MVR在炼厂烟气脱硫废水处理装置的应用

发表时间：2021-02-06 14:34:46 阅读次

某石化公司催化裂化CO烟气脱硫装置产生了高浓度含盐废水，溶解性固体浓度的设计值为8%，实际运行最高达到13%，根据《青岛市海洋环境保护规定》、《污水排入城镇下水道水质标准》的要求，该装置的高盐废水无法直接排放至胶州湾海洋区域及市政污水管网，通过技术探讨，利用MVR技术新建一套高盐废水处理装置以实现脱硫废水的“零排放”。

　　一、MVR技术概述

　　(1)MVR技术原理。

　　MVR是机械蒸汽再压缩技术(mechanicalvaporrecompression)的简称。MVR技术除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽，利用蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩后蒸汽压力、温度升高，热焓值增加，然后送到蒸发器的加热室作为加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，二次蒸汽也得到了充分的利用。

　　(2)MVR高盐废水处理工艺原理。

　　高盐水经过加热提升温度，在蒸发室中闪蒸出低品位蒸汽，盐水浓度提高后去提稠、干燥设备进行处理，低品位蒸汽进入蒸汽压缩机提高品位，不间断的用于加热原料盐水，而后凝结为水进入其他装置再利用。从而实现高盐废水的零排放。

　　二、MVR高盐废水处理工艺的应用

　　(1)MVR高盐废水处理工艺线路。

　　高盐废水经过两级预热器升温(两级预热器的热源为装置内部的不凝气、冷凝水)，进入强制循环管与结晶器返回料液混合，经强制循环加热器加热后，进入结晶器闪蒸，当结晶器中的料液浓度达一定程度会有晶体析出，高浓度的料液从结晶器底部进入稠厚器后进行固液分层，顶部的母液溢流到母液罐后与原料混合再次进行循环加热，底部的盐浆进入离心机分离后出盐。蒸汽从结晶器出来后进入蒸汽压缩机，经过压缩机压缩后蒸汽压力、温度提高，热焓值增加后的蒸汽进入循环加热器继续作为热源用，蒸汽在循环加热器中冷凝为水。冷凝水自循环加热器自流至冷凝水罐，经过冷凝水泵加压，一部分供给压缩机作为减温水使用，另一部分与原料水在二级预热器换热后送出装置。

　　(2)MVR技术处理效果。

　　MVR装置的原料水盐含量设计值为20%，需要脱硫装置增加吸收浆液的循环率，提高原料水的盐含量，但实际操作过程中吸收浆液的循环率增加后，脱硫装置吸收塔中结垢明显增加，所以无法提供设计参数要求的20%盐含量的原料液，实际运行过程中原料液盐含量最高为13%，随着烟气硫含量的变化盐含量会随之波动(表一为原料水的实际分析数据)。原料水盐含量的大范围的波动并偏离设计值虽然造成装置的成本增加、操作波动，但处理后的冷凝水COD、氯离子大幅下降，电导率最高为25μS/cm，达到脱盐水站新鲜水进水、循环水厂补充用水的水质要求(表二为冷凝水分析数据)，处理后的结晶盐硫酸钠含量在99%以上，达到《GB/T6009-2014工业无水硫酸钠》中优质品的要求。从处理后的产品分析数据来看，MVR技术对高盐废水的处理效果极佳。

　　三、MVR高盐废水处理工艺应用存在问题

　　(1)管线容易堵塞。

　　结晶器后的浓浆液线中的介质处于饱和临界状态，容易在管线内壁析出结晶盐，长时间的积累会堵塞管线，运行过程中会产生疏通管线等等增加工作量的情况。

　　(2)能耗、运行成本偏高。

　　原料液实际含盐量远低于设计值造成整个循环过程需要更多的热量来保证原料液的蒸发量，而设计状态下的能量平衡无法实现，原料液进循环加热器的实际温度过低，循环加热器必须补充新蒸汽才能保证结晶器的蒸发量，导致了装置的整体能耗变高，运行成本也随之提高。

　　(3)装置操作平衡点的控制困难。

　　装置的实际运行过程中系统真空度、浆液的蒸发温度、结晶器的液位、蒸汽进循环加热器的温度(蒸汽压缩机出口温度)、新鲜蒸汽的补充量等等参数之间的平衡存在操作难度。系统真空度变化，结晶器的液位随之变化，浆液蒸发温度也会随之变化，进而影响蒸汽进循环加热器的温度(蒸汽压缩机出口温度)，会使系统蒸发量变大或变小，蒸发量的变化又会反过来影响系统真空度，总之整个系统参数需要达到一定的平衡才能平稳运行。

　　(4)结晶盐的处理增加了运行成本。

　　结晶盐Na2SO4没有作为产品外销的渠道，只能作为固废处理，每吨的处理价格在1200元左右，增加了运行成本。

　　(5)冷凝水电导率偏高。

　　装置产生的冷凝水电导率实测最高为25μS/cm，无法达到锅炉给水标准。如果采取有效的改进措施提高冷凝水水质，使其达到锅炉给水标准，会提高装置产品的价值，减少装置运行成本。

　　四、MVR技术应用的改造及优化建议

　　(1)浓度高的料液处于自流状态，所以管线要选择合理的倾斜角度，增加自流动力，在易堵的管线增加低浓度料液实时冲洗线，降低料液在管壁结晶的可能性。

　　(2)利用炼油装置过剩的热水对原料水进行预热，利用炼油装置产生的闪蒸气做为循环加热器的补充能源等等，在设计阶段充分利用其它装置的过剩热量，既可以回收炼油装置的过剩能量，又可以有效降低装置的能耗及运行成本。

　　(3)合理选择蒸汽除沫器结构，合理确定除沫器安装高度，可以有效控制蒸汽夹带问题，从而提高冷凝水品质。

　　(4)合理进行设备选材，推广国产蒸汽离心压缩机组的应用，尽可能减少装置的一次性投资。

　　(5)开拓结晶盐Na2SO4作为商品外销的渠道，减少结晶盐作为固废处理增加的运行成本。

　　五、结束语

　　MVR技术可以有效解决高盐废水的环保排放问题，但新建装置要充分利用炼油装置的过剩热源，并采取有限措施提高冷凝水水质，在最大限度的降低运行成本后，MVR技术是可以在炼厂高盐废水处理的实际应用中进行推广。