李金海
新疆庆华能源集团有限公司 新疆 伊宁县 44500
摘要：本文结合某碎煤加压气化废水的水质情况，分析了多效蒸发技术在煤化工废水处理中的应用。现场通过调试运行100m3/h的多效蒸发装置，从该装置的启停经验、运行工艺参数、相应技术参数、装置运行、整改策略、优化运行状况等多个方面分析、研究了多效蒸发技术在煤化工废水处理中的应用。
关键词：多效蒸发技术；煤化工废水处理；应用
1.多效蒸发技术
多效蒸发即随着压强的降低蒸汽温度也会随之降低，进而就会出现温差，出现热量传递效应。若某一加热器内其溶液沸点低于二次蒸汽的温度，二次蒸汽就会冷凝，产生热量，加热溶液，直至溶液沸腾蒸发。在具体的应用过程中，则应采取以下方法：多效蒸发过程中，首先必须降低加热器溶液的压强，提升加热蒸汽的压强、降低末效二次蒸汽的压强，以确保各效之间的压强能够呈阶梯式降低，以形成温度差，确保各效溶液能够吸收前一效的二次蒸汽潜热，实现沸腾蒸发目的。
2.煤化工废水工程概述
该项目作为我国第一个大型煤制天然气示范项目，碎煤加压气化炉产生的废气存在浓度高、水量大、成分复杂、回用处理要求高等问题。煤制气碎煤加压阶段所产生的高浓度含盐废水零排放则是使用现代化的工艺技术将碎煤加压气化阶段产生的高浓度含盐废水进行固液分离，回收可再次利用的回用水，以确保生产用水的循环利用，实现无污水排放环保目标。
此浓盐水蒸发系统为一种高浓度盐水混合回收系统，其是通过浓缩高浓度有机水及浑浊循环排污水膜及再生废水膜而产生的，此过程中，三效真空蒸发罐内的浓盐水则会吸收蒸汽潜热，蒸发、结晶而产生的二次蒸汽冷凝，其结晶物则需使用过滤式离心机分离进行固废处理，而冷凝水则会被送往化工区进行凝结水精处理。
该系统前段膜浓缩产生的高浓度含盐废水经蒸发预处理后，物料经一效及三效预热器预热后进入各蒸发器，一效蒸发器经生蒸汽加热后蒸发产生二次蒸汽，以供二效加热器使用。经二效蒸发器蒸发的二次蒸汽随之则会进入三效加热器，此后三效蒸发器经大气冷凝器及真空喷射装置会产生一定的真空度。在各效蒸发器蒸发过程中，一些晶体会析出形成一定的固液比，浓缩液经轴流泵、上下循环管反复循环，方可有效防止结晶物粘黏在加热室管束内侧的问题，与此同时，各效经转料管则会将浓缩液转入至尾效，此时排料泵将会把尾效过热的饱和料液泵送至离心机进行离心脱盐，所得滤液经滤液桶回收至蒸发调节池继续蒸发，各效所得蒸汽冷却液会被收集于一起，以供回用。
3.多级蒸发工艺运行及处理效果
自多效蒸发装置投入使用以来，实际进水量大致为60-100m3/h，产盐量为1-2t/h。与设计值相比，其进水的碱度、COD均高于设计值，这是控制该装置的关键所在。进水的含盐量已达到20000-30000mg/L，钙离子为150-250mg/L，镁离子为30-90mg/L，上述数值均比设计值高。尽管其出水的pH值达标，但受进水水质以及其他因素的影响，出水COD、盐及TOC的含量均高于设计值。为了进一步提升煤化工废水处理效果，则必须严格控制进水水质，优化三效倒料及排放系统的母液、调整该装置的运行状况，降低进水及出水水质指标，探索新的运行方式。
使用多效蒸发技术处理煤化工废水，不仅可有效缩减输送浓盐水的难度以及蒸发塘的维护、运行成本，还可避免自然蒸发的不确定因素，真正实现“零”排放目标。与此同时，使用蒸发结晶装置结晶低压蒸汽，还可大幅缩减处理成本。当该系统出现故障问题时，则可使用蒸发调节池混合浓盐水，进而方可使用浓盐水输送系统将混合后的浓盐水输送至蒸发塘自然蒸发，以有效防止因结晶装置故障而导致的系统停滞问题。
4.多效蒸发装置存在的问题及优化策略
自投产以来，该装置已运行7年之久，下面将重点分析实际应用当中设计、施工、运行管理过程中，该装置存在的问题以及具体的优化策略：
4.1进水水质成分复杂
该装置的进水则是由前端膜处理系统供给，但由于其所供给的进水的水质无法满足设计要求，进而则会影响系统的运行；其次，因为膜装置中添加了各种不同种类的药剂，而导致蒸发系统的含盐量增加，当膜出现严重污堵问题后，化学清洗过程中，则需添加表面活性剂，进而则会对蒸发系统产生更大影响，这就要求前端膜系统必须严格控制进水水质，降低进水的COD、碱性，缩减药剂的添加量。
研究发现，在膜处理系统中添加阻垢剂是导致蒸发系统无法安全、稳定运行的主要原因。
4.2装置运行初期会产生泡沫
蒸发装置运行过程中，多会使用浓盐水，但因蒸汽加热其温度会不断升高，浓盐水在即将沸腾的过程中会产生大量泡沫，进而则会影响出水质量。为有效解决此问题，该企业在此蒸发装置上增设了泡沫剂投加装置，但消泡效果则取决于所添加的消泡剂的种类。
4.3压差表不准
由于进水水质指标的不稳定，而导致浓盐水的密度不断变化，因而，蒸发罐内的压差表经常会出现现场指示与DCS上数据不符、压差表指示漂移等问题。为有效解决此问题，该公司在蒸发装置上增设了射灯视镜，通过射灯视镜方可实时观察浓盐水的蒸发沸腾情况。
4.4低压蒸汽波动
主管内的低压蒸汽压力容易波动，蒸汽温度极易出现过热问题，所以，就需有效控制低压蒸汽管网的蒸汽压力，同时还需确保蒸发罐的压差处于恒定位置，这样方可有效确保多效蒸发装置的安全、稳定运行。
4.5物料夹带、飞料问题
因浓盐水中含有大量的有机物及泡沫，蒸发罐内浓盐水则会剧烈沸腾，而导致二次蒸发出现严重的雾沫夹带问题，甚至飞料问题，此情况下，蒸发装置产品的水电导率可能还会出现严重超标问题，所以，就需不断提升现场操作人员的技术水平，装置运行过程中若出现问题，应及时采取应急措施，以确保产水能够及时切回至调节池。为有效解决物料夹带、飞料问题，提升产水质量，就需加强进水水质及产盐成分的监测，提升除沫效果，探索去除、控制蒸发系统进水、浓缩液中有机物及泡沫的方案。
4.6处理量不足，导致盐分失衡
多效蒸发装置的运行周期通常为30-60d，若运行时间过长，运行处理量则会下降，若不能及时排出蒸发母液，装置长期运行过程中，就会导致COD堆积问题，这一问题的出现，则会降低多效蒸发装置的负荷，导致盐分失衡问题。
4.7废盐的去向
该装置每天均会产出大量盐泥，但关于废盐的利用国家并没有成型的工艺，若去除这些盐泥中的危废成分后将其掩埋，成本相对较高，这就要求相关部门必须加强研究，尽快解决这一问题。
4.8加热室结垢、堵塞
在加热室出现结垢、堵塞问题时，就需关闭多效蒸发装置，清洗加热室。为有效防治蒸发系统出现结垢、堵塞问题，就需严格控制进水钙离子、镁离子的含量。与此同时，还需根据进水的水质，调整蒸发系统加药装置的运行情况，以有效缓解水体结垢问题。
4.9蒸发母液排放
该装置运行过程中，因系统COD的累积，而会增加多效蒸发产水、系统浓盐水及产品盐COD的含量，尽管当前无法准确估量多效蒸发装置能够承受多大含量的COD，但大量的蒸发母液累积于一起则会引发飞料、雾沫夹带及结垢问题，当产水进入浑浊循环系统后，该系统的含盐量、浊度、氯根、COD均会升高，这是多效蒸发装置无法提升负荷的主要原因。
4.10科学控制固液比
研究发现，装置运行过程中不加晶体的效果比加晶体的效果还要好。其次，如何有效控制固液比、日产盐量，也是相关工作人员应该深思的问题。
4.11设计、施工问题
为有效降低施工成本，延长装置使用年限，设计过程中，则必须高度重视蒸发器、管道、加热室及除泡剂的选择问题。施工过程中，还需高度重视浓盐水管线的防腐及脱盐管线的设置问题。
结束语
现阶段，由于多效蒸发技术并未在煤化工废水处理中得到广泛应用，所以，实际应用当中出现了各种各样的问题，这就要求相关科研人员必须加强研究，针对于多效蒸发装置运行过程中存在的问题也应采取相应的优化策略，提升进水水质及产盐质量，以确保多效蒸发装置的安全、稳定运行。
参考文献：
[1]赵文华.多效蒸发技术在煤化工废水工程领域的应用[J].化工与工程技术，2018(12):45-48.