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C 蒸发/结晶
C1 蒸汽压缩蒸发器盐水集中器多效系统
1介绍
蒸汽压缩蒸发器(VCE)或盐水集中器(BC)是用来处理冷却塔集中排污、反渗透和反电渗析,洗涤器排污、垃圾存储池废水或其他饱和和不饱和卤水的。常见的能源循环用于蒸发,蒸汽压缩是最节能。盐水集中器通常弥补85到99%的废水饲料是非常高质量的馏分。使用种子浆过程中,盐水集中器能够集中饱和及过饱和卤水总固体量的20到30%。
2过程描述
盐水集中器是最常见的手段实现显著减少高浓度的总溶解固体(TDS)体积的饱和或接近饱和废水。盐水集中器结合了很长,垂直管式蒸发器的蒸汽(重新)压缩循环。随着高传热实现到长管安排和蒸汽压缩循环的能源效率,系统提供最节能的蒸汽压缩循环,系统提供最节能蒸发系统。
蒸汽压缩通常也适用于强制循环蒸发器为结晶器系统(见C2部分)。其他类型的像蒸发器短管和上流式蒸发器是可用的,但已经不那么常见了。可以使用能源循环和多效蒸发循环替代。
盐水浓缩器
典型盐水浓缩器的流程图如图C1-1。给水,经常在石膏饱和(CaSO4-2H2O)或硅(二氧化硅),过滤筒或袋式过滤器移除水中的悬浮固体。酸、降水抑制剂或其他化学添加剂可以添加在饲料通过换热器的水加热到几乎沸腾通过捕获馏分的显热。不凝气体的热进料后剥除气器,它进入盐水集中器油底壳并与循环盐水泥浆混合。
集中投入到蒸发器顶部的浓缩液均匀分布在管板。进入管后它形成一个薄的,足够厚度的降膜润湿每个管的完整长度。
一个小比例的盐水从降膜蒸发。其余回到油底壳,随后再循环到顶部来重复循环。新生成的过程蒸汽除雾,然后在离心或容积式压缩机压缩1.1到1.3次。丰富的能量压缩蒸汽送入蒸发器管的外面(冷凝器),其凝结释放的能量来继续蒸发循环。
浓缩油或馏分油,在经过增加流入所获得的焓的进料换热器后退出系统。一条小小流动的浓缩盐水泥浆从油底壳流下来去维持所需的溶解和系统中悬浮固体含量水平。
多效蒸发器
图C1-2显示多级系统的分布构造。每个部分包含一个蒸发器的主体和再循环系统它类似于单一单元描述的盐水集中器。适度压力装置蒸汽安装在第一阶段,是蒸汽冷凝蒸发大致相等的过程。这个新生成的蒸汽是适用于下一个主体部分并随后凝结。这个循环重复的多个效果。能量损耗的形式减少蒸汽压力是发生在的在每一个主体部分上。蒸汽从最后一节大气冷凝器冷凝。
尽管多效蒸发器没有发现广泛应用于电力行业，但总是会对这些系统感兴趣是因为低压或废蒸汽可以作为能源来源(参见低温蒸发,K1部分)。
盐水集中器源通常由冷却塔的适度集中无机卤水,洗涤器、反渗透和ED / EDR系统或其他微咸废水来源组成。他们经常在无机盐饱和。挥发性有机物通常携带在馏分油,除非他们被预处理,后或进程内处理。挥发性有机物或无机物如二氧化碳、NH4或硼通常可以由调整操作pH值的控制。
盐水集中器的馏分油质量非常高,尤其是来自蒸汽压缩系统。通常含有2 - 10 ppm的无机物,抛光后的冷凝液适用于锅炉组成混合分层离子交换剂。
根据进料浓度、总量减排复苏(水)范围从90到99%,留下了一个集中的高TDS和TSS。扩展的蒸发器传热表面是阻止利用精液浆过程,它提供了沉淀盐优先在晶体表面形成盐晶体(硫酸钙)。
盐水集中器循环泥浆通常保持在15 - 20% 总溶解固体是为了保持在（低溶解度)复杂盐形成范围以下和限制盐水的沸点上升。后者影响压缩机性能和能源消耗总量。
盐水集中器排污通常出于结晶器,干燥机或蒸发池。组成的悬浮体的主要是硫酸钙,二氧化硅和碳酸盐，它们可以轻易分离沉降盆地。
蒸汽压缩蒸发器是由离心或容积式,电动机驱动的压缩机。利用汽轮机驱动压缩机或蒸汽喷射器也是可以的,但不是普遍应用。
蒸发器管直径一般是2.5到5厘米(1到2英寸),是20米(65英尺)长。由于腐蚀环境,蒸发器可以构建高质量的合金。换热表面通常是由钛，大多数其他湿表面316 SS或更好。尝试使用玻璃钢容器和管道均告失败。盐水集中器尺寸范围从1.1到182 m3 / h (5到800 gpm)。
3性能
盐水集中器通常集中供料10到100倍。馏分油包含lt; 10 ppm的无机盐。无机盐。有机物遗留通常很低,或可以通过特殊工艺修复安排。典型能源消耗范围从18到26千瓦时/ m3(70到100千瓦时/ 1000加仑)的供料代表一个蒸汽效率18到26千瓦时每升的水蒸发(28 to41 Btu /磅)
盐水集中器操作冷却塔排污表现实例在表C1一1描述了。
表格
典型的冷却塔排污盐水集中器性能
组件 进料 排污 馏分盐 废盐
钙
镁
钠
硫酸
氯
碳酸氢
硅
总溶解固体
TSS
4.优势
蒸汽压缩提供最节能的手段来集中饱和卤水。他们通常可以容纳进料流量和浓度的波动。恢复的水是高质量的,通常适用于抛光混床脱盐装置。
用种子浆过程允许连续沉淀没有扩展的卤水浓度。不需要冷却水或外部电容器。
5.缺点
蒸汽压缩是复杂的机械/化学系统与相对较高的资本成本。闭环能量循环需要由技术熟练的员工精细操作。预定义的限制以外的操作可能会导致过度扩展。挥发性有机物可能蒸馏出来,从而减少冷凝物质量。这个过程需要密切和频繁监测供料,浓缩精华,流。发泡或其他盐水结转可以损害设备,导致昂贵的维修费用。
6典型的前/后处理
不需要特殊的预处理桅杆上的应用程序。供料条件过滤和pH值控制通常是在盐水集中器前纳入系统设计。可能需要预净化使TSS的浓度大于50到100 ppm。
如果存在挥发性有机物在饲料、抛光的有机移行可能需要增加馏分油纯度。
7废物流/副产品
小的集中流从系统排出,构成大约1 - 10%的原始流。这盐水(浆)可以给结晶器,干燥机或蒸发池供料。
为了防止挥发性有机物或存在危险不凝,他们可能不得不接受特殊待遇如凝结或吸附。如果挥发物是可压缩的,他们可能被剥夺或蒸发过程的一部分从馏分中排除它们。
8设计数据要求
必要的设计数据:
给水特点:流量、化学、温度、季节性的波动
环境压力和温度
能源成本
集中处理选项
任何特殊的地点比如空间的局限性
玻璃器皿或试点测试可能需要非标准的电厂应用识别存在挥发性或污染有机物或其他过程的潜在危险。
9现有的电力行业应用程序安装
圣胡安发电站
公共服务公司新墨西哥
法明顿,纳米
纳瓦霍发电站
盐河项目,
页面中,阿兹
Deerhaven
城市Gainsville
Gainsville,FL
海洋国家权力
Burillville,国际扶轮
斯坦顿能源中心
奥兰多公用事业委员会
奥兰多,佛罗里达
10主要的系统/设备制造商和供应商
Aqua-Chem Inc .、水技术部门,
密尔沃基,WI(414)577 - 414
HPD铸造有限公司
内伯威尔市,伊尔(708)357 - 708
离子/资源保护公司(RCC)
贝尔维尤,佤邦(206)828 - 206
11资本和运营管理成本
预算资本设备蒸汽压缩式蒸发器和各项成本,如图C1-1,介绍展品c1 - 1.1和c1 - 1.2打滑和防滑的单位。
预算资本设备和运营管理成本多效蒸发器(MEE)在C1-2介绍展品。成本分析是对系统如图C1-2,除了成本是基于四效蒸发器系统。
蒸汽压缩蒸发器和成本多效蒸发器系统包括所有船只,大容器,压缩机(如适用)、电机、水泵、除气器、热交换器、化学给水系统、阀门、连接管道、电气、仪表和控制。所有组件由高品质、耐腐蚀材料制作成。系统设计是在精液悬挂(硫酸钙沉淀)模式。
所有设备,除了蒸发器的主体部分,被安置在一个单独的建筑完整的控制室。
所有设备组件的质量,控制和自动化/行业标准。蒸发器有独立仪控系统设计与工厂DCS和监控的集成。
安装防滑系统通常相当于一个设备成本的一半。安装滑系统通常可以节省大约200000美元。
而打滑的资本设备成本高于防滑系统,不同的是超过补偿较低的安装成本的打滑的设计。系统规模小于100 gpm供料通常作为滑单位提供。
资本和运营管理成本对三个蒸发器能力被具体地展现出来。依据和参数用于开发这些成本在1.0节文档详细描述了。它的各项成本打滑和防滑系统认为是大致相等的。
表
蒸汽压缩蒸发器摘要资本和运营管理成本
流/进给速率
资本成本
运营管理总成本
运营管理总成本
的各项细节
耗材
电力
能源(蒸汽/气体)
化学物质
膜/媒体替代
运营商工时
维修工时
设备更换
表1 - 1所示
例1是滑移蒸汽压缩蒸发器
展示c1 - 1.1
蒸汽压缩式蒸发器系统的资本和运营管理成本
蒸汽压缩蒸发器资本成本防滑安装设备资本成本橇式设备
展览c1 - 1.2
资本成本的打滑和防滑的压缩蒸发器系统
表
蒸汽压缩蒸发器
摘要资本和运营管理成本
流/进给速率
资本成本
运营管理总成本
运营管理总成本
各项细节
耗材(Excl.Chemicals)
Energy-Steam
化学物质
化学物质
膜/媒体替代
运营商工时
维修工时
设备更换
表1 - 1所示
假设4影响系统
展览C1-2
多效蒸发器系统的资本和运营管理成本
图
饲料酸泵 进料 预热器 冷凝槽
通风 除蒸发器 高质量的冷凝重用
凝结水泵 再循环泵 盐水泥浆排放
蒸汽压缩机
图C1-1
蒸汽压缩机流程示意图
图 冷却水返回 冷凝器 冷却水 蒸汽
工厂蒸汽 进料 进料泵 进料预热器
恢复冷凝重用 馏分油 馏分油舱
Recirc。泵 盐水排放
图C1-2
强制循环蒸发器过程示意图
C2
结晶器过程
1 介绍
实验主要在废水的应用程序通常是用来实现高度浓缩卤水体积减少诸如盐水集中器或其他蒸发系统解除。结晶废水通常由一个非常集中的盐水泥浆或潮湿的晶体。根据供料类型、总量减排范围可以10到100倍。系统能力通常范围从3 - 50中gpm。尽管实验主要在资本和运营成本高,他们是一个高成本的有效手段集中总溶解固体卤水在典型的零排放电厂操作。
2过程描述
实验主要是蒸发系统专门设计来处理浓盐水泥浆。他们通常使用在零排放的应用程序中,20 - 30%的盐水集中器排污河流总固体量,进一步集中他们额外的体积减少。实验往往能够集中盐水捧到潮湿的晶体是唯一残留的过程。
实验设计在各种配置过程包括强制循环,怜悬挂,通风管板和表面冷却蒸发器。能量可以由单个或多个影响蒸汽,热压缩,或蒸气压缩循环。电力行业中使用的最常见的设计是一个强制循环结晶器配置操作蒸汽循环蒸汽压缩或单一的影响。
像碱等化学添加剂有时注入系统能帮助沉淀的形成。泡沫抑制剂往往用来防止过多的盐结转或维护过程稳定。
结晶器的馏分油通常质量相对较高,是根据过程控制和除雾器设计的。挥发性有机或无机组件转入其中进行冷凝，除非预防措施,pH值控制或汽提等。
由于高水平的浓度和沉淀,实验通常比盐水集中器需要更多的清洁和维护。因为大部分沉淀盐很容易溶于水,清洗通常由简单地减少了凝固过程酒浓度溶解盐积聚在单位组成。
强制循环实验:
图C2-1显示一个通用的强制循环的流程示意图,结晶器能源,而不是指定的图,可能由一个蒸汽压缩,热压缩,或一个阶段或多效蒸汽循环。多效蒸发
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