一、丙烯腈工藝廢水四效蒸發(fā)技術(shù)研討概述

　　1.1蒸發(fā)的原理

　　蒸發(fā)是一種是可將富含不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液加熱并使其中局部溶劑汽化并除去，從而增加溶液濃度的相變過程，是最根本的化工單元操作。四效蒸發(fā)是一種節(jié)能技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用蒸發(fā)系統(tǒng)本身產(chǎn)生的二次蒸汽作為能源，減少了對(duì)外部能源的需求，而僅在第一效中耗費(fèi)生蒸汽。

　　1.2效的含義

　　普通地，在多效蒸發(fā)過程中，我們將每一個(gè)單獨(dú)的蒸發(fā)器及其蒸發(fā)過程稱為一效。第一效蒸發(fā)器即是通入新穎加熱蒸汽(即生蒸氣)的蒸發(fā)器，從第一效蒸發(fā)器的出來的二次蒸汽被緊縮機(jī)緊縮，溫度和壓力進(jìn)步，熱焓值增大，然后送入下一效蒸發(fā)器的加熱室作為加熱蒸汽運(yùn)用，該蒸發(fā)器即為第二效。三效、四效依此類推。四效蒸發(fā)即有四臺(tái)蒸發(fā)器，除了第一臺(tái)蒸發(fā)器采用了新穎蒸汽，其他蒸發(fā)器的加熱蒸汽均是二次蒸汽，且均來源于前一臺(tái)蒸發(fā)器。運(yùn)用四效蒸發(fā)的目的是使能源(即蒸汽)得到再應(yīng)用，降低能耗，進(jìn)步經(jīng)濟(jì)性。

　　1.3流程概述

　　某260kt/A丙烯腈工藝廢水四效蒸發(fā)濃縮工藝流程表示圖如圖1所示。該工藝廢水溫度113℃，操作壓力600kPa，流速7148.1kg/h，且丙烯腈聚合物(C6H8N2O計(jì)算)含量816kg/h。經(jīng)過四效蒸發(fā)操作系統(tǒng)，大局部工藝水可被回收，而只要一小局部廢水被送入焚化爐或生化處置系統(tǒng)。請(qǐng)求廢水中有至少83%的水分可以被蒸發(fā)掉，冷凝后的純潔水可作為消費(fèi)過程中的循環(huán)水運(yùn)用，濃縮液中丙烯腈聚合物的質(zhì)量濃度可到達(dá)5.9%以上。

　　從上圖能夠看出，該四效蒸發(fā)系統(tǒng)在真空中運(yùn)轉(zhuǎn)，并流操作。首先是包含重組分的廢水被送入第一蒸發(fā)器，同時(shí)新穎蒸汽被送入以加熱其中的廢水，并將產(chǎn)生的二次蒸汽引入第二臺(tái)蒸發(fā)器，使第二效的廢液在比第一效低的溫度下蒸發(fā)，該過程將依次實(shí)行到第四蒸發(fā)器濃縮后的廢水由殘液泵送到廢水燃燒系統(tǒng)，第一、第二、第三、第四蒸發(fā)器蒸出的二次蒸汽經(jīng)冷凝、汽提后送回丙烯腈安裝再應(yīng)用。

　　應(yīng)用化工流程模仿軟件對(duì)該工藝過程實(shí)行模仿研討得出最終濃縮液中丙烯腈聚合物(C6H8N2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.98%>5.9%，滿足廢水的別離請(qǐng)求。原廢水中水含量為：75148.1-816=74332.1kg/h，經(jīng)過四效蒸發(fā)工藝蒸發(fā)后的水量為：124144kg/h，則蒸發(fā)率為(74332.1-12414.4)/74332.1=83.3%，到達(dá)工藝請(qǐng)求。

　　故得出：由于丙烯腈工藝廢水四效蒸發(fā)中第二、第三、第四效蒸發(fā)器的熱源均來自于前一臺(tái)蒸發(fā)器的二次蒸汽，儉省了一定量的生蒸汽，降低了安裝的能耗。

　　二、新技術(shù)、新安裝在丙烯腈工藝廢水四效蒸發(fā)技術(shù)中的應(yīng)用

　　隨著當(dāng)代化工對(duì)丙烯腈的需求越來越高，研討者們開端在原有辦法上實(shí)行工藝改良以及一些新安裝研討，以此來提升丙烯睛工業(yè)廢水處理才能，減少處置本錢。

　　2.1膜別離在四效蒸發(fā)中的應(yīng)用

　　膜別離技術(shù)是一種當(dāng)代新的別離技術(shù)，具有別離條件溫和，無相變和化學(xué)變化，選擇性好，能耗低，消費(fèi)本錢低等優(yōu)點(diǎn)。因此被應(yīng)用于如藥學(xué)以及與食品、化工、冶金、環(huán)境維護(hù)等行業(yè)。王華同等人經(jīng)過研討比照化學(xué)氧化法技術(shù)，鐵炭微電解法技術(shù)，混凝法技術(shù)，四效蒸發(fā)技術(shù)四種技術(shù)對(duì)丙烯腈廢水實(shí)行了預(yù)處置，得到研討結(jié)果顯現(xiàn)只要四效蒸發(fā)法預(yù)處置后的廢水滿足膜別離的進(jìn)水請(qǐng)求。

　　經(jīng)過四效蒸發(fā)濃縮技術(shù)實(shí)行預(yù)處置過后的廢水，再用膜別離技術(shù)的反浸透處置，經(jīng)過調(diào)理廢水的酸堿度，及采用不同的別離膜展開比照研討，得丙烯腈工業(yè)廢水的除CN-率取得了極大的提升，而且在處置的過程中防止了二次污染。能耗低，資源耗費(fèi)少，到達(dá)了一個(gè)節(jié)約本錢的效果。所以選用四效蒸發(fā)濃縮技術(shù)與膜別離技術(shù)相互交融來妥善處置丙烯腈廢水應(yīng)是當(dāng)前化工行業(yè)一個(gè)被普遍應(yīng)用的方式。

　　2.2熱力蒸汽再緊縮(MVR)

　　機(jī)械式蒸汽再緊縮技術(shù)是一種新型的蒸發(fā)節(jié)能技術(shù)，節(jié)能效果明顯，但是其關(guān)鍵技術(shù)主要被國(guó)外控制，目前普遍應(yīng)用于飲料、食品、化工等行業(yè)。隨著近幾年我國(guó)開端有許多學(xué)者開端研討該技術(shù)的可行性與經(jīng)濟(jì)學(xué)剖析，我國(guó)一些企業(yè)開端應(yīng)用該技術(shù)，因此該技術(shù)在我國(guó)具有一個(gè)良好的開展前景與空間。與傳統(tǒng)四效蒸發(fā)相比，可以進(jìn)步制熱效能，使蒸發(fā)量大，減少換熱面積，進(jìn)步蒸汽應(yīng)用率。

　　MVR技術(shù)替代多效蒸發(fā)，氣液別離是其中關(guān)鍵的設(shè)備之一。李凱等人經(jīng)過剖析比照重力沉降別離器，慣性別離器，管柱式氣液別離器，旋流板式氣波別離器等幾種常見氣液別離器的構(gòu)造和特性，同MVR處置技術(shù)相分離，由于管柱式氣液別離用具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，應(yīng)用前景普遍，以及在MVR技術(shù)中能更好的應(yīng)用它的優(yōu)勢(shì)，最后選擇管柱式氣液別離器實(shí)行研討。模仿了進(jìn)料溫度，緊縮比對(duì)整個(gè)蒸發(fā)濃縮過程的影響，并且研討了最佳別離器的柱體高度，當(dāng)其不小于1000mm時(shí)，別離效果較好，基于這個(gè)研討，工業(yè)上能更好的設(shè)計(jì)出別離器，使得能愈加容易與丙烯腈廢水處置分離。丙烯腈廢水處置量有所進(jìn)步，并且降低其處置本錢。

　　2.3閃蒸-降膜式蒸發(fā)器

　　高濃度、高粘度、高熱敏性的物料運(yùn)用降膜式蒸發(fā)器實(shí)行蒸發(fā)濃縮，能到達(dá)一個(gè)較好的別離效果，并且降膜式蒸發(fā)用具有蒸發(fā)才能高、消費(fèi)本錢、低能源耗費(fèi)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、連續(xù)操作時(shí)較穩(wěn)定、處置量大、真空低溫操作、物料停留時(shí)間短和保證物料不變性特性和優(yōu)勢(shì)，并且真空低溫操作。丙烯腈廢水的處置恰恰是一個(gè)低溫真空下的操作且該廢水屬于熱敏性物料，故降膜式蒸發(fā)器更合適應(yīng)用于丙烯腈廢水四效蒸發(fā)處置的過程中。但是把降膜式蒸發(fā)器應(yīng)用于MVR丙烯腈廢水研討報(bào)道卻是極少。

　　郝帥等人經(jīng)過運(yùn)用現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)軟件，對(duì)降膜式蒸發(fā)器的構(gòu)造實(shí)行設(shè)計(jì)以及研討其性能。研討結(jié)果顯現(xiàn)降膜式蒸發(fā)器應(yīng)用于MVR技術(shù)能大大的節(jié)約能源的耗費(fèi)，并且濃縮使丙烯腈廢水中有害物質(zhì)的含量大大降低。研討結(jié)果還顯現(xiàn)出最佳的殼程流場(chǎng)平均性的導(dǎo)流筒，和最適宜的布膜器以及最佳成膜位置的設(shè)計(jì)，對(duì)其關(guān)鍵的構(gòu)造葉輪實(shí)行了設(shè)計(jì)。基于上述設(shè)計(jì)的結(jié)論，能夠更好的設(shè)計(jì)降膜式蒸發(fā)器，把其應(yīng)用于丙烯腈廢水處置過程中，能到達(dá)一個(gè)很好的處置污水效果，根本完成零排放。

　　三、結(jié)論

　　隨著國(guó)度對(duì)環(huán)境維護(hù)的注重，化工行業(yè)廢水的排放規(guī)范也越來越高，因此丙烯腈工藝廢水的排放規(guī)范曾經(jīng)成為限制企業(yè)消費(fèi)丙烯腈開展的重要要素。論文綜述了丙烯腈工藝廢水處置的各種辦法和新技術(shù)、新安裝與丙烯腈工藝廢水四效蒸發(fā)處置技術(shù)相分離的運(yùn)用，同時(shí)重點(diǎn)闡述四效蒸發(fā)處置工藝，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮處置，不只濃縮的液體原料能滿足隨后的處置站的請(qǐng)求，而且節(jié)約了大量的水和水蒸汽的量，整個(gè)工藝具有節(jié)能降耗的意義。