针对6吨/小时(6T/h)二元酸废水的蒸发结晶设备设计,需综合考虑废水特性(如成分、浓度、腐蚀性)、结晶目标(回收产品纯度、晶体粒度)及能耗经济性。以下是完整的工艺方案及设备选型建议:
1.二元酸废水特性分析
典型成分:含丁二酸、戊二酸、己二酸等有机二元酸,可能伴随无机盐(如硫酸钠)、少量有机物或重金属。
关键参数:
pH值:通常酸性(pH2~5),需耐腐蚀材料。
沸点升高:二元酸水溶液沸点升高显著(可能达10~20℃),影响蒸发器选型。
结垢倾向:有机物可能热聚合结焦,需防垢设计。
结晶目标:回收二元酸晶体(纯度≥95%),或分离无机盐(如分盐结晶)。
2.推荐工艺路线
方案一:xyu强制循环蒸发结晶(主流程)
适用场景:废水含单一二元酸为主,目标为酸回收。
方案二:多效蒸发+分步结晶(复杂组分)
适用场景:废水含二元酸与无机盐混合,需分盐回收。
3.核心设备选型及参数
(1)蒸发器类型
xyu强制循环蒸发器:
压缩机:选用罗茨式压缩机(耐沸点升高,压比1.8~2.5)。
循环泵:钛材或2205双相不锈钢,流量≥200m³/h(保证循环流速≥1.5m/s防结垢)。
加热面积:按6T/h水蒸发量,约需300~400m²(传热系数取1500W/m²·℃)。
(2)结晶器选型
DTB结晶器(推荐):
直径2.5~3m,带导流筒及细晶消除系统。
控制过饱和度在1.05~1.15,晶体粒度可达0.5~1mm。
奥斯陆结晶器:若需更大颗粒(如≥1.5mm),但投资更高。
(3)辅助设备
预处理系统:袋式过滤(精度50μm)+pH调节(NaOH中和至pH4~5)。
离心机:卧式螺旋卸料离心机(分离因数≥2000,材质316L)。
冷凝器:板式冷凝器(回收冷凝水,COD<50mg/L)。
4.关键工艺参数
参数 | 设定值 | 控制要点 |
蒸发温度 | 一效85~90℃(xyu出口) | 避免二元酸热分解(如≤100℃) |
系统真空度 | 0.08~0.09MPa(绝压20~30kPa) | 降低沸点,节能 |
循环流速 | ≥1.5m/s | 防止加热管结垢 |
结晶停留时间 | 4~6小时(DTB) | 保证晶体生长时间 |
母液回流比 | 20~30% | 减少细晶,提高收率 |
5.材料选择
蒸发器/结晶器:2205双相不锈钢(耐Cl⁻腐蚀)或钛材(若含卤素离子)。
密封垫片:EPDM(耐酸、耐温≤120℃)。
管道阀门:衬氟阀门(防酸腐蚀)。
6.能耗与经济性
项目 | xyu方案 | 三效蒸发方案 |
蒸汽消耗 | 0(仅用电) | 1.2~1.5T蒸汽/T水 |
电耗 | 45~50kWh/T水 | 20~25kWh/T水 |
投资成本 | 约500~600万元 | 约350~450万元 |
运行成本 | 约60~70元/T水(按0.6元/kWh) | 约90~110元/T水(蒸汽200元/T) |
注:xyu长期运行更经济,适合连续生产;多效蒸发适合蒸汽廉价的地区。
7.特殊问题解决
防垢措施:
在线CIP清洗(每班次用1%硝酸循环冲洗)。
添加阻垢剂(如聚丙烯酸类,剂量50~100ppm)。
泡沫控制:蒸发室顶部设机械消泡器或添加硅油消泡剂。
COD控制:冷凝水可接生化处理或RO系统,确保达标排放。
8.推荐供应商
国内:蓝科高新、上海神农、重庆江增(xyu核心设备)。
国际:GEA(德国)、Swenson(美国,DTB结晶器专长)。
对于6T/h二元酸废水,xyu强制循环+DTB结晶是高效节能的首选方案,尤其适合高附加值酸回收。若废水成分复杂(含盐量高),可考虑多效蒸发分步结晶。设计重点在于:
1.材料耐腐蚀性(pH、Cl⁻);
2.过饱和度精确控制(避免爆发成核);
3.系统自动化(PLC控制温度、压力、循环量)。
建议先进行小试确定结晶动力学数据,再放大设计。