本发明涉及高盐废水处理领域。更具体地说，本发明涉及一种硫铵废水低温蒸发结晶装置以及工艺。
背景技术：
硫铵类废水是煤化工焦化废水中的典型代表，硫铵类废水因其成分复杂，除盐难度大尤其受到关注。目前，在传统的工艺路线中，主要是采用在前段水处理阶段，利用生物化学和物理化学的手段降低废水中杂盐的含量，同时利用芬顿或絮凝等手段降低cod含量以及采用蒸发结晶方法对其处理。但是在蒸发结晶工段，目前应用较多的仍然以高温蒸发结晶为主。目前，在国家节能环保的要求下，一般的蒸发结晶工艺中高能耗问题是亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决蒸发结晶工艺中高能耗问题，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种硫铵废水低温蒸发结晶装置，包括三效依次连接的强制循环蒸发装置、三效依次相连的加热器、稠厚器、冷凝器以及真空泵，每效加热器包括第一加热器和第二加热器，
一效强制循环蒸发装置底部的出料端与第一一效加热器连接，所述第一一效加热器通过第一轴流泵与第二二效加热器连接，所述第二二效加热器还与一效强制循环蒸发装置的进料端连接，所述一效强制循环蒸发装置的进料端还设置有预热器；
二效强制循环蒸发装置底部的出料端与第一二效加热器连接，所述第一二效加热器通过第二轴流泵与第二二效加热器连接，所述第二二效加热器还与二效强制循环蒸发装置的进料端连接；
三效强制循环蒸发装置底部的出料端与第一三效加热器连接，所述第一三效加热器通过第三轴流泵与第二三效加热器连接，所述第二三效加热器还与三效强制循环蒸发装置的进料端连接；三效强制循环蒸发装置的顶部出气口与汽液分离器相连；以及
所述汽液分离器与所述冷凝器相连，冷凝器的抽气管道上设置有真空泵，真空泵的吸入口处设置有放空阀。
优选的是，还包括第一闪蒸罐和第二闪蒸罐，第一闪蒸罐的进口与第一一效加热器和第二一效加热器的冷凝水出口相连，闪蒸罐的出口与预热器相连，闪蒸罐顶部的出气口与第二二效加热器的进气口相连；第一二效加热器和第二二效加热器的冷凝水出口通过u形管与第二三效加热器和/或第一三效加热器相连，第二三效加热器的冷凝水出口与第一三效加热器的冷凝水出口均与第二闪蒸罐相连。
优选的是，第二闪蒸罐顶部的出气口通过管道与冷凝器相连。
优选的是，所述第一闪蒸罐和所述第二闪蒸罐均与所述真空泵相连。
优选的是，各效加热器的上端和中下端均设置不凝气排空阀。
优选的是，汽液分离器底部的出水口与所述三效强制循环蒸发装置相连。
本发明还有一个目的是提供一种上述的硫铵废水低温蒸发结晶装置的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
s1：检查各设备处于正常工作状态，打开所述真空泵和所述放空阀，对硫铵废水低温蒸发结晶装置进行抽真空处理，调节硫铵废水低温蒸发结晶装置的负压值到工艺要求的范围；
s2：将硫铵废水送入至所述预热器中预热，达到工艺要求的温度后输送至所述一效强制循环蒸发装置中浓缩，与此同时，生蒸汽经过减压后送入至所述第一一效加热器和所述第二一效加热器中作为所述一效强制循环蒸发装置的热源，在浓缩的过程中，所述第一轴流泵对硫铵废水进行作用使其在所述一效强制循环蒸发装置、所述第一一效加热器和所述第二一效加热器中循环蒸发浓缩，浓缩后得到一效料液；
s3：将一效料液输送至所述二效强制循环蒸发装置中浓缩，硫铵废水在一效浓缩的过程中产生的二次蒸汽被送入至所述第一二效加热器和所述第二二效加热器中作为二效强制循环蒸发装置的热源，第二轴流泵对一效料液进行作用使其在所述二效强制循环蒸发装置、所述第一二效加热器和所述第二二效加热器中循环蒸发浓缩，浓缩后得到二效料液；
s4：将二效料液输送至所述三效强制循环蒸发装置中浓缩，一效料液在二效浓缩的过程中产生的二次蒸汽被送入至所述第一三效加热器和所述第二三效加热器中作为三效强制循环蒸发装置的热源，第三轴流泵对二效料液进行作用使其在所述三效强制循环蒸发装置、所述第一三效加热器和所述第二三效加热器中循环蒸发浓缩，浓缩后得到结晶液；
s5：结晶液被送入至稠厚器中结晶；
s6：将所述三效强制循环蒸发装置在浓缩过程中产生的二次蒸发输送至所述汽液分离器中，蒸汽再从所述汽液分离器中进入至所述冷凝器中冷凝回收。
优选的是，三效的强制蒸发循环装置的工艺温度控制为60-100℃，硫铵废水低温蒸发结晶装置的负压控制为-0.1—0.01mpa。
优选的是，第一一效加热器和第二一效加热器中产生的冷凝水被送至预热器中预热硫铵废水。
优选的是，每隔0.5-1h将各效的加热器中的不凝气排空。
本发明至少包括以下有益效果：
（1）本发明的各效加热器均设置为双流程加热器，可以减小各效中轴流泵的流量和功率，降低轴流泵的工作压力以及整个装置的运行成本和能耗，提高轴流泵的工作效率降低轴流泵损坏的可能性；且设置双流程加热器，可以使得料液逐级升高其工作温度，相对于单流程加热器来说，其蒸发效率更好，各级加热器的工作压力更小，同时能降低能耗；
（2）第一闪蒸罐的进口与第一一效加热器和第二一效加热器的冷凝水出口相连，第一闪蒸罐的出口与预热器相连，第一闪蒸罐顶部的出气口与第二二效加热器的进气口相连，第一一效加热器和第二一效加热器中冷凝水温度和压力相对较高，将其输送至第一闪蒸罐中，可以使得冷凝水的热量释放出来，冷凝水用于加热预热器中的硫铵废水，释放出来的蒸汽进入到第一一效加热器和第二一效加热器中继续作为一效强制循环蒸发装置的热源，从而进一步实现热能的回收利用，降低能量消耗；
（3）汽液分离器分离出的汽液夹带有料液，直接输送到冷凝水中会给后期水处理增加负担，汽液分离器底部的出水口与三效强制循环蒸发装置相连，将分离出的汽液输送至三效强制循环蒸发装置中，可以将汽液夹带的料液进行浓缩提取，减小了后期水处理的负担。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
如图1所示，本发明提供一种硫铵废水低温蒸发结晶装置，包括三效依次连接的强制循环蒸发装置、三效依次相连的加热器、稠厚器4、冷凝器6以及真空泵7，每效加热器包括第一加热器和第二加热器，
一效强制循环蒸发装置1底部的出料端与第一一效加热器10连接，第一一效加热器10通过第一轴流泵11与第二二效加热器9连接，第二二效加热器9还与一效强制循环蒸发装置1的进料端连接，一效强制循环蒸发装置1的进料端还设置有预热器5；
二效强制循环蒸发装置2底部的出料端与第一二效加热器13连接，第一二效加热器13通过第二轴流泵14与第二二效加热器12连接，第二二效加热器12还与二效强制循环蒸发装置2的进料端连接；
三效强制循环蒸发装置3底部的出料端与第一三效加热器16连接，第一三效加热器16通过第三轴流泵17与第二三效加热器15连接，第二三效加热器15还与三效强制循环蒸发装置3的进料端连接；三效强制循环蒸发装置3的顶部出气口与汽液分离器8相连；以及
汽液分离器8与所述冷凝器6相连，冷凝器6的抽气管道上设置有真空泵7，真空泵7的吸入口处设置有放空阀。
在上述技术方案中，硫铵废水进入预热器中加热，加热到工艺要求的温度后被输送至一效强制循环蒸发装置1浓缩。与此同时，生蒸汽进入到第一一效加热器10和第二一效加热器9中为硫铵废水蒸发浓缩提供热源。在一效浓缩的过程中，第一轴流泵11为硫铵废水提供动力使其在一效强制循环蒸发装置1、第一一效加热器10和第二一效加热器9中循环蒸发，由于第一轴流泵11的存在硫铵废水循环速度大，蒸发结晶速度快且不易结垢。硫铵废水经过浓缩后得到一效料液，一效料液一部分用于一效强制循环蒸发装置1的自循环，另一部分被送入至二效强制循环装置2继续浓缩。同时，一效强制循环蒸发装置1中的硫铵废水在浓缩过程中产生的二次蒸汽被输送至第一二效加热器13和第二二效加热器12中作为二效强制循环蒸发装置2的热源。在二效浓缩的过程中，第二轴流泵14对一效料液作用使其在二效强制循环蒸发装置2、第一二效加热器12和第二二效加热器12中循环蒸发，从而加快二效浓缩的效率，且防止一效料液结垢。一效料液在二效强制循环蒸发装置2中浓缩后得到二效料液，二效料液一部分用于自循环，另一部分被送入至三效强制循环蒸发装置3中浓缩。在此过程中，一效料液在二效强制循环蒸发装置2中浓缩产生的二次蒸汽被送入至第一三效加热器16和第二三效加热器15中作为三效强制循环蒸发装置3的热源。在三效浓缩的过程中，第三轴流泵17带动二效料液使其在三效强制循环蒸发装置3、第一三效加热器16和第二三效加热器15中循环蒸发，从而加快三效浓缩的效率，且防止二效料液结垢。本发明的各效加热器均设置为双流程加热器，可以减小各效中轴流泵的流量和功率，降低轴流泵的工作压力，提高轴流泵的工作效率降低轴流泵损坏的可能性。且设置双流程加热器，可以使得料液逐级升高其工作温度，相对于单流程加热器来说，其蒸发效率更好，各级加热器的工作压力更小，同时能降低能耗。二效料液在三效强制循环蒸发装置3浓缩后得到结晶液，结晶液一部分用于三效强制循环蒸发装置3自循环，另一部分被送入稠厚器4中结晶。三效强制循环蒸发装置3在浓缩的过程中产生的二次蒸汽被送入至汽液分离器8中，蒸汽中夹带的高温汽液在此处被分离。蒸汽则从汽液分离器8中进入至冷凝器6中冷凝回收。真空泵7与冷凝器6的抽气管道相连，且真空泵7的吸入口处设置放空阀，这样可以通过抽气管道对整个装置进行抽真空，且通过调节放空阀即可调节系统的真空度。
在另一种技术方案中，还包括第一闪蒸罐19和第二闪蒸罐18，第一闪蒸罐19的进口与第一一效加热器10和第二一效加热器9的冷凝水出口相连，第一闪蒸罐19的出口与预热器5相连，第一闪蒸罐19顶部的出气口与第二二效加热器9的进气口相连，第一一效加热器10和第二一效加热器9中冷凝水温度和压力相对较高，将其输送至第一闪蒸罐19中，可以使得冷凝水的热量释放出来，冷凝水用于加热预热器5中的硫铵废水，释放出来的蒸汽进入到第一一效加热器10和第二一效加热器9中继续作为一效强制循环蒸发装置1的热源，从而进一步实现热能的回收利用，降低能量消耗。第一二效加热器13和第二二效加热器12的冷凝水出口通过u形管与第二三效加热器16和/或第一三效加热器15相连，第二三效加热器15的冷凝水出口与第一三效加热器16的冷凝水出口均与第二闪蒸罐18相连，第一二效加热器13和第二二效加热器12中的冷凝水经过u形管首先进入第一三效加热器16和第二三效加热器15时中，在负压下二效强制循环蒸发装置2的工作温度高于三效强制循环蒸发装置3的工作温度，因此将第一二效加热器13和第二二效加热器12中的冷凝水先送至第一三效加热器16和第二三效加热器15，该冷凝水中的一部分热量可以被回收利用。最后再将第一三效加热器16和第二三效加热器15中的冷凝水一并送入第二闪蒸罐18中，再从第二闪蒸罐18送入至水处理工段。
在另一种技术方案中，第二闪蒸罐18顶部的出气口通过管道与冷凝器6相连，这样在第二闪蒸罐18中释放的蒸汽在冷凝器6中被回收利用。
在另一种技术方案中，第一闪蒸罐19和第二闪蒸罐18均与真空泵7相连，第一闪蒸罐19和第二闪蒸罐18与整个装置在同一负压下工作，使得冷凝水能够进行汽液分离。
在另一种技术方案中，各效加热器的上端和中下端均设置不凝气排空阀，这样可以及时排出各效加热器中的不凝气，保证了装置的安全性，使得各效加热器能够始终在较稳定的负压下工作。
在另一种技术方案中，汽液分离器8底部的出水口与三效强制循环蒸发装置3相连，汽液分离器8分离出的汽液夹带有料液，直接输送到冷凝水中会给后期水处理增加负担，将分离出的汽液输送至三效强制循环蒸发装置3中，可以将汽液夹带的料液进行浓缩提取，减小了后期水处理的负担。
本发明还有一个目的是提供一种上述的硫铵废水低温蒸发结晶装置的工艺，包括如下步骤：
s1：检查各设备处于正常工作状态，打开真空泵7和放空阀，对硫铵废水低温蒸发结晶装置进行抽真空处理，调节硫铵废水低温蒸发结晶装置的负压值到工艺要求的范围；
s2：将硫铵废水送入至预热器5中预热，达到工艺要求的温度后输送至一效强制循环蒸发装置1中浓缩，与此同时，生蒸汽经过减压后送入至第一一效加热器10和第二一效加热器9中作为一效强制循环蒸发装置1的热源，在浓缩的过程中，第一轴流泵11对硫铵废水进行作用使其在一效强制循环蒸发装置1、第一一效加热器10和第二一效加热器9中循环蒸发浓缩，浓缩后得到一效料液；
s3：将一效料液输送至二效强制循环蒸发装置2中浓缩，硫铵废水在一效浓缩的过程中产生的二次蒸汽被送入至第一二效加热器13和第二二效加热器12中作为二效强制循环蒸发装置2的热源，第二轴流14泵对一效料液进行作用使其在二效强制循环蒸发装置2、第一二效加热器13和第二二效加热器12中循环蒸发浓缩，浓缩后得到二效料液；
s4：将二效料液输送至三效强制循环蒸发装置3中浓缩，一效料液在二效浓缩的过程中产生的二次蒸汽被送入至第一三效加热器16和第二三效加热器15中作为三效强制循环蒸发装置3的热源，第三轴流泵17对二效料液进行作用使其在三效强制循环蒸发装置3、第一三效加热器16和第二三效加热器15中循环蒸发浓缩，浓缩后得到结晶液；
s5：结晶液被送入至稠厚器4中结晶；
s6：将三效强制循环蒸发装置3在浓缩过程中产生的二次蒸发输送至汽液分离器8中，蒸汽再从汽液分离器8中进入至冷凝器6中冷凝回收。
在上述技术方案中，各效加热器均采用双流程加热器，不但能减小轴流泵的流量和功率，提高轴流泵的工作稳定性，相同温度的蒸汽进入到各效的第一加热器和第二加热器，料液被轴流泵作用从各效的强制循环蒸发装置中先进入到各效的第一加热器中，先在第一加热器中加热料液，再在第二加热器中加热料液，这样就可以大幅度提高蒸汽加热的效率，从而提高蒸发浓缩的速度，提高效率，节能降耗。
在上述技术方案中，三效的强制蒸发循环装置的工艺温度控制为60-100℃，硫铵废水低温蒸发结晶装置的负压控制为-0.1—0.01mpa，经过本发明人的多次试验，将工艺温度和负压控制在此范围，既能实现高效率的蒸发浓缩，又能降低装置能量的消耗。
在上述技术方案中，第一一效加热器10和第二一效加热器9中产生的冷凝水被送至预热器5中预热硫铵废水，第一一效加热器10和第二一效加热器9中产生的冷凝水的温度相对较高，用其预热硫铵废水，从而实现热能的回收利用，符合节能环保的要求。
在上述技术方案中，每隔0.5-1h将各效的加热器中的不凝气排空，从而保证整个装置的安全和压力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。