多效蒸發結晶在硝酸鈉廢水處理中的應用

李國強（河北鼎威化工設備有限公司，河北石家莊050000）

多效蒸發結晶在硝酸鈉廢水處理中的應用

李國強（河北鼎威化工設備有限公司，河北石家莊050000）

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

硝酸鈉；多效蒸發器；閃蒸結晶

近幾年我國硝酸鈉市場需求量呈現逐年上升的趨勢。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］。因此相關應用技術的發展都對硝酸鈉應用領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。上下游行業的快速發展為硝酸鈉行業帶來了良好的發展基礎，且具有龐大的市場；市場需求增大同時生產規模增大、生產廠家增多，不論是硝酸鈉的生產還是生產過程中產生的硝酸鈉廢水的處理規模和處理要求日益增大，目前的生產工藝已經不能滿足現下的生產、市場需求，因此硝酸鈉多效蒸發濃縮處理系統可以在市場需求下迅速得到廣泛應用。

一、生產現狀

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

二、多效蒸發工藝

硝酸鈉廢水處理先采用三效逆流蒸發濃縮進行蒸發濃縮，蒸發濃縮后的濃縮液再利用真空結晶器進行閃蒸結晶，閃蒸結晶過程中產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干燥器進行干燥，產品再包裝做為產品。分離出的母液返回三效逆流蒸發系統，實現無污染排放。蒸發濃縮、閃蒸結晶過程中產生的蒸汽再進行冷凝回收，回收的達到水質標準的冷凝水的可以直接排放或返回主系統再利用。

三、技術要點

1.蒸發濃縮系統采用多效蒸發器［2］：將加熱蒸汽通入一效蒸發器，溶液受熱而沸騰，產生的二次蒸汽可當作加熱蒸汽，引入另一個蒸發器，只要后者蒸發室壓力和溶液沸點均較原來蒸發器中的為低，則引入的二次蒸汽即能起加熱熱源的作用，依此類推。產生循環利用，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.蒸發濃縮系統采用逆流工藝：加熱蒸汽依次進入一、二、三效蒸發器，而含有硝酸鈉的廢水經預熱后首先進入三效蒸發器，再依次進入二、一效蒸發器，硝酸鈉濃縮溶液在一效蒸發器高溫出料，出料時沒有大量的結晶析出，有效的保證了一效蒸發器在無結晶或含少量結晶的狀態下運行，延長了蒸發器的生產使用周期，此外由于系統出料無結晶或含少量結晶，很大程度的減少了物料輸送堵塞的情況。

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

4.冷凝水回收：一效蒸發器利用生蒸汽的熱量進行蒸發濃縮，生蒸汽在一效蒸發器的殼程內冷凝后，進入冷凝水預熱器再次預熱物料，實現了能量再利用；降溫后的冷凝水既可以進入鍋爐房再利用，也可以在系統內再利用，例如：化料、清潔設備或小面積采暖等。由于在蒸發過程中的冷凝水的水質均可以達到環保排放要求，二、三效蒸發器內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水溫度10 0.5 30 t/h MPaG℃蒸汽耗量總運行功率循環水消耗量4.24 182.9 240 t/h Kw h t/h

五、工藝生產結論

多效蒸發結晶系統實現了硝酸鈉生產的連續、穩定、環保、投資低、消耗低的目標。

硝酸鈉廢水處理及回收系統在處理過程中基本實現了固、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，固相部分做為產品出售，不僅車間內操作工人的生產操作環境大的改善，車間周圍的大氣、水、土壤等環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：化學工業出版社1988.

［2］王漢松主編.石油化工設計手冊（第三卷）第7章蒸發［M］北京：化學工業出版社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備的研究工作