NaCl废水蒸发工艺及设备设计.doc

目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1引言 3 1.1 文献综述 3 1.2存在的问题： 3 2 实施方案及主要研究手段 5 3蒸发工段物料衡算与热量衡算 6 3.1 物料衡算 6 3.2 热量衡算 6 4 管径的选择 11 4.1 Ⅰ效接管直径 11 4.2 Ⅱ效接管直径 12 4.3 Ⅲ效接管直径 13 5.1第一次预热 15 5.2第二次预热 15 6 蒸发器的机械设计 17 6.1 加热室的设计 17 6.2 分离室的设计 23 7 大气冷凝器的设计 35 7.1 需用冷却水量 35 7.2 直接冷凝器的筒体直径 35 7.3 各管口直径 35 7.4 冷凝器的安装高度 35 7.5 淋水板的设计 35 8 泵的选择 37 9其它主要部件一览表 38 结 论 40 参 考 文 献 41 致 谢 42 1引言 1.1 文献综述 1.1.1国内发展情况： 废水处理是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。我国目前的废水处理主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法3类。 蒸发（或称浓缩）是指将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行蒸发浓缩的过程，主要是利用加热作用使溶液中一部分溶剂汽化而获得。所以，将废水用蒸发工艺处理，不仅废水得到了处理，而且通过蒸发作用后原料达到一定的浓度还可以回收利用，是目前国内废水处理比较常用的方法。 1.1.2国外发展情况： 污水处理是经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分，其在发达国家已有较成熟的经验。如英国、德国、芬兰、荷兰等欧洲国家均已投巨资对因工业革命和经济发展带来的水污染进行治理，日本、新加坡、美国、澳大利亚等国家也对污水处理给予了较大投资，特别是新加坡并没有走先污染后治理的道路，而是采取经济与环境协调发展的政策，使该国不仅在经济上进入了发达国家的行列，而且还是一个绿树成荫、碧水蓝天、环境优美的国家。 国外污水处理厂建设和发展的主要特点为污水处理厂趋向于大型化。国内外对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理（大型化）应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。结合不同的城市布局、发展规划、地理水文等具体情况，对城市污水处理厂的建设进行合理规划、集中处理，不仅能保证建设资金的有效使用率、降低处理能耗，而且有利于区域或流域水污染的协调管理及水体自净容量的充分利用。 1.2存在的问题： 含有NaCl废水蒸发工艺及设备设计中存在的问题有：（1）能耗问题：由于废液中含氯化钠的浓度较低，要回收氯化钠就必须先去掉大量的水分因而能耗较大，成本过高；（2）腐蚀问题：氯化钠溶液对设备的腐蚀性极强，其设备采用一般金属材料是不行的，需要使用钛材等特殊材料，这又加重了氯化钠的回收成本；（3）结垢问题：在蒸发回收氯化钠的过程中，蒸发室和加热管极易结垢，这将使加热管的传热系数降低，增加能源的消耗；（4）在蒸发回收氯化钠的过程中的二次汽中含3-氯丙烯、氯仿、丙烯，这三种有机物随二次汽进入冷凝水中可导致冷凝水的二次污染。 2 实施方案及主要研究手段 从操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发和直接接触蒸发；按流体循环方式可分为不循环型蒸发、自然循环型蒸发、强制循环型蒸发、刮膜式蒸发及离心式薄膜蒸发。设计时针对不同的物料用不同的蒸发器。正确的应用不仅能提高产品的质量，又能节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。本次设计选择外加热式蒸发器。 大气冷凝器和真空泵使得蒸发系统为真空蒸发，这样降低了各效蒸发器内溶液的沸点，使其在100℃以下沸腾，因而可以减轻氯化钠溶液对设备的腐蚀。由于真空度提高后，溶液的沸点随之下降，水分更容易由液相转变为汽相，当加热温度一定时，真空蒸发的蒸出速度就会提高。同时真空蒸发降低了料液的饱和温度，这样在很大程度上减轻了氯化按在蒸发的过程中的挥发程度，也就是减少了随着二次蒸汽的凝结而进入冷凝水中的氨氮含量。此外蒸发的温度降低也有利于3-氯丙稀、氯仿、丙烯物质的挥发，这样使得冷凝水中含氯化钠的量有很大程度的降低。 溶液的流程可以是并流、逆流、平流和错流。并流是溶液与蒸气成并流，不需要泵，成本低，但对粘度随浓度迅速增加的溶液不适宜；逆流是溶液与蒸气成逆流，适用于粘度随浓度变化较大的溶液，但热敏性溶液应有相应措施；平流是每效都加入原料液，适用于蒸发过程中伴有结晶析出场合；错流是溶液与蒸气在有些效成并流，而在有些效间则成逆流，操作复杂，实际很少应用。本次设计选择并流，并流加料的优点是： （1）由于后一效蒸发室的压力较前一效为低，故溶液在效间的输送勿需用