在化工行业、工业生产行业蒸发、蒸发浓缩、蒸发结晶都是常见的工艺,蒸发结晶是目前在工业废水处理中应用较多的方式,蒸发结晶的原理是什么呢?
蒸发的原理以及蒸发结晶的原理
蒸发的原理是使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化,并移出蒸汽,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作,蒸发操作广泛应用于化工、石油化工等行业,蒸发结晶、蒸发浓缩是常见的工艺类型。
蒸发结晶是通过蒸发的过程,随着溶剂的挥发,原来的不饱和溶液逐渐变为饱和溶液,饱和溶液再逐渐变为过饱和溶液,这时溶质就开始从过饱和的溶液中析出。很多溶质可以以晶体的形式析出(也有以非晶体形式析出的),这就是结晶过程。
对于蒸发操作,进行蒸发结晶的目的是为了脱除溶剂,将溶液增至饱和状态,随后加热或者冷却,析出固体产物,以得到固体的溶质。
蒸发结晶的工艺
在进行蒸发结晶的过程中,会常用到闪蒸模式(闪急蒸发):这是一种特殊的减压蒸发,将热溶液的压力降到低于溶液温度下的饱和压力,则部分水将在压力降低的瞬间沸腾汽化。进行闪蒸的优点是避免在换热面上生成垢层,闪蒸不需要加热,热量来自自身放出显热。
热泵蒸发也是蒸发结晶工艺中的一种,提高二次蒸汽的压力和温度,重新用作蒸发的加热蒸汽,称之为热泵蒸发或蒸汽再压缩蒸发。
对于热泵蒸发是消耗一部分高质能(机械能、电能)或高温位热能为代价,通过热力循环,将热由低温物体转移到高温物体的能量利用装置。
蒸发结晶除盐工艺以及设备
随着国内环保治理逐步加强,对于高盐废水、高盐污水、工业污水脱盐等方面需要采用蒸发结晶除盐工艺。
蒸发结晶除盐工艺主要是利用蒸发结晶的方式,将工业生产过程中产生的高盐废水、高COD废水、重金属废水等废水进行浓缩、结晶处理。
蒸发结晶工艺有多效蒸发工艺、MVR蒸发工艺、强制循环蒸发工艺或者有蒸发结晶组合工艺等方式。
蒸发结晶设备按照设备组成可以分为单效、双效、三效、四效、五效等;
蒸发结晶设备按照物料在系统内部的工艺流向:顺流、逆流、混流三种;
蒸发结晶设备按照使用热源不同又分为:常规饱和水蒸汽加热、废热回收利用(常规蒸发器、直热式蒸发器)、MVR二次蒸汽机械再压缩三种;废热回收利用主要为电厂过热蒸汽、企业锅炉高温烟道气、高温换热水(油、媒介)、高温化工废水、高温二次蒸汽、太阳能加热导热媒介后换热利用。
多效蒸发结晶工艺、MVR蒸发结晶工艺均可以用来处理高浓度、高色度、高含盐量的工业废水。同时还适用于印染、电镀、化工、发酵、制药、金属提取、电厂废水处理等行业的高盐污水处理项目,同时还适用于高腐蚀盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐的连续蒸发结晶。
如何选用合适的蒸发结晶设备呢?
根据情况,对于盐类蒸发,优先选用强制循环型蒸发器,如果盐类浓度较低,也可以采用前置降膜蒸发器+强制循环蒸发器的方式,以降低运行及初次投资。对于其它非盐类的蒸发,优先选用降膜蒸发器。