李國強（河北鼎威化工設(shè)備有限公司，河北石家莊050000）

多效蒸發(fā)結(jié)晶在硝酸鈉廢水處理中的應用

李國強（河北鼎威化工設(shè)備有限公司，河北石家莊050000）

在染料、冶金、化肥等行業(yè)生產(chǎn)中都會產(chǎn)生硝酸鈉廢水，硝酸鈉廢水的處理及硝酸鈉產(chǎn)品的回收是目前較為急于解決的問題，而目前較為傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝存在部分弊端，本文介紹了一種較為經(jīng)濟的硝酸鈉廢水處理及產(chǎn)品回收工藝，通過生產(chǎn)實例進行分析。

硝酸鈉；多效蒸發(fā)器；閃蒸結(jié)晶

近幾年我國硝酸鈉市場需求量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。其用途較為廣泛，例如：搪瓷、玻璃、無機、化肥、染料、冶金、機械等［1］。因此相關(guān)應用技術(shù)的發(fā)展都對硝酸鈉應用領(lǐng)域的進一步拓寬起到了積極作用，極大地帶動了硝酸鈉市場需求量的增加。上下游行業(yè)的快速發(fā)展為硝酸鈉行業(yè)帶來了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，且具有龐大的市場；市場需求增大同時生產(chǎn)規(guī)模增大、生產(chǎn)廠家增多，不論是硝酸鈉的生產(chǎn)還是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硝酸鈉廢水的處理規(guī)模和處理要求日益增大，目前的生產(chǎn)工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)下的生產(chǎn)、市場需求，因此硝酸鈉多效蒸發(fā)濃縮處理系統(tǒng)可以在市場需求下迅速得到廣泛應用。

一、生產(chǎn)現(xiàn)狀

國內(nèi)硝酸鈉廢水的主要處理方式有兩種，一種是自然蒸發(fā)或排放，自然蒸發(fā)會造成廢水大量積壓，會給主生產(chǎn)系統(tǒng)造成很大的限制，而廢水長期直接排放至水體內(nèi)，會產(chǎn)生嚴重的水體污染問題；一種是低效率蒸發(fā)，即釜式蒸發(fā)（常壓蒸發(fā)），這種處理工藝是一種間歇處理系統(tǒng)，不僅處理效率低，、工程消耗高、設(shè)備運轉(zhuǎn)費用高，而且人工費用較高、設(shè)備占地面積大；釜式蒸發(fā)雖然能夠處理硝酸鈉廢水，但由于其處理效率低，已經(jīng)遠不能滿足主生產(chǎn)系統(tǒng)的處理要求，給主生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的限制，因此只能適用于小型工業(yè)生產(chǎn)。

二、多效蒸發(fā)工藝

硝酸鈉廢水處理先采用三效逆流蒸發(fā)濃縮進行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮后的濃縮液再利用真空結(jié)晶器進行閃蒸結(jié)晶，閃蒸結(jié)晶過程中產(chǎn)生的固液混合物利用離心機進行離心分離，分離出的固體物料利用盤式連續(xù)干燥器進行干燥，產(chǎn)品再包裝做為產(chǎn)品。分離出的母液返回三效逆流蒸發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)無污染排放。蒸發(fā)濃縮、閃蒸結(jié)晶過程中產(chǎn)生的蒸汽再進行冷凝回收，回收的達到水質(zhì)標準的冷凝水的可以直接排放或返回主系統(tǒng)再利用。

三、技術(shù)要點

1.蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)采用多效蒸發(fā)器［2］：將加熱蒸汽通入一效蒸發(fā)器，溶液受熱而沸騰，產(chǎn)生的二次蒸汽可當作加熱蒸汽，引入另一個蒸發(fā)器，只要后者蒸發(fā)室壓力和溶液沸點均較原來蒸發(fā)器中的為低，則引入的二次蒸汽即能起加熱熱源的作用，依此類推。產(chǎn)生循環(huán)利用，于多次重復利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，這樣大大降低了成本，也增加了效率。

2.蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)采用逆流工藝：加熱蒸汽依次進入一、二、三效蒸發(fā)器，而含有硝酸鈉的廢水經(jīng)預熱后首先進入三效蒸發(fā)器，再依次進入二、一效蒸發(fā)器，硝酸鈉濃縮溶液在一效蒸發(fā)器高溫出料，出料時沒有大量的結(jié)晶析出，有效的保證了一效蒸發(fā)器在無結(jié)晶或含少量結(jié)晶的狀態(tài)下運行，延長了蒸發(fā)器的生產(chǎn)使用周期，此外由于系統(tǒng)出料無結(jié)晶或含少量結(jié)晶，很大程度的減少了物料輸送堵塞的情況。

3.閃蒸結(jié)晶：結(jié)晶采用閃蒸結(jié)晶的方式進行結(jié)晶：蒸發(fā)濃縮后的高溫硝酸鈉溶液進入真空閃蒸結(jié)晶器的閃蒸罐，閃蒸后的溶液在結(jié)晶器內(nèi)循環(huán)，閃蒸汽相部分進入冷凝器進行冷凝回收。此種結(jié)晶器屬于典型的母液循環(huán)式，它的優(yōu)點在于循環(huán)液中基本不含晶粒，從而避免發(fā)生葉輪與晶粒見的接觸成核現(xiàn)象，再加上結(jié)晶室的粒度分級作用，使這種結(jié)晶器所產(chǎn)生的晶體大而均勻，相比于冷卻結(jié)晶形式更節(jié)能，更不易堵塞和結(jié)疤。

4.冷凝水回收：一效蒸發(fā)器利用生蒸汽的熱量進行蒸發(fā)濃縮，生蒸汽在一效蒸發(fā)器的殼程內(nèi)冷凝后，進入冷凝水預熱器再次預熱物料，實現(xiàn)了能量再利用；降溫后的冷凝水既可以進入鍋爐房再利用，也可以在系統(tǒng)內(nèi)再利用，例如：化料、清潔設(shè)備或小面積采暖等。由于在蒸發(fā)過程中的冷凝水的水質(zhì)均可以達到環(huán)保排放要求，二、三效蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽冷凝后的冷凝水均進入了冷凝水罐進行集中收集即可再利用也可以直接排放。

四、消耗及指標

廢水處理量生蒸汽溫度循環(huán)水溫度10 0.5 30 t/h MPaG℃蒸汽耗量總運行功率循環(huán)水消耗量4.24 182.9 240 t/h Kw h t/h

五、工藝生產(chǎn)結(jié)論

多效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)實現(xiàn)了硝酸鈉生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定、環(huán)保、投資低、消耗低的目標。

硝酸鈉廢水處理及回收系統(tǒng)在處理過程中基本實現(xiàn)了固、液、氣的零排放，汽相部分均冷凝回收，液相部分均收集后再利用，固相部分做為產(chǎn)品出售，不僅車間內(nèi)操作工人的生產(chǎn)操作環(huán)境大的改善，車間周圍的大氣、水、土壤等環(huán)境要素的污染程度大大的減輕。

［1］天津化工研究院等編.無機鹽手冊（下冊）［M］北京：化學工業(yè)出版社1988.

［2］王漢松主編.石油化工設(shè)計手冊（第三卷）第7章蒸發(fā)［M］北京：化學工業(yè)出版社2001.12.

李國強（1976-），男，工程師，主要從事化工單元操作工藝和化工設(shè)備的研究工作