液体等组成。
[0044] 化学母液废水的处理是一个系统工程。以下是对化学母液废水利用多效带汽提分 馏的蒸发处理实现有效成分分离和水循环及零排放的一种工艺方案(参见附图2)。本发明 采用多效带汽提分馏的蒸发处理化学母液废水的方法，是一种兼顾并达到了降低能耗与有 效物质的分离，设计得当的有效成分和工艺用水套用方案，可以使较多类型的化学母液废 水有效、低成本、绿色的处理，甚至产生经济效益，是可以推广的方法。
[0045] 实施例2.如附图1所示，一种轻沸物分离处理及工艺水循环套用的方法。YS是一 种添加剂，是由TP，NB和TCA (三氯丙酮）在水相中缩合而成，其中TCA为溶剂型原料具有 一定挥发性。缩合母液废水组成：有机氯1. 5%，硫酸钠1%，氯化钠1%，COD 25000 mg/L，酸 度PH3。原采用中和处理掉TCA再进行多效蒸发，产生COD约200(T4000 mg/L的蒸凝水。 采用本发明典型3m3/h三效汽提分馏蒸发装置处理，其工艺策略是：一效115?120°C，-0. 01 -+0.01 MPa，二效 70?8(TC，-0.065 ?-0.05MPa，三效 55?65°C，-0.092 ?-0.08 MPa。处 理工艺流程如附图3所示。其中的TCA得到回收循环利用。由于回收利用TCA，处理一吨 这种缩合母液废水，扣除能耗成本仍可产生70元的经济效益，因而实施例2具有废水处理 的可持续性和积极性。
[0046] 实施例3.参见附图1，一种硫酸水分离处理及工艺水循环套用的方法。 TAHP(2, 4, 5-三氨基-6羟基嘧啶硫酸盐）是Gu (鸟嘌呤）中间体，由DANHP(2, 4-二氨 基-5-亚氨基-6-羟基嘧啶）加氢和硫酸酸析得到，其酸析母液废水有机物组成：C0D 30000 mg/L，硫酸钠广3%，含硫酸ΡΗ〈0. 5。采用本发明典型3m3/h三效汽提分馏蒸发装 置处理，其工艺策略是：一效 118?125°C，-0.03 - +0.01 MPa，二效 8(T85°C，-0.065 ? -0.05MPa，三效65?70°C，-0.088?-0.08 MPa。处理工艺如附图4所示。其中，TAHP酸化 母液中挥发物较少，分水可直接做工艺用水套用。含硫酸母液在蒸发过程中不断浓缩，硫酸 含量达到20%。在120°C下产生强碳化作用分解了相当部分的C0D，在分离固体后作为稀硫 酸被循环套用，实现了稀硫酸和工艺水循环套用。
[0047] 实施例4.如附图1所示。一种盐酸水分离处理及工艺水循环套用的方法。在化 学工业生产中，许多反应中用到盐酸。使得反应母液中也带有少量盐酸，采用本发明多效汽 提分馏蒸发处理可以得到含稀盐酸的蒸凝水，使用这个蒸凝水作吸收剂制得浓盐酸，可使 盐酸中的原料水得到循环套用。处理工艺流程如附图5所示。其他化学组分的水溶剂产品 原料液，可参照此方案实现原料中工艺水的循环。
[0048] 这里应当说明的是，以上实施例中所给出的诸如YS、TP、NB等均为特定物质的代 号，由于涉及商业秘密，而未被公开其具体实质。但是，尽管如此，并不影响所述废水汽提分 馏分离处理方案及其具体实施的描述和理解。
[0049] 本发明经过多次工艺试验，取得了降本增效，节能环保等明显的技术经济效益、为 精细化工、医药化工行业的工艺用化学母液废水处理，提供了新的技术支持，实现了本发明 的初衷。
【权利要求】
1. 一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，以含有少量残余化学组分的化学母液废水 为被处理对象，以由蒸汽为加热源的蒸发器为处理设备，其特征在于，它的处理策略是： a、 所述蒸发器至少有2个，且至少一个蒸发器具备汽提分馏效用部件；所述至少2个所 述蒸发器，由低温端至高温端依次排列串联连接，由此构成多效蒸发处理系列设备；而其由 生蒸汽加热的加热装置设在高温端最后一个所述蒸发器内； b、 所述被处理对象化学母液废水，自低温端的首个所述蒸发器进入，且沿着所述排列 串联的蒸发器系列向高温端流动转移，而与起始加热用的生蒸汽和由被处理对象化学母液 废水蒸发生成的二次蒸汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发处理，实现被处理对象化学母 液废水，在汽提分馏分离的流向下的多效蒸发； c、 所述被处理对象化学母液废水，在与所述蒸汽相向运动的过程中，与所述具备汽提 分馏效用的部件充分接触进行化学组分的气液相接触交换，使其在蒸发水过程的同时，对 其中所含的化学组分进行渐进式汽提和分馏形式的分离，通过各效蒸发分别得到富集化学 组分的分凝液； d、 所述通过汽提分馏分离出来的分凝液，分别导入专用的储槽内，在其通过处理后或 直接分别与相应的工艺用化学投料液实施套用，从而实现降本增效、节能环保； 而所述被处理对象化学母液废水，从位于蒸发器系列所述废水上游端首个蒸发器的上 部进入，通过具备汽提分馏效用部件流下，在间壁蒸汽加热下所述化学母液废水蒸发生成 的二次蒸汽向上流动，由此产生气液相对流交换作用；在所述废水与下游蒸发器所产生的 二次蒸汽两者存在温差的条件下，使得由所述废水流向下游蒸发器所产生的二次蒸汽中的 重组分冷凝分馏并溶入所述废水中；而所述废水与二次蒸汽的充分接触所产生的汽提效 应，又使得所述废水中的轻组分扩散转移到二次蒸汽中，最终随着二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸发器循序持续进行，直至完成所述废水的多效蒸发处理，而所述冷凝液为工艺 投料用化学原料液的套用提供前提。
2. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器的个数在2~8个范围内，从而实现2~8效蒸发处理。
3. 根据权利要求2所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器的个数在2~4个范围内，从而实现2~4效蒸发处理。
4. 根据权利要求3所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器的个数是3个，从而实现3效蒸发处理。
5. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述具备 汽提分馏效用的部件，是包括拉西环、鲍尔环、西塔环和球环在内的化工填料，或者是包括 筛板、浮阀板和泡罩板在内的化工塔板，或者是湿壁塔的塔管；以此增大所述废水与蒸汽两 者接触面积，提闻汽提和分馈效应。
6. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器是耐腐蚀蒸发器；而所述耐腐蚀蒸发器的结构形式，是耐腐蚀金属体或衬耐腐蚀金属体， 或玻璃体或衬或搪玻璃体，或石墨体或衬石墨体，或碳化硅体或衬或烧结碳化硅体，或耐腐 蚀橡塑体或衬耐腐蚀橡塑体，或其组合。
7. 根据权利要求6所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述的耐 腐蚀蒸发器是夹套加热和受热双向均采用增强石墨材料制备的石墨蒸发器。
8. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器内有一定的内压；而所述蒸发器内温度在35~175°C区间范围内，且各蒸发器内的温度 自所述废水进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器逐个增高；而其内压 在-0. l(T+0.8Mpa区间范围内，且各蒸发器内的内压自所述废水进水端首个蒸发器，至所 述废水流向下游最后一个蒸发器逐个上升；且各蒸发器之间废水流转是由液泵向所述废液 的下游强制输送运行的；且各蒸发器内部的废水是靠自然流动传热的，当蒸发废水过程中 析出一定固体之后，各蒸发器采用液泵大流量循环输送废水进行强制传热。
9. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述化学 母液废水处理前，是不加药剂中和处理的，以不破坏化学母液的化学组分。
10. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述各效 分凝的冷凝液，根据其成分组成进行分级，全部或部分套用到化学反应来源工艺中，作为原 料投料水和/或原料成分补充和/或工业用水，以实现"三废"对环境的零排放。
【文档编号】C02F1/04GK104150668SQ201410368697
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】李大忠, 张瑞宽, 李元尨 申请人:常州市康瑞化工有限公司
【专利摘要】本发明公开了一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，以其至少有2个蒸发器依次排列串联构成多效蒸发处理，所述母液废水与蒸汽相向逆流流动，连续蒸发；废水蒸发过程中在具备汽提分馏效用部件的作用下，形成气液相汽提分馏式分离，分凝水通过处理后或直接循环套用等为主要特征；具有方法科学合理、处理效率高、处理成本低、处理后的分凝液可回用工艺中而降本环保等特点。
【专利说明】化学母液废水多效蒸发处理的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，属于化学工程技术，具体属 于化工废水处理工程技术。
【背景技术】
[0002] 本发明所涉及的化学母液废水，是指精细化工和医药化工产品的化学合成母液， 经化学工艺合成化工产品和医药产品后所剩余下来的废水。
[0003] 在所述的这类废水中，一般都含有包括低沸醇类、醛类、酯类、脂肪酸类、有机胺 类、酮类、烃类、齒代烃类等以及盐酸、二氧化碳、硫化氢、二硫化碳、氢氰酸、氢溴酸、氢氟 酸、氟硅酸、硝酸等在内的易挥发、易变质的轻组分，和包括硝基苯、乙烯吡啶、苯胺、苯酚、 二甲基苯胺、松节油、萧碱、槟榔碱、原白头素、尼古丁、玫瑰油等在内的气相溶解度高的重 组分。如此具有多种化学组分的废水的自然排放，无疑是一种资源的浪费，而且会对环境造 成污染。
[0004] 然而，所述的这类废水若用一般的生物方法很难处理，而人们已经熟悉的一个有 效方法，就是将所述废水中的水分蒸发掉，但这种方法的处理成本很高，蒸发1吨废水需要 消耗1吨蒸汽，而1吨蒸汽要花费300元（RMB)左右。
[0005] 有鉴于治理化学废水是保护环境的重要一环，而目前化学废水主要是综合废水治 理。由于化学废水，特别是医化类废水一般含盐量高，污染物浓度高，成分复杂，毒性高，难 以生化降解，使得一般综合处理效果不理想，虽然有焚烧，蒸发，吸附，高效膜处理等有效处 理方法，但其成本高，并伴有高副作用，难以普遍实施。如何降低成本减少副作用是实施这 类治理方法的关键。
[0006] 相对而言，多效蒸发可解决部分能耗问题，具有一定的工艺优势，但蒸凝液仍需要 二次处理，较多无用的残浓液更需要作终结处理，所以仍不是一个低成本解决方案。
[0007] 而已有技术的化学废水多效蒸发处理一般仅考虑能耗节约，而其在蒸发前加药调 质处理，会破坏物质状态，且未考虑物质分离和分离后物质的回用，使得其节能后的总成本 仍然很大。
[0008] 为此，研发一种方法合理，处理成本低，节料环保的新的所述废水的处理方法，便 成为业内的期待。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在提供一种工艺合理、处理效率高、处理成本低、降本环保的一种化学母 液废水多效蒸发处理的方法，以克服已有技术的不足，满足化工工业日益发展的需要。
[0010] 本发明实现其目的的技术构想：一是采用由多个蒸发器依次排列串联所构成的多 效蒸发处理设备，对所述废水实施渐进式连续蒸发处理；二是将所述废水由所述蒸发器系 列上游端最后一个蒸发器的上部引入，而将用来加热的蒸汽加热装置，设在所述蒸发器下 游端最后一个所述蒸发器内，而令所述废水与加热用生蒸汽和所述废水蒸发生成的二次蒸 汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发；三是在所述蒸发器内设置具备汽提和分馏效用的部 件(而所述废水流向下游端最后一个蒸发器，可以以内管式热交换器替代所述具备汽提和 分馏效用的部件，所述废水沿内管式热交换器的内管壁流动，生蒸汽则在内管式热交换器 内壁外对所述废水液膜加热)，令所述废水与所述具备汽提和分馏效用的部件充分进行接 触，使其在进行蒸发水的同时，实施汽提和分馏形式的蒸发处理；四是对各效蒸发器的冷凝 液分别进行分级，并用其与工艺投料液的套用，实现节料环保，从而实现本发明的目的。 [0011] 基于以上技术构想，本发明实现其目的的主旨技术方案是： 一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，以含有少量残余化学组分的化学母液废水为 被处理对象，以由蒸汽为加热源的蒸发器为处理设备，其创新点在于，它的处理策略是： a、 所述蒸发器至少有2个，且至少一个蒸发器具备汽提分馏效用部件；所述至少2个所 述蒸发器，由低温端至高温端依次排列串联连接，由此构成多效蒸发处理系列设备；而其由 生蒸汽加热的加热装置设在高温端最后一个所述蒸发器内； b、 所述被处理对象化学母液废水，自低温端的首个所述蒸发器进入，且沿着所述排列 串联的蒸发器系列向高温端流动转移，而与起始加热用的生蒸汽和由被处理对象化学母液 废水蒸发生成的二次蒸汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发处理，实现被处理对象化学母 液废水，在汽提分馏分离的流向下的多效蒸发； c、 所述被处理对象化学母液废水，在与所述蒸汽相向运动的过程中，与所述具备汽提 分馏效用的部件充分接触进行化学组分的气液相接触交换，使其在蒸发水过程的同时，对 其中所含的化学组分进行渐进式汽提和分馏形式的分离，通过各效蒸发分别得到富集化学 组分的分凝液； d、 所述通过汽提分馏分离出来的分凝液，分别导入专用的储槽内，在其通过处理后或 直接分别与相应的工艺用化学投料液实施套用，从而实现降本增效、节能环保； 而所述被处理对象化学母液废水，从位于蒸发器系列所述废水上游端首个蒸发器的上 部进入，通过具备汽提分馏效用部件流下，在间壁蒸汽加热下所述化学母液废水蒸发生成 的二次蒸汽向上流动，由此产生气液相对流交换作用；在所述废水与下游蒸发器所产生的 二次蒸汽两者存在温差的条件下，使得由所述废水流向下游蒸发器所产生的二次蒸汽中的 重组分冷凝分馏并溶入所述废水中；而所述废水与二次蒸汽的充分接触所产生的汽提效 应，又使得所述废水中的轻组分扩散转移到二次蒸汽中，最终随着二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸发器循序持续进行，直至完成所述废水的多效蒸发处理，而所述冷凝液为工艺 投料用化学原料液的套用提供前提。
[0012] 本发明以上所述的汽提，也称之为解析。是指所述蒸汽与所述温热废水通过汽液 相的交换，使存在于所述废水中的某些化学组分和自生液体产生分解，分解出来的物质析 出到蒸汽相中的物理过程。
[0013] 而存在于二次蒸汽中的某些高沸点化学组分，在蒸汽通过热交换而温度降低后， 又会部分冷凝而溶于所述废水中。这个物理过程谓之为分馏。
[0014] 本发明上述技术方案，具体体现在其附图1中。
[0015] 通过参读附图，并结合本发明的技术构想可以知晓，本发明实现了其所要实现的 目的。
[0016] 由以上所给出的技术方案可以明了，本发明的蒸发器具有良好的汽提(或称解 析)、分馏效能。它将单一的蒸发改进为汽提分馏蒸发；而将其多效蒸发改进为多效汽提分 馏蒸发。本发明通过反复试验和对比分析，所主张的多效蒸发是2~8效。由于2~4效蒸发 在设备成本和能耗上比较经济，本发明进一步主张的多效蒸发是2~4效蒸发。尤其是由于3 效蒸发的投资不多，能耗更省(约为其它蒸发能耗的40%)，而本发明更进一步优选的是3效 蒸发。实验证明，这种3效蒸发特别适合医化产品母液废水的处理。
[0017] 而本发明在对所述废水实施蒸发水过程的同时，对轻沸化学组分进行汽提和分馏 形式的分离，它区别于已有技术的一般多效蒸发增加了汽提(解析）分馏分离功能，而所谓 汽提分馏是，所述废水所产生的二次蒸汽和液体中的轻组分，仍进行传质和传热交换，液相 中的轻组分走向气相中，气相中的重组分走向液相中，且在汽提分馏过程中，所述废水(较 冷态）向下流，热气体(蒸汽）向上流。在此条件下，增加具备加大汽提分馏功能的部件，使 汽液相由于两者接触面积的提升，而有效提高汽提分馏效能。本发明通过反复多次试验所 遴选的所述部件(或称化工填料）是包括拉西环、鲍尔环、西塔环和球环在内的化工填料，或 者是包括筛板、浮网板和泡罩板在内的化工塔板，或者是湿壁塔的塔管。本发明优选的是湿 壁塔的塔管。
[0018] 有鉴于本发明所要蒸发处理的对象废水的浓度高、组分复杂、腐蚀性强，为了防止 产生蒸发器与所述废水化学反应生成物对所述废水的二次污染，和有效提高其使用年限， 本发明所主张的所述蒸发器是防腐蚀蒸发器，而所述防腐蚀蒸发器的结构形式，是耐腐蚀 金属体或衬耐腐蚀金属体，或玻璃体或衬或搪玻璃体，或石墨体或衬石墨体，或碳化硅体或 衬或烧结碳化硅体，或耐腐蚀橡塑体或衬耐腐蚀橡塑体。本发明积极推荐的是石墨体或衬 石墨体。且所述石墨体是由碳纤维网或碳纳米管丝网增强的石墨体。
[0019] 而所述衬耐腐蚀金属体,衬或搪玻璃体、衬石墨体，衬或烧结碳化硅体、衬耐腐蚀 橡塑体，均为外壳是金属体的内衬所述防腐蚀材料制件体的复合体。
[0020] 其中，本发明所积极主张的是，耐腐蚀蒸发器是夹套加热和受热双向均采用增强 石墨材料制备的全石墨蒸发器。
[0021] 本发明在其蒸发处理过程中，根据所述废水中内含不同沸点组分（即轻沸组分和 重沸组分，或称轻组分和重组分）蒸发处理的实际情况要求，自所述废水流向的上游之下游 依次排列的各个蒸发器内的温度，按所述废水的流向由低至高分别进行布置控制，同时为 了增强汽提分馏效用，所述蒸发器内的内压，按所述废水的流向，由低至高分别进行布置控 制。本发明主张所述蒸发器内有一定的内压；而所述蒸发器内温度在35~175°C区间范围 内，且各蒸发器内的温度自所述废水进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸 发器逐个增高；而其内压在-〇. l(T+〇.8Mpa区间范围内，且各蒸发器内的内压自所述废水 进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器逐个上升；且各蒸发器之间废水 流转是由液泵向所述废液的下游强制输送运行的；且各蒸发器内部的废水是靠自然流动传 热的，当蒸发废水过程中析出一定固体之后，各蒸发器采用液泵大流量循环输送废水进行 强制传热更为合适。
[0022] 当然，本发明的汽提蒸馏蒸发处理过程也可以顺流布置，即废水流向和蒸汽流向 一致，当蒸发器内具有足够的负压时，所述废水会不需液泵自行流动运行。这种布置分离效 率降低，但成本略低，应也属于本发明主张范围。
[0023] 出于不改变所述化学母液废水组分，以便令冷凝液为工艺投料液的套用提供前提 的考虑，本发明主张，所述化学母液废水处理前，是不加药剂中和处理的，以不破坏化学母 液的化学组分。除非药剂处理不破坏化学组成，或者加入药剂会有利于物质分离(如转变某 种有机盐为可挥发分离的胺或酸)。
[0024] 为了实现降耗节能和环境保护，本发明还主张，所述各效分凝的冷凝液，根据其成 分组成进行分级，全部或部分套用到化学反应来源工艺中，作为原料投料水和/或原料成 分补充和/或工业用水，以实现"三废"对环境的零排放。
[0025] 上述技术方案得以全面实施后，本发明所具有的方法科学合理，处理成本低，处理 效率高，所处理下来的冷凝液可以回用，基本无三废排放等特点，是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是本发明一种【具体实施方式】的三效带汽提分馏部件逆流蒸发工艺流程示意 图。图中所示：1为三效蒸发器，2为二效蒸发器，3为一效蒸发器，4为一效蒸汽加热器(直 管式热交换器)，5为三效冷凝器，6为三效冷凝冷却器，7为生蒸汽冷凝水受槽，8为一效冷 凝水受槽，9为二效冷凝水受槽，10为三效冷凝水受槽、11为液泵，12为汽提分馏部件段。
[0027] 图中所示，所述废水是以喷淋方式喷淋在汽提分馏部件段12上的。
[0028] 由图1所示可见，它是三效蒸发处理设备。 图2是本发明一种实现有效成分分离和水循环及零排放的工艺方案图； 图3是本发明一种轻沸物分离处理及工艺水循环套用的工艺方案图； 图4是本发明一种硫酸水分离处理及工艺水循环套用的工艺方案图； 图5是本发明一种盐酸水分离处理及工艺水循环套用的工艺方案图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明一种典型的具体实施流程，请见附图1三效带汽提分馏蒸发工艺流程示意 图。
[0030] -种化学母液废水多效蒸发处理的方法，请参见附图1，它以含有少量残余化学组 分的化学母液废水为被处理对象，以由蒸汽为加热源的蒸发器为处理设备，它的处理策略 是： a、 所述蒸发器有3个，且其中有2个蒸发器具备汽提分馏效用部件；所述3个所述蒸发 器，由低温端至高温端依次排列串联连接，由此构成多效蒸发处理系列设备；而其由生蒸汽 加热的加热装置设在高温端最后一个所述蒸发器内； b、 所述被处理对象化学母液废水，自低温端的首个所述蒸发器进入，且沿着所述排列 串联的蒸发器系列向高温端流动转移，而与起始加热用的生蒸汽和由被处理对象化学母液 废水蒸发生成的二次蒸汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发处理，实现被处理对象化学母 液废水，在汽提分馏分离的流向下的多效蒸发； c、 所述被处理对象化学母液废水，在与所述蒸汽相向运动的过程中，与所述具备汽提 分馏效用的部件充分接触进行化学组分的气液相接触交换，使其在蒸发水过程的同时，对 其中所含的化学组分进行渐进式汽提和分馏形式的分离，通过各效蒸发分别得到富集化学 组分的分凝液； d、 所述通过汽提分馏分离出来的分凝液，分别导入专用的储槽内，在其通过处理后或 直接分别与相应的工艺用化学投料液实施套用，从而实现降本增效、节能环保； 而所述被处理对象化学母液废水，从位于蒸发器系列所述废水上游端首个蒸发器的上 部进入，通过具备汽提分馏效用部件流下，在间壁蒸汽加热下所述化学母液废水蒸发生成 的二次蒸汽向上流动，由此产生气液相对流交换作用；在所述废水与下游蒸发器所产生的 二次蒸汽两者存在温差的条件下，使得由所述废水流向下游蒸发器所产生的二次蒸汽中的 重组分冷凝分馏并溶入所述废水中；而所述废水与二次蒸汽的充分接触所产生的汽提效 应，又使得所述废水中的轻组分扩散转移到二次蒸汽中，最终随着二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸发器循序持续进行，直至完成所述废水的多效蒸发处理，而所述冷凝液为工艺 投料用化学原料液的套用提供前提。
[0031] 而所述蒸发器的个数是3个，从而实现3效蒸发处理。
[0032] 而所述具备汽提分馏效用的部件，是包括拉西环、鲍尔环、西塔环和球环在内的化 工填料，或者是包括筛板、浮阀板和泡罩板在内的化工塔板，或者是湿壁塔的塔管；以此增 大所述废水与蒸汽两者的接触面积，提高汽提和分馏效应。本发明优选的是湿壁塔的塔管。
[0033] 而所述蒸发器是耐腐蚀蒸发器；而所述耐腐蚀蒸发器的结构形式，是耐腐蚀金属 体或衬耐腐蚀金属体，或玻璃体或衬或搪玻璃体，或石墨体或衬石墨体，或碳化硅体或衬或 烧结碳化硅体，或耐腐蚀橡塑体或衬耐腐蚀橡塑体。
[0034] 而所述的耐腐蚀蒸发器是夹套加热和受热双向均采用增强石墨材料制备的石墨 蒸发器。
[0035] 而在所述蒸发器内有一定的内压；而所述蒸发器内温度在35~175°C区间范围内， 且各蒸发器内的温度自所述废水进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器 逐个增高；而其内压在-〇. l(T+〇.8Mpa区间范围内，且各蒸发器内的内压自所述废水进水 端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器逐个上升；且各蒸发器之间废水流转 是由液泵向所述废液的下游强制输送运行的；且各蒸发器内部的废水是靠自然流动传热 的，当蒸发废水过程中析出一定固体之后，各蒸发器采用液泵大流量循环输送废水进行强 制换热。
[0036] 而所述化学母液废水处理前，是不加药剂中和处理的，以不破坏化学母液的化学 组分。
[0037] 而所述各效分凝的冷凝液，根据其成分组成进行分级，全部或部分套用到化学反 应来源工艺中，作为原料投料水和/或原料成分补充和/或工业用水，以实现"三废"对环 境的零排放。
[0038] 以下本发明进一步提供4个具体的实施例，参见附图1。
[0039] 实施例1，如附图1所示，所述化学母液废水的走向为：所述母液废水经三效冷凝 器5进入三效蒸发器1汽提分馏蒸发，被分离去部分轻组分后进入二效蒸发器2中继续汽 提分馏蒸发，再分离去部分轻组分后进入一效蒸发器3中液泵强制循环蒸发，至浓缩状态 排出，排出物在分离去固体杂质后可再返入一效蒸发器3中继续浓缩。蒸汽及二次蒸汽走 向为：生蒸汽对一效蒸发器3和其一效加热器4夹套加热，其自身冷凝的蒸汽冷凝水，导入 生蒸汽冷凝水受槽7,在一效蒸发器3中被加热的部分物料废水气化为二次蒸汽，对二效蒸 发器2进行加热，其自身冷凝的分凝水导入一效冷凝水受槽8 ;在二效蒸发器2中加热的部 分废水物料气化分馏后，余下二次蒸汽对三效蒸发器1夹套进行加热，其自身冷凝的分凝 水导入二效冷凝水受槽9 ;在三效蒸发器1中加热的部分废水物料气化分馏后，余下二次蒸 汽被冷凝器5和冷凝冷却器6冷凝冷却的分凝水3导入三效冷凝水受槽10 ;不凝性气体被 真空净化系统处理后排放。
[0040] 典型的三效带汽提分馏的蒸发处理装置及其实际运行参数是： 蒸发器主要材质：一效：搪玻璃 二效：浸渍石墨 三效：浸渍石墨 汽提分馏段形式：湿壁塔Φ 20塔管 蒸发能力：约3m3水/h 蒸发能耗：〇. 42T蒸汽/T蒸发水 操作策略：一效：70?125°C，-0· 03 ?+0· 05MPa 二效：6(T85°C，-0· 08 ?-0· 05MPa 三效：45?7(TC，-0· 098 ?-0· 06MPa 汽提分馏部件塔板数：二效，三效合计4飞块 轻沸物一般分布：三效：50?60%，二效：25?40%，一效：5?10%。
[0041] 废水在三效先低温开始蒸发收集轻组分，然后提高温度到二效，再提高温度到一 效，这种逆流蒸发流程特别适合优先回收高温中容易分解的化学组分。
[0042] 由以上所描述的内容可见，多效带汽提分馏的蒸发与一般多效蒸发比较还存在其 他不同，一般多效蒸发可将一效二次蒸汽引射到加热的高压生蒸汽中提高利用率，而本发 明不采用，因为这样会污染生蒸汽的冷凝水，扩大废水处理量。一般多效蒸发常采用简单的 顺流操作，而本发明不推荐采用，因为这样，初时的废水从最高温的一效蒸发器进入，不稳 定组分在高温下容易分解，有效成分容易破坏，不利于有效利用。一般多效蒸发器常采用不 锈钢或搪玻璃的材质，设备受酸、盐腐蚀严重，而本发明采用耐腐蚀设计，特别是采用石墨 制件，其双向防腐耐腐性能大为提高。
[0043] 多效带汽提分馏的蒸发分离出来的分凝液，是可套用到化学反应来源中去的。化 学母液废水组分可分为：水，轻组分溶剂类物质，可结晶类有用物质，可固化类有机杂质，无 机盐，不可固化液体等组成。
[0044] 化学母液废水的处理是一个系统工程。以下是对化学母液废水利用多效带汽提分 馏的蒸发处理实现有效成分分离和水循环及零排放的一种工艺方案(参见附图2)。本发明 采用多效带汽提分馏的蒸发处理化学母液废水的方法，是一种兼顾并达到了降低能耗与有 效物质的分离，设计得当的有效成分和工艺用水套用方案，可以使较多类型的化学母液废 水有效、低成本、绿色的处理，甚至产生经济效益，是可以推广的方法。
[0045] 实施例2.如附图1所示，一种轻沸物分离处理及工艺水循环套用的方法。YS是一 种添加剂，是由TP，NB和TCA (三氯丙酮）在水相中缩合而成，其中TCA为溶剂型原料具有 一定挥发性。缩合母液废水组成：有机氯1. 5%，硫酸钠1%，氯化钠1%，COD 25000 mg/L，酸 度PH3。原采用中和处理掉TCA再进行多效蒸发，产生COD约200(T4000 mg/L的蒸凝水。 采用本发明典型3m3/h三效汽提分馏蒸发装置处理，其工艺策略是：一效115?120°C，-0. 01 -+0.01 MPa，二效 70?8(TC，-0.065 ?-0.05MPa，三效 55?65°C，-0.092 ?-0.08 MPa。处 理工艺流程如附图3所示。其中的TCA得到回收循环利用。由于回收利用TCA，处理一吨 这种缩合母液废水，扣除能耗成本仍可产生70元的经济效益，因而实施例2具有废水处理 的可持续性和积极性。
[0046] 实施例3.参见附图1，一种硫酸水分离处理及工艺水循环套用的方法。 TAHP(2, 4, 5-三氨基-6羟基嘧啶硫酸盐）是Gu (鸟嘌呤）中间体，由DANHP(2, 4-二氨 基-5-亚氨基-6-羟基嘧啶）加氢和硫酸酸析得到，其酸析母液废水有机物组成：C0D 30000 mg/L，硫酸钠广3%，含硫酸ΡΗ〈0. 5。采用本发明典型3m3/h三效汽提分馏蒸发装 置处理，其工艺策略是：一效 118?125°C，-0.03 - +0.01 MPa，二效 8(T85°C，-0.065 ? -0.05MPa，三效65?70°C，-0.088?-0.08 MPa。处理工艺如附图4所示。其中，TAHP酸化 母液中挥发物较少，分水可直接做工艺用水套用。含硫酸母液在蒸发过程中不断浓缩，硫酸 含量达到20%。在120°C下产生强碳化作用分解了相当部分的C0D，在分离固体后作为稀硫 酸被循环套用，实现了稀硫酸和工艺水循环套用。
[0047] 实施例4.如附图1所示。一种盐酸水分离处理及工艺水循环套用的方法。在化 学工业生产中，许多反应中用到盐酸。使得反应母液中也带有少量盐酸，采用本发明多效汽 提分馏蒸发处理可以得到含稀盐酸的蒸凝水，使用这个蒸凝水作吸收剂制得浓盐酸，可使 盐酸中的原料水得到循环套用。处理工艺流程如附图5所示。其他化学组分的水溶剂产品 原料液，可参照此方案实现原料中工艺水的循环。
[0048] 这里应当说明的是，以上实施例中所给出的诸如YS、TP、NB等均为特定物质的代 号，由于涉及商业秘密，而未被公开其具体实质。但是，尽管如此，并不影响所述废水汽提分 馏分离处理方案及其具体实施的描述和理解。
[0049] 本发明经过多次工艺试验，取得了降本增效，节能环保等明显的技术经济效益、为 精细化工、医药化工行业的工艺用化学母液废水处理，提供了新的技术支持，实现了本发明 的初衷。
【权利要求】
1. 一种化学母液废水多效蒸发处理的方法，以含有少量残余化学组分的化学母液废水 为被处理对象，以由蒸汽为加热源的蒸发器为处理设备，其特征在于，它的处理策略是： a、 所述蒸发器至少有2个，且至少一个蒸发器具备汽提分馏效用部件；所述至少2个所 述蒸发器，由低温端至高温端依次排列串联连接，由此构成多效蒸发处理系列设备；而其由 生蒸汽加热的加热装置设在高温端最后一个所述蒸发器内； b、 所述被处理对象化学母液废水，自低温端的首个所述蒸发器进入，且沿着所述排列 串联的蒸发器系列向高温端流动转移，而与起始加热用的生蒸汽和由被处理对象化学母液 废水蒸发生成的二次蒸汽相向而行，从而构成多效逆流蒸发处理，实现被处理对象化学母 液废水，在汽提分馏分离的流向下的多效蒸发； c、 所述被处理对象化学母液废水，在与所述蒸汽相向运动的过程中，与所述具备汽提 分馏效用的部件充分接触进行化学组分的气液相接触交换，使其在蒸发水过程的同时，对 其中所含的化学组分进行渐进式汽提和分馏形式的分离，通过各效蒸发分别得到富集化学 组分的分凝液； d、 所述通过汽提分馏分离出来的分凝液，分别导入专用的储槽内，在其通过处理后或 直接分别与相应的工艺用化学投料液实施套用，从而实现降本增效、节能环保； 而所述被处理对象化学母液废水，从位于蒸发器系列所述废水上游端首个蒸发器的上 部进入，通过具备汽提分馏效用部件流下，在间壁蒸汽加热下所述化学母液废水蒸发生成 的二次蒸汽向上流动，由此产生气液相对流交换作用；在所述废水与下游蒸发器所产生的 二次蒸汽两者存在温差的条件下，使得由所述废水流向下游蒸发器所产生的二次蒸汽中的 重组分冷凝分馏并溶入所述废水中；而所述废水与二次蒸汽的充分接触所产生的汽提效 应，又使得所述废水中的轻组分扩散转移到二次蒸汽中，最终随着二次蒸汽冷凝成冷凝液； 如此各效蒸发器循序持续进行，直至完成所述废水的多效蒸发处理，而所述冷凝液为工艺 投料用化学原料液的套用提供前提。
2. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器的个数在2~8个范围内，从而实现2~8效蒸发处理。
3. 根据权利要求2所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器的个数在2~4个范围内，从而实现2~4效蒸发处理。
4. 根据权利要求3所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器的个数是3个，从而实现3效蒸发处理。
5. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述具备 汽提分馏效用的部件，是包括拉西环、鲍尔环、西塔环和球环在内的化工填料，或者是包括 筛板、浮阀板和泡罩板在内的化工塔板，或者是湿壁塔的塔管；以此增大所述废水与蒸汽两 者接触面积，提闻汽提和分馈效应。
6. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器是耐腐蚀蒸发器；而所述耐腐蚀蒸发器的结构形式，是耐腐蚀金属体或衬耐腐蚀金属体， 或玻璃体或衬或搪玻璃体，或石墨体或衬石墨体，或碳化硅体或衬或烧结碳化硅体，或耐腐 蚀橡塑体或衬耐腐蚀橡塑体，或其组合。
7. 根据权利要求6所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述的耐 腐蚀蒸发器是夹套加热和受热双向均采用增强石墨材料制备的石墨蒸发器。
8. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述蒸发 器内有一定的内压；而所述蒸发器内温度在35~175°C区间范围内，且各蒸发器内的温度 自所述废水进水端首个蒸发器，至所述废水流向下游最后一个蒸发器逐个增高；而其内压 在-0. l(T+0.8Mpa区间范围内，且各蒸发器内的内压自所述废水进水端首个蒸发器，至所 述废水流向下游最后一个蒸发器逐个上升；且各蒸发器之间废水流转是由液泵向所述废液 的下游强制输送运行的；且各蒸发器内部的废水是靠自然流动传热的，当蒸发废水过程中 析出一定固体之后，各蒸发器采用液泵大流量循环输送废水进行强制传热。
9. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述化学 母液废水处理前，是不加药剂中和处理的，以不破坏化学母液的化学组分。
10. 根据权利要求1所述的化学母液废水多效蒸发处理的方法，其特征在于，所述各效 分凝的冷凝液，根据其成分组成进行分级，全部或部分套用到化学反应来源工艺中，作为原 料投料水和/或原料成分补充和/或工业用水，以实现"三废"对环境的零排放。
【文档编号】C02F1/04GK104150668SQ201410368697
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】李大忠, 张瑞宽, 李元尨 申请人:常州市康瑞化工有限公司
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0访客 来自[山东省济宁市联通] 2017年10月23日 11:23我司专业研发蒸发浓缩阻垢剂的，现有成熟产品ECC0504，欢迎咨询选购，13325198468
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