MVR在煉廠煙氣脫硫廢水處理裝置的應用

發表時間：2021-02-06 14:34:46 閱讀次

某石化公司催化裂化CO煙氣脫硫裝置產生了高濃度含鹽廢水，溶解性固體濃度的設計值為8%，實際運行最高達到13%，根據《青島市海洋環境保護規定》、《污水排入城鎮下水道水質標準》的要求，該裝置的高鹽廢水無法直接排放至膠州灣海洋區域及市政污水管網，通過技術探討，利用MVR技術新建一套高鹽廢水處理裝置以實現脫硫廢水的“零排放”。

　　一、MVR技術概述

　　(1)MVR技術原理。

　　MVR是機械蒸汽再壓縮技術(mechanicalvaporrecompression)的簡稱。MVR技術除開車啟動外，整個蒸發過程中無需生蒸汽，利用蒸發器出來的二次蒸汽，經壓縮機壓縮后蒸汽壓力、溫度升高，熱焓值增加，然后送到蒸發器的加熱室作為加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態，二次蒸汽也得到了充分的利用。

　　(2)MVR高鹽廢水處理工藝原理。

　　高鹽水經過加熱提升溫度，在蒸發室中閃蒸出低品位蒸汽，鹽水濃度提高后去提稠、干燥設備進行處理，低品位蒸汽進入蒸汽壓縮機提高品位，不間斷的用于加熱原料鹽水，而后凝結為水進入其他裝置再利用。從而實現高鹽廢水的零排放。

　　二、MVR高鹽廢水處理工藝的應用

　　(1)MVR高鹽廢水處理工藝線路。

　　高鹽廢水經過兩級預熱器升溫(兩級預熱器的熱源為裝置內部的不凝氣、冷凝水)，進入強制循環管與結晶器返回料液混合，經強制循環加熱器加熱后，進入結晶器閃蒸，當結晶器中的料液濃度達一定程度會有晶體析出，高濃度的料液從結晶器底部進入稠厚器后進行固液分層，頂部的母液溢流到母液罐后與原料混合再次進行循環加熱，底部的鹽漿進入離心機分離后出鹽。蒸汽從結晶器出來后進入蒸汽壓縮機，經過壓縮機壓縮后蒸汽壓力、溫度提高，熱焓值增加后的蒸汽進入循環加熱器繼續作為熱源用，蒸汽在循環加熱器中冷凝為水。冷凝水自循環加熱器自流至冷凝水罐，經過冷凝水泵加壓，一部分供給壓縮機作為減溫水使用，另一部分與原料水在二級預熱器換熱后送出裝置。

　　(2)MVR技術處理效果。

　　MVR裝置的原料水鹽含量設計值為20%，需要脫硫裝置增加吸收漿液的循環率，提高原料水的鹽含量，但實際操作過程中吸收漿液的循環率增加后，脫硫裝置吸收塔中結垢明顯增加，所以無法提供設計參數要求的20%鹽含量的原料液，實際運行過程中原料液鹽含量最高為13%，隨著煙氣硫含量的變化鹽含量會隨之波動(表一為原料水的實際分析數據)。原料水鹽含量的大范圍的波動并偏離設計值雖然造成裝置的成本增加、操作波動，但處理后的冷凝水COD、氯離子大幅下降，電導率最高為25μS/cm，達到脫鹽水站新鮮水進水、循環水廠補充用水的水質要求(表二為冷凝水分析數據)，處理后的結晶鹽硫酸鈉含量在99%以上，達到《GB/T6009-2014工業無水硫酸鈉》中優質品的要求。從處理后的產品分析數據來看，MVR技術對高鹽廢水的處理效果極佳。

　　三、MVR高鹽廢水處理工藝應用存在問題

　　(1)管線容易堵塞。

　　結晶器后的濃漿液線中的介質處于飽和臨界狀態，容易在管線內壁析出結晶鹽，長時間的積累會堵塞管線，運行過程中會產生疏通管線等等增加工作量的情況。

　　(2)能耗、運行成本偏高。

　　原料液實際含鹽量遠低于設計值造成整個循環過程需要更多的熱量來保證原料液的蒸發量，而設計狀態下的能量平衡無法實現，原料液進循環加熱器的實際溫度過低，循環加熱器必須補充新蒸汽才能保證結晶器的蒸發量，導致了裝置的整體能耗變高，運行成本也隨之提高。

　　(3)裝置操作平衡點的控制困難。

　　裝置的實際運行過程中系統真空度、漿液的蒸發溫度、結晶器的液位、蒸汽進循環加熱器的溫度(蒸汽壓縮機出口溫度)、新鮮蒸汽的補充量等等參數之間的平衡存在操作難度。系統真空度變化，結晶器的液位隨之變化，漿液蒸發溫度也會隨之變化，進而影響蒸汽進循環加熱器的溫度(蒸汽壓縮機出口溫度)，會使系統蒸發量變大或變小，蒸發量的變化又會反過來影響系統真空度，總之整個系統參數需要達到一定的平衡才能平穩運行。

　　(4)結晶鹽的處理增加了運行成本。

　　結晶鹽Na2SO4沒有作為產品外銷的渠道，只能作為固廢處理，每噸的處理價格在1200元左右，增加了運行成本。

　　(5)冷凝水電導率偏高。

　　裝置產生的冷凝水電導率實測最高為25μS/cm，無法達到鍋爐給水標準。如果采取有效的改進措施提高冷凝水水質，使其達到鍋爐給水標準，會提高裝置產品的價值，減少裝置運行成本。

　　四、MVR技術應用的改造及優化建議

　　(1)濃度高的料液處于自流狀態，所以管線要選擇合理的傾斜角度，增加自流動力，在易堵的管線增加低濃度料液實時沖洗線，降低料液在管壁結晶的可能性。

　　(2)利用煉油裝置過剩的熱水對原料水進行預熱，利用煉油裝置產生的閃蒸氣做為循環加熱器的補充能源等等，在設計階段充分利用其它裝置的過剩熱量，既可以回收煉油裝置的過剩能量，又可以有效降低裝置的能耗及運行成本。

　　(3)合理選擇蒸汽除沫器結構，合理確定除沫器安裝高度，可以有效控制蒸汽夾帶問題，從而提高冷凝水品質。

　　(4)合理進行設備選材，推廣國產蒸汽離心壓縮機組的應用，盡可能減少裝置的一次性投資。

　　(5)開拓結晶鹽Na2SO4作為商品外銷的渠道，減少結晶鹽作為固廢處理增加的運行成本。

　　五、結束語

　　MVR技術可以有效解決高鹽廢水的環保排放問題，但新建裝置要充分利用煉油裝置的過剩熱源，并采取有限措施提高冷凝水水質，在最大限度的降低運行成本后，MVR技術是可以在煉廠高鹽廢水處理的實際應用中進行推廣。