废水蒸发塔在硫酸工艺中的应用

1.改造前系统存在的问题

硫酸三厂干燥吸收工段采用废水循环冷却。由于废水不外排，废水中氯离子急剧增加，导致板式换热器或阳极保护换热器结垢腐蚀。虽然添加阻垢剂可以减少结垢，但不能从根本上解决问题。废水在冷却塔中不断蒸发。由于过饱和盐的不断沉淀，板式换热器或阳极保护换热器仍会结垢。由于温度较高，第一次吸入和第二次吸入中的结垢最为严重。平均来说，它每月至少停下来清理一次。结垢问题影响了正常生产。另外冷却塔填料因结垢严重堵塞，钢结构也有腐蚀，几乎每年都要更换。由于阳极保护氯离子含量高，腐蚀泄漏，经常被迫停焊检修，造成维修费用增加，设备启动率达不到要求。阳极保护换热器几乎不能继续使用，一年左右就要报废了。用板式换热器代替原来的阳极保护是不得已而为之。即使是由不同材料制成的板式热交换器也可以承受更高浓度的氯离子，但这是有限制的。超过限度，很快就会被腐蚀，不是长久之计。

为了减少废水造成的设备和管道的结垢和堵塞，必须向废水中加入阻垢剂来缓解问题，这导致了加入阻垢剂的巨大成本。根据硫酸三厂的统计，一个1000m3的塔每月的缓蚀阻垢剂费用约为5万元，一年的费用为60万元。频繁移除替换板会导致替换板衬垫的损坏。第一吸和第二吸每年更换200多块换板垫。若每块换板垫单价为780元，则200 *780元/板的成本为15.6万元/年；冷却塔钢结构因填料堵塞和腐蚀造成的年维护费用约为11.4万元。无法计算堵塞造成的停产等其他间接损失。直接运营成本约87万元/年。面对如此严重的问题，迫切需要找到一个彻底的解决方案。

2.废水蒸发塔的应用

(1)废水蒸发塔的结构和特点。

硫酸三厂废水蒸发塔呈正方形，长12.8米，宽12.8米，高13.3米。塔为方形逆流，钢筋混凝土框架，机械通风，无填料，低噪音，耐腐蚀。大直径喷嘴在塔内均匀分布，雾化效果好，不堵塞。在塔外，有8个定制的热交换器来提供废水蒸发所需的热量。塔内废水蒸发量为6t/h，具有以下特点:能适应露天和多尘环境，保证24小时连续运行；蒸发塔除了蒸发废水外，冷却能力强，噪音低，维护方便。整机密封性好，可避免水污染和杂物掉入；塔架的所有金属构件耐腐蚀，强度高；集水装置抗老化，耐高低温(-20℃-60℃)，分水性能好，强度高，阻燃性好，环保；低噪音，防水，耐高低温，适用于户外环境；风扇角度可调，风量大，效率高，传动平稳，噪音低，耐腐蚀。配套的换热器换热性能高，采用分体式设计，可单独检修；换热管束采用不锈钢传热管和铝翅片，表面经过钝化处理，具有很强的耐腐蚀性。合理安装换热管的角度，保证循环水能自己排干净。

(2)废水蒸发塔的工作原理。

硫酸三车间干吸工段一吸、二吸酸温需由85℃降至70℃，换热采用板式换热完成，即低温(60℃)(除盐水)循环水经分水器输送至一吸、二吸板式换热，换热后酸温由85℃降至70℃，满足工艺要求。循环水吸收酸的热量后，水温升至70℃进入集水器，由循环泵泵入废水蒸发塔。废水蒸发塔配有定制的换热器，可吸收10℃温差的热量，使循环水温度降至60℃。冷却后的循环水再进入分水器，完成上述热交换过程。此过程中的补给水由补给水泵泵入循环系统，当循环系统中的水压低于设定值时，补给水泵自动补水。

废水由废水循环泵泵入废水蒸发塔，蒸发塔内安装有喷淋装置，废水以雾状状态由喷淋装置喷淋。废水蒸发塔周围安装定制换热器，低于喷淋装置，可以释放吸收的热量，加热雾状废水自下而上蒸发。被喷淋的废水进入蒸发塔内的集水装置，由废水循环泵抽出，然后泵入蒸发塔，如此往复完成废水蒸发的过程。

蒸发塔运行一段时间后，塔底会堆积大量碳酸钙、碳酸镁等固体杂质，需要清理。蒸发塔专门预留了一个3米*3米的升降门，供小铲车进入清洗，升降门由减速机驱动，完成螺杆的升降。塔内有足够的空间，1.5T的叉车可以轻松在塔内作业。铲车将塔内沉淀物清理干净后，由运输车运走做进一步处理。蒸发清洗门和塔体内部的设计非常人性化，无需人工清洗，大大提高了工作效率，节省了人力成本，提高了系统的驱动率。

3.应用效果

目前在运行方式上有两个闭路循环，一个是清水间接换热，一个是废水间接换热。清水闭路循环是将清水注入干吸段的换热管道，干吸酸温的热量被循环泵吸收，然后释放到废水蒸发塔的定制换热器，完成能量转换。这种闭路循环从根本上解决了结垢、堵塞、腐蚀等问题。，并保护设备。废水封闭循环是指废水只封闭在废水蒸发塔中，完成废水的蒸发。废水蒸发塔的内部结构与原冷却塔不同，也节省了原冷却塔运行的直接费用。

蒸发塔优于以前的简易冷却塔，可以蒸发废水，缓解水处理压力。目前炼油企业的废水可以直接进入蒸发塔进行蒸发。按照目前每小时6吨的蒸发速度(实测)，每天可蒸发废水144吨。按一年330天计算，可节约污水处理费47520吨，超过100万元。

经过初期投资和长期效益核算，废水蒸发塔每年可产生经济效益约180万元。

硫酸三厂蒸发塔自2014年7月投产以来，干吸板更换基本无结垢、堵塞、腐蚀现象，从未因干吸板更换而停机，大大提高了开车率。而且蒸发塔可以高效处理生产废水，大大缓解了废水处理的压力，为公司的环保节能做出了巨大贡献。

4.促进

废水蒸发塔是根据恒邦的实际情况研究设计的，已申请国家实用新型专利(专利号ZL201420400283.4)。为了进一步推广应用，2015年，在第一冶炼公司硫酸一车间安装了废水蒸发塔，定制换热器的热源为生产中的余热蒸汽，以蒸发生产过程中的废水，解决废水处理难的问题。经过几年的运行，效果令人满意。(来源:山东恒邦冶炼有限公司)

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