《蒸发结晶技术在天然气净化厂废水处理中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蒸发结晶技术在天然气净化厂废水处理中的应用（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、蒸发结晶技术在天然气净化厂废水处理中的应用一、前言 天然气净化厂废水主要包括脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理、循环水和锅炉房等工艺 装置的排污水，脱硫、脱水等装置的检修废水，办公和食堂的生活污水。此外，还有化验室 废水、酸水汽提塔事故排水，部分净化厂还有原料气带入的气田水。天然气净化厂废水处理 工艺可大致分为两类：一类是高浓度废水与中低浓度废水掺合，采用中和生物法处理，一类 是将中低浓度废水采用生物法处理，高浓度废水单独处理。生物法的主要流程为：废水一隔油一调节一好氧一混凝一过滤一排放， 废水一预曝调节一厌氧一好氧一沉淀一排放。采用生物法存在的主要问题为：对进水浓度和水量大小要求比较严格，进水的
2、浓度低， 无法对高含盐废水处理进行处理，出水时常超标严重。二、高含盐废水的处理天然气净化厂对高含盐废水的处理之前多采用深井回注法，主要流程为：废水一预处理 一回注废弃井中。采用该法的存在的主要问题为：对回注井选择要求较高，如遇回注井渗漏， 废水将渗入地下水系统，造成环境污染。近年来，国家对生态文明建设的关注力度日趋重视， 环保已经成为每个企业应尽的社会责任，如何处理天然气净化厂的高含盐废水以达到合理资 源化，已成为必然趋势。对于高含盐废水，较为常见方法主要有多效蒸发(MEE)、机械式蒸汽再压缩(MVR)、高 级氧化(AOPS)、正渗透(FO)、反渗透(RO)、电渗析(ED)等处置技术，有的甚至
3、采用多种技 术的联合来资源化处理高含盐废水。三、蒸发结晶工艺在天然气净化厂废水处理中的应用示例 以四川某天然气净化厂为例，废水主要来源是尾气处理装置、循环水及锅炉房的排污水等，原水水质如表1 所示：1四川栄天姑兰;争址厂喘衣的匱水木压顶目piitfiCODMawa-TDS无呈纲7-9.250喀鹑1喀15占 1150吨n,3000啊/Ln.5nipftmg/I.G灿废水水质的分析结果表明，该天然气净化厂废水存在以下特点： (1)主含为 Na2SO4、 NaCl及少量Ca2+,Mg2+, (2)含有一定的有机物，(3)TDS含量较低。对该类废水的处理，可 采用多种处理技术联合使用，以下两种处理方案
4、可供参考。3.1 处理方案一在对废水预处理后采用一级 RO 反渗透+纳滤 NF+ED 电渗析+蒸发结晶处理工艺。在 ED 电渗析前增加纳滤处理，可实现二价盐与一价盐的有效分离，此处理工艺将产生两股浓 水：1) 纳滤(NF)浓水：TDS约为100,000mg/L(主含为硫酸盐)2) 电渗析(ED)浓水：TDS约为200,000mg/L(主含为氯盐)水质如表2所示：袈2 方巽一竝理召的废水水展琐目pH值CXDCa*SO；F.Cl-TDS把吐纲mg/lj111 阴.mg/L11闌1创llkgHjing/K&-y45U155w羽阳WfOXJO=eD.s15(10W KXMKJO57埜mon157 J話
5、石600O12(W)0对于浓水的处理，可采用两套蒸发结晶装置分别进行处理。3.2 处理方案二采用两级RO反渗透+蒸发结晶处理工艺，结合相图原理，采用蒸发结晶对浓水进行分 盐，以达到盐水分离，有价资源回收利用的目的。二级RO反渗透产生的浓水拟采用一套蒸 发结晶处理。水质如表3所示：表m方案二处理后的底水水界pl!X暗，NfLrF1+crTUStt时LMl汎mg/L二级1山浓水W4417800330055000二级R0产水6-720另1笙（15135三肋至1刘003.3 工艺方案比选方案一的优点是在蒸发结晶装置之前，对废水进行了分盐处理，进入蒸发结晶的水质比 较单一，对蒸发结晶装置的运行和控制较为
6、有益，缺点是除了反渗透膜浓缩以外，需要额外 建设纳滤(NF)装置及电渗析(ED)装置，且后续需配套两套蒸发结晶装置处理浓水，需考虑两 套装置的运行方案，操作比较繁琐，工艺流程较长，一次性投资较高，占地面积较大，操作 岗位较多，维护较麻烦。方案二采用两级RO膜进行提浓，RO膜的淡水可用于生产用水，浓水进入蒸发结晶， 利用 Na2SO4、NaCl 两种盐溶解度的差异进行分盐操作，蒸出水可用于装置回用及净化厂 补水。优点是工艺流程较短，一次性投资较小，占地面积较小，操作岗位较少，缺点是分盐 操作在蒸发结晶装置内进行，实际操作中对蒸发终点的控制较为严格，若控制不当，将影响 硫酸钠品质。综合投资、占地、
7、操作难易程度等因素，采用方案二：两级RO浓缩+蒸发结晶对上述 废水进行处理。3.4 工艺流程简述净化厂产生的废水首先进入RO膜处理装置，经过两级膜浓缩后，淡水回用，浓水进入 浓水池，经进料泵进入蒸发结晶系统。在蒸发结晶系统中，由于Na2SO4和NaCl的溶解度 不同，随着水分的蒸发，料液进一步浓缩，Na2SO4优先结晶析出，形成硝浆，硝浆经浆料 泵进入离心脱水系统，固液分离后，离心母液返回蒸发结晶系统，固体盐作为工业盐外卖。 随着蒸发的进行，进原水中的COD随着水分的减少而进行富集，导致蒸发罐内料液粘度增 大，严重影响蒸发过程中盐的结晶，因此，当COD富集到一定浓度时，需将高浓度COD 母液排
8、入干燥系统处理。3.5 蒸发结晶系统的控制 由于需要在蒸发结晶系统中完成分盐，同时对工业盐的品质有严格要求，因此对于蒸发 终点的控制极为重要。以100C下Na2SO4-NaCl-H2O的相图为例，简述蒸发过程。Id)Nad# 区Ey图2 100贮下N虽SO厂N日相图如图所示，AAEC为Na2SO4的结晶相区，F点为本蒸发结晶装置的原料的组成点，随 着蒸发的进行，系统点F向水含量减小的方向移动，O点与F点形成连线OF并向AB延伸， 与CE交于G点，到达G点后，蒸发过程进入Na2SO4相区，Na2SO4开始析出，随着水分 的蒸发，系统点从G点沿OF继续移动，与AE交于H点，为硫酸钠单盐析出的终点。
9、此 后，若继续蒸发，系统点将进入Na2SO4和NaCl的混溶区，Na2SO4将与NaCl 起析出， 形成杂盐。但由于实际的生产操作中有一定的波动，宜将蒸发终点控制在 H 点之前，避免 由于过度蒸发，导致NaCl析出，影响Na2SO4的品质。表4 LQOCTNflO.-NaCi-H.O 和谐酒的極相组咸23.225.930.015.010.05.0(0.52Nw：SO+04.46.91L.116.522.829.74.65在相图上的点E点C点E点共饱点系统点另外，进料中的COD约为280mg/L，随着蒸发的进行，COD的含量不断升高，过高的 COD会导致蒸发罐内起泡，严重时甚至会出现翻液现象，同
10、时，高COD会使溶液的粘度增 大，结晶析出的晶体无法沉降下来。故COD的含量达到一定浓度时，须将母液排出蒸发结 晶系统，采用真空干燥或者喷雾干燥对高 COD 母液进行处理。3.6 本工艺的特点3.6.1根据天然气净化厂废水的特点，采用两级RO膜浓缩+蒸发结晶两种处理技术的联 用，实现了无机盐、有机物及水的有效分离。由于废水的TDS较低，前期考虑采用两级RO 提浓，到达一定浓度以后进入蒸发结晶系统，并在蒸发系统中实现分盐。3.6.2 蒸发结晶系统在制盐、制硝、处理高含盐废水等方面应用广泛，技术成熟可靠， 可根据当地能源结构，选择使用MVR或多效蒸发，有些地区考虑汽电平衡，可采用MVR+多效蒸发联
11、用的工艺进行处理。根据处理规模的大小，又可采用单效、多效（多至五效甚至 六效）对废水进行处理，节能效果明显。近年来，已将蒸发结晶工艺成功引入天然气净化厂， 并在磨溪天然气净化厂成功运行。3.6.3 根据废水特性，本装置的选材主要采用钛材及 316L 不锈钢。由于钛材具有良好 的传热性能、耐腐蚀性、耐磨性及表面光洁度，采用钛合金和纯钛管作加热管，可使洗罐周 期大大延长，设备维修工作量及费用减少，设备使用寿命长达15年以上，综合经济效。C较 好。3.6.4 处理装置若采用橇装模块化设计，钢结构和管道预制好以后，直接在现场进行组 装，可最大程度的减少现场工作量。3.6.5 采用 DCS 对整个装置进
12、行自动化控制，可大大降低生产强度，延长生产周期。四、总结 本文以四川某天然气净化厂的生产废水为例，介绍了蒸发结晶工艺在天然气净化厂废水处理中的运用思路，并结合Na2SO4-NaCl-H2O的相图，对蒸发结晶分盐过程进行说明。蒸发结晶不单是盐和水分离的过程，可以结合各无机盐的溶解度特性，在蒸发结晶系统中进行 分步出盐，可将无机盐进行有效分离。该技术以相平衡作为支撑，不仅可应用于净化厂废水 处理中，在气田水、地下卤水，盐湖水，及含多种无机盐的废水处理中均可应用，在达到盐 水分离的前提下，进一步达到盐盐分离，分离出来的无机盐，可根据分离出来的质量，进行 多种回用，或作为化工原料，或作为畜牧用盐，这样既可实现终端废水零排放，又可实现多 种有价资源的合理化回收利用。 （
