大唐克旗廢水處理項目高濃度含鹽污水(濃鹽水系統)采用三效真空強制循環蒸發結晶技術，即多效蒸發技術。該技術從國內制鹽行業移植，第一次應用到煤化工廢水處理零排放項目上，克旗項目在國內是首創。多效蒸發裝置負責處理前段膜濃縮后的濃鹽水，通過三效蒸發裝置進行蒸發結晶，產水去化工區全廠凝結水裝置精處理回收利用，濃縮結晶液經離心機分離后，鹽泥作固廢處理。多效蒸發裝置是實現公司污水“零排放”和系統鹽平衡的重要環節和關鍵控制裝置。

　　1、多效蒸發技術

　　蒸發就是指通過低壓蒸汽加熱使溶液沸騰后，氣體汽化成液，溶質在液體中增濃，各效蒸汽回收后進行冷凝收集，冷凝液中不揮發溶質較少，廢水得到凈化，高濃液體通過脫鹽形成固體。蒸發操作的目的是將固體和液體進行分離，本質是熱量更換與傳遞。

　　多效蒸發是根據蒸汽溫度隨壓強降低而降低和只要有溫度差存在，就會有熱量傳遞發生的原理，只要有一個加熱器內溶液沸點低于二次蒸汽溫度(且有一定溫差)，就可以使二次蒸汽冷凝放熱，加熱溶液而沸騰蒸發。其實現方法是：降低該加熱器溶液的壓強(即降低了沸點)。在多效蒸發過程中，增大加熱蒸汽壓強和降低末效二次蒸汽壓強，使各效間形成逐步降低的壓強階梯，則各效溶液的沸點逐漸降低，效與效間形成溫度差，達到各效溶液吸收前一效二次蒸汽潛熱而沸騰蒸發的目的。

　　2、煤化工廢水工程概況

　　大唐克旗煤制天然氣項目作為國內第一個大型煤制天然氣示范項目，碎煤加壓氣化爐產生的廢水成分復雜、濃度大、水量大、回用處理要求高。煤制氣碎煤加壓過程中產生高濃度含鹽廢水的零排放，是將碎煤加壓氣化過程中產生的高含鹽水采取先進的技術工藝方法，將污水中固/液分離，回收可用的回用水，使生產用水循環使用，以滿足無污水排放環保要求。

　　大唐克旗濃鹽水蒸發系統是將有機濃水及濁循環排污水膜濃縮和再生廢水膜濃縮產生的高濃鹽水混合回收，濃鹽水在三效真空蒸發罐內，吸收蒸汽潛熱，自身蒸發、結晶，產生的二次蒸汽冷凝，冷凝水送化工區凝結水精處理崗位;其結晶物由過濾式離心機分離后作固廢處置。

　　大唐克旗前段膜濃縮產生的高濃度含鹽廢水通過蒸發預處理處理后，物料通過一、三效預熱器預熱后進入到各效蒸發器，其中一效蒸發器通過生蒸汽加熱后進行蒸發，產生的二次蒸汽為二效加熱器使用。二效蒸發器產生的二次蒸汽進入三效加熱室，三效蒸發器通過真空噴射裝置和大氣冷凝器形成一定的真空度。各效蒸發器蒸發過程中，部分晶體析出形成一定的固/液比，濃縮液通過軸流泵、上下循環管進行循環，避免結晶物粘在加熱室管束的內側上，各效通過轉料管將濃縮液轉入到尾效。尾效過熱的飽和料液通過排料泵送至離心機進行離心脫鹽。產生的濾液通過濾液桶回收至蒸發調節池繼續蒸發。各效產生的蒸汽冷卻液收集后進行回用。

　　3、多效蒸發工藝運行和處理效果

　　多效蒸發裝置自投入運行以來，實際進水量60~100m3/h，產鹽1~2t/h，較比設計值偏低。其進水COD、堿度比設計值都偏高，是本裝置運行控制的關鍵所在;含鹽量高達20000~30000mg/L，鈣離子在150~250mg/L左右，鎂離子在30~90mg/L左右，也都高于設計值。而出水pH合格，出水COD、含鹽量、TOC等指標因進水水質指標及其他工況因素影響均超出設計值。通過嚴控來水水質指標，優化運行方式、三效倒料、排放系統母液等措施，改善了運行工況，降低了進水出水水質指標，摸索出了新的運行方式，積累了相關技術經驗，使蒸發裝置運行滿足了公司水平衡相關水質要求。具體進水水質指標、出水水質指標、鹽泥相關指標見表1、表2、表3。

　　大唐克旗項目將制鹽行業蒸發—結晶裝置成功移植用于煤化工行業高鹽水處理，可避免濃鹽水輸送的難度和靠自然蒸發的不確定因素及輸送管線及蒸發塘的維護運行費用，真正實現“零”排放。且蒸發結晶裝置利用生產低壓蒸汽進行結晶，處理成本大大下降。在該系統出現故障時，利用蒸發調節池可將濃鹽水混合后，再由濃鹽水輸送系統送蒸發塘自然蒸發，避免由于結晶裝置故障造成系統停滯。

　　4、存在問題和優化建議

　　濃鹽水多效蒸發裝置從投產至今已運行約4a，針對多效蒸發技術在碎煤加壓氣化高濃鹽水中應用，總結了多效蒸發裝置在設計、施工、運行管理各階段存在的問題、寶貴經驗和優化建議：

　　4.1 來水水質成分復雜蒸發裝置來水為前端膜處理系統的濃水，當前系統處理水質不能滿足設計值時，會使系統受到沖擊。另外因膜裝置加藥種類數量較多，增加了蒸發系統含鹽量;當膜污堵嚴重時，化學清洗時還需添加表面活性劑，對蒸發系統影響較大。建議前端處理系統嚴控水質指標，減少加藥量、COD、堿度等。有研究表明膜處理段投加阻垢劑是蒸發系統運行不穩定的主要因素。

　　4.2 開車初期出泡沫

　　蒸發系統大多數采用濃鹽水開車，由于蒸汽不斷加熱升溫，在快要沸騰之前會產生大量泡沫，嚴重影響出水水質指標。克旗公司通過技改增設了消泡劑投加裝置，解決了此問題，但消泡劑的種類影響消泡效果。

　　4.3 差壓液位計不準

　　蒸發裝置來水為前端膜處理系統的濃水，由于水質指標波動，造成濃鹽水密度隨時在變化，蒸發罐內液位指示經常出現“漂移”、現場指示與DCS上數據不一致現象，而液位是蒸發系統的關鍵控制參數。克旗公司通過技改增設了射燈視鏡觀看蒸發沸騰狀況，效果較好。

　　4.4 低壓蒸汽波動

　　總管低壓蒸汽壓力易波動，蒸汽溫度易過熱;崗位應穩定低壓蒸汽管網蒸汽壓力，加強對蒸發罐差壓變送器的監測，穩定好罐內液位，維護好蒸發良好的運行工況。

　　4.5 物料夾帶、飛料

　　由于濃鹽水中有機物含量高，泡沫多，蒸發罐內濃鹽水沸騰激烈等原因，二次蒸汽霧沬夾帶嚴重。嚴重時發生飛料問題，易造成蒸發裝置產品水電導率超標嚴重。實際運行過程中，通過提高現場操作人員技術水平、及時采取應急預案，將產水切回到調節池。此問題是蒸發系統穩定運行的難點。探尋蒸發系統進水和濃縮液中有機物的去除方案、泡沫控制方案，加強進水水質和產鹽成分的監測，提高除沫器效率，解決或減輕“飛料”和霧沫夾帶問題，以提高產水水質。

　　4.6 處理量不足，導致鹽平衡失衡

　　多效蒸發裝置一般運行周期為30~60d，后期運行處理量會下降，如果蒸發母液排放沒有去處，長周期運行造成COD累積，使多效蒸發系統無法正常運行，降低多效蒸發負荷，進而導致了鹽平衡失衡;

　　4.7 廢鹽的去向

　　多效蒸發裝置每天產出大量鹽泥，目前國家關于廢鹽的利用沒有成型的工藝，尚處于研究階段，去危廢填埋場填埋，成本較高。克旗考察附近相關單位，成本約3000元/t，此問題在將來會是環保焦點問題。

　　4.8 加熱室結垢、堵塞

　　多效蒸發裝置運行末端因加熱室結垢、堵塞問題停車進行清洗，應嚴控水質指標，尤其進水鈣離子、鎂離子含量高于設計值時，易造成蒸發系統結垢。應根據進水水質條件，調整蒸發系統加藥設施運行工況，以降低水體結垢傾向

　　4.9 蒸發母液排放

　　多效蒸發裝置運行過程中，將會造成系統COD累積，使多效蒸發產水、系統濃鹽水及產品鹽COD含量增高，雖然現在還不能確定多效蒸發系統可以承受多高的COD含量，但蒸發母液累計經常出現“飛料”現象，而且蒸發器霧沫夾帶及結垢也比較嚴重，產水進入濁循環系統造成系統含鹽量、氯根、濁度及COD升高，也是導致多效蒸發裝置負荷不能提升的關鍵因素。

　　4.10 晶種投加及固/液比的控制

　　通過多效蒸發裝置多個周期運行摸索，克旗公司蒸發裝置不投加晶種進行開車效果好于投加晶種。另外關于如何控制固/液比、每天出多少鹽，出多少合適以不至于后序不出鹽等問題，是蒸發運行長期摸索研究的問題。

　　4.11 設計、施工方面的相關問題

　　蒸發裝置設計、施工時，對蒸發器、加熱室、管道、除沫器的材質、選型上尤為重要，既要降低成本還要保證其使用壽命。施工時，要考慮濃鹽水管線的防腐、脫鹽管線設置等問題。

　　4.12 產　水

　　因前面諸多因素影響，導致出水水質指標偏高，影響換熱循環水水質、產水中VOC等問題值得去研究。

　　4.13 離心機選型

　　脫鹽離心機選型上，是否進行二級脫鹽、脫鹽操作優化等問題值得研究。

　　5、結論與討論

　　(1)大唐克旗碎煤加壓氣化廢水經過有機污水處理、中水回用、高鹽水膜濃縮、多效蒸發結晶裝置逐級處理，所產清水全部回用，廢水無外排，產生污泥和鹽泥通過汽車運輸至填埋場進行填埋處理，真正實現了煤化工廢水的零排放;

　　(2)通過對濃鹽水多效蒸發系統長周期運行探索應用，積累了裝置工業化長周期的寶貴經驗，其中開、停車和日常操作過程中的日常指標檢測和操作技能水平進行了總結并形成操作程。

　　(3)大唐克旗高濃度含鹽廢水采用多效蒸發技術，該技術從國內制鹽行業第一次應用到碎煤加壓氣化爐污水“零排放”項目上，克旗廢水項目在國內是首創，在節能、防垢、耐腐蝕、提高產品水水質方面都有大膽的創新，取得了較滿意的效果，具有十分重要的借鑒與推廣意義。

　　(4)蒸發裝置實際運行過程中還存在著許多問題，比如加熱室結垢堵塞、蒸發母液排放、物料夾帶、飛料、結晶鹽的資源化利用等相關問題還需不斷進行探索總結和優化工藝，保持各環節的運行工況，從而保證整個零排放系統安全、穩定、長時間的運行。(來源：內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司)