干货蒸发结晶盐堵与焦油累积问题，你还

高盐高COD废水蒸发结晶过程中存在的问题及解决方案

在化工生产中，特别是精细化工厂，经常会遇到高盐高COD废水处理，在其蒸发结晶过程中会出现盐堵与高COD有机物形成焦油造成系统运行难以稳定的现象。如何有效的减缓甚至消除盐堵及焦油累积问题是目前蒸发结晶行业的一大难题，本文针对此问题提出一些解决方案，希望对此类废水处理能有所帮助。

1.盐堵问题及解决方案

高盐废水中含盐成分非常复杂，通常会含有钾、钙、钠、镁、铵根等离子和氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子、硅酸根离子等离子，它们在蒸发结晶过程中，不断浓缩达到共饱和产生的晶核及胶体在蒸发器和换热器的加热管上附着形成垢层，轻则影响换热器效率，重则会使换热管堵塞，造成处理能力下降，能耗升高，严重影响蒸发结晶装置的稳定运行。另外浓盐废水在蒸发汽化过程中，易产生二次蒸汽雾沫夹带，雾沫中所带的含盐水滴附着在除沫器的丝网或折流板上，不断浓缩析出晶体形成垢层，严重时造成二次蒸汽受阻。针对以上问题，下面从设备和工艺两个方面提出以下解决方案：

（1）蒸发结晶器形式选择：对于高盐易结晶物系的蒸发结晶，一般采用强制循环蒸发结晶系统，现代强制循环式蒸发结晶系统的形式有四种：a）强制正循环切向进料蒸发结晶器；b）强制正循环轴向进料蒸发结晶器；c）强制逆循环径向出料蒸发结晶器；d）强制逆循环轴向出料蒸发结晶器。根据有关资料介绍并结合实际情况对比正循环切向进料类型的蒸发结晶器在生产过程中产生块盐的概率大一些，逆循环轴向出料类型的蒸发结晶器产生块盐的概率小一些，主要是因为料液底部切向进入蒸发器对器壁具有一定的冲刷作用，减少了盐类在器壁上的结晶，消除了块盐形成的场所。因此设备选型很重要，对日后生产具有先天性作用。

图1强制循环蒸发结晶器

（2）壁面光滑度的选择：蒸发器或加热管内壁越光滑，结晶盐粒就难以附着在上面，因此器壁或管壁越光滑，结垢的概率越小，产生块盐机率越少，发生盐堵的风险就越小。根据化工废水的特点，蒸发结晶器最常用的材质有不锈钢、双相不锈钢和钛材等，其中钛材光滑度比双相不锈钢和不锈钢要好，但其造价高且焊接工艺相对复杂，维修难度较大，因根据处理物系的特点合理选择材质；在焊接时应尽量采用超大板，减少焊缝，特别应避免焊缝出现在液面附近，表面处理时应采用正确的抛光工艺和钝化工艺，这样才能从设备上减少结块盐的概率并延长蒸发结晶系统的操作稳定性。

（3）加入晶种防垢法：通过在高盐废水中加入一定量的晶种，利用其与垢物相同的晶体表面对垢物的亲和力，降低废水中结晶盐的过饱和度，使废水中析出的结晶盐分子优先附着在悬浮的晶种上，而不是沉积在加热管内壁上，达到了防垢的目的。

（4）投加阻垢剂防垢法：通过向结晶母液中投加生石灰和碳酸钠等阻垢剂，使盐水中的金属离子与其发生反应生成溶度积常数远小于硫酸钙、硫酸镁的碳酸钙和碳酸镁，然后通过旋流分离或离心分离加以去除，母液返回系统，从而达到防垢的目的。

（5）多相流防垢法：通过在蒸发结晶系统中加入一定量的直径1-4mm的三氧化二铝、聚四氟乙烯或聚甲醛等惰性颗粒，使其在加热室内均匀分布形成汽液固三相流。由于液相物料带着颗粒流动，物料从层流动变成湍流动，管壁附近

物料流速加快，固体颗粒运动破坏了边界层，同时对壁面有一定的冲刷作用，减少壁面结垢。

（6）增加气液分离空间法：通过加大蒸发结晶器的蒸发空间和高度，减少蒸发结晶器内的蒸汽流速，以减少气相夹带，来防止除沫器的丝网或折流板上发生堵塞。另外，通过在丝网除沫器前设置预除沫器，减少对丝网的堵塞。

（7）增加保温伴热：在蒸发结晶器强制循环管路中，由于管路温度的降低，一般盐的溶解度会降低，盐易过饱和而在管壁结晶，为防止管路及蒸发器壁因温度降低而造成的结晶，通过增加保温伴热来降低和消除温差引起结晶的可能性。

（8）操作压力稳定性：蒸发结晶器内操作压力平衡稳定，波动小，结晶产生少，既使产生了的结晶盐也不会经常脱落；反之，压力不稳定，波动大，会造成饱和盐易结晶，易脱落，易翻液，二次蒸汽管内积盐等问题；通过真空泵维持系统压力的稳定也是防止盐堵的重要措施。

（9）操作液位稳定性：蒸发结晶器内操作液位控制适度稳定，波动小，产生的结晶盐少；液位控制过低，会造成料液在管内沸腾，加热管结垢堵管；液位控制过高会造成罐内蒸发空间小，液沫夹带严重，甚至翻液；液位波动过大，会造成块盐生长快，脱落快，块盐多。在其它条件相同下，液位尽量采用自动控制以增加液位的稳定性。

（10）控制固液比法：外加热式强制循环蒸发器生产过程中，可通过控制浓盐废水中固液比量在一定的范围内，在轴流泵的作用下，含较多结晶体的废水具有一定的流速，对换热管内壁有较强的冲刷作用，使晶核无法在加热管内壁附着形成垢层。

2.焦油累积问题及解决方案

在化工废水中的高COD废水里，对COD贡献的成分非常复杂，特别是精细化工领域，这些有机物在蒸发结晶过程中可能发生聚合等反应而形成大分子焦油。对于密度比水大的有机物或焦油，蒸发结晶过程中，会随结晶盐排出系统；但对于密度比水小的有机物或焦油，会浮在蒸发结晶器的水表面，不断累积，难以排出系统，造成系统难以稳定运行。一般所形成的焦油和有机物的粘度随着温度的降低而变大，冷却后形成像橡皮筋一样的粘稠状物质，容易堵塞管道及离心机，甚至会损坏设备。针对化工废水中高COD废水的焦油问题，下面仍从设备和工艺两个方面提出以下解决方案：

（1）工艺流程合理安排：由于焦油的粘度随着温度的降低而增大，其流动性会明显变差，表现出高温时流动性好、低温时流动性差，因此在设置工艺流程时，若采用多效蒸发工艺，应将含焦油量最高的浓缩液设置在第一效，即采用多效逆流蒸发结晶工艺，进料进入最后一效，焦油在第一效高温状态下富集。如图1所示，这样焦油全在第一效富集，温度高、流动性好，减少了黏附在管壁的风险，且易于集中处理。

图2三效逆流蒸发工艺

（2）设置分油结构：与防止盐堵的工艺相同，首先要保证操作压力和液位的稳定性，在此基础上，增大蒸发结晶器蒸发液面处的直径，从而使结晶分离室内溶液状态更平稳。另外通过对焦油采出口处设置隔离挡板，进一步增加采出口处液面的稳定性，以便于焦油层和水层的良好分离，保证采出焦油的含量与稳定性。

（3）增加保温伴热和蒸汽冲洗：与防止放盐堵原理相同，为了防止焦油因温度降低可能产生的管路堵塞，尽量在阀门、管路等位置增加保温伴热和蒸汽冲洗，从而保证系统的稳定运行。

（4）控制结晶粒径：当结晶盐晶体粒度越小时、越容易形成晶簇，越容易把焦油包裹进晶体中，从而可能使固体物料形成粘块，造成管路堵塞或影响机泵及离心机的运行；反之，当结晶盐晶体粒度越大、单位质量的晶体表面积越小时，晶体包裹焦油杂质的可能性越小，晶体物料的流动性也越好，焦油对系统的影响也越小，因此选用蒸发结晶器时，应尽量选用有利于结晶盐晶体生长的结晶器，如OSLO型蒸发结晶器。

（4）增加循环流速：与防止盐堵中控制固液比原理相同，合理设计溶液内管内流速，通过轴流泵的强制循环减小焦油可能对列管换热器产生的影响。

（5）合理调整工艺：针对化工废水有机物成分复杂，焦油最终可能形成的状态的不确定性，须考虑在设备运行中根据运行情况进行工艺调整。例如，若焦油聚合，则可通过对焦油组分的分析，运用化学方法防止其聚合；若焦油和水互溶性很强，难以分层，则可在焦油富集至一定浓度后将离心母液外排至废液槽，待油、水在废液槽内有效沉淀分离后，取出油分，母液则返回蒸发结晶器继续参与蒸发。

以上解决方案具有一定作用，但不一定能彻底解决盐堵问题，还有其它解决方案欢迎大家补充交流。