蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水中的选择

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1、蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水中的选择王海峰1,郑学军2,张为强2(1.济南锅炉集团有限公司山东济南250023)(2.山东三融集团有限公司山东济南250014)摘要：主要介绍了糖蜜酒精废水的特点以及蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水中的应用及其蒸发器的选择。关键词：糖蜜酒精、废水、蒸发、浓缩。一、蒸发浓缩工艺在糖蜜酒精废水处理中的应用糖蜜酒精废水是指糖厂制糖副产品--糖蜜，经发酵后废液在初馏塔蒸馏出酒精后排放出的废水,每生产1t酒精排放出13-15t废水。糖蜜酒精废水有以下几个特点：1）COD很高，一般在8-12万mg/L；BOD5在4-6万mg/L，固形物含量高，属于高浓度有机废水。2）pH值为3.

2、5-4.5，含有硫酸根、氯根和有机酸，对废水处理装置腐蚀严重。糖蜜酒精废水蒸发浓缩处理是立足于回收废水中固形物，综合利用、防止废水污染环境的治理方法。废水在蒸发器中浓缩，由于黑液中有机质物质热值较高，绝干低位热值达12MJ/kg以上，可燃性较好，当浓度达到60%以上时，即可在酒精黑液锅炉内通过生物质燃料伴烧下燃烧。废水在蒸发器中以蒸汽冷凝水的形式排放，而冷凝水回用于酒精生产，从而实现酒精生产闭路用水系统，无废弃物排放的清洁生产工艺，其工艺路线如图1所示。图1糖蜜酒精废液蒸发浓缩工艺蒸发器是糖蜜酒精废水浓缩处理关键设备。蒸发系统的选型及设计参数的确定是关系到浓缩处理成败的大事。废液中常含有易结

3、垢、易发泡的物质，如钙、镁离子及胶体，结垢造成能耗增加。应选用物料在蒸发系统运行中流畅不宜结垢的蒸发循环系统，不易结垢才会有较高的传热系数，运行成本才会降低。二、蒸发器的选择1、第一方案：选用五效板式蒸发系统五效板式蒸发系统是指五级蒸发器全部采用自由降膜板式蒸发器作为增浓效。板式蒸发器的蒸发片采用不锈钢板双层压合制成的膜片，装入容器内，加热蒸汽在膜片内流过，黑液通过提升泵由上喷淋而自由的在膜片外降流，换热后黑液浓缩蒸汽逸出。加热蒸汽首先进入第一效蒸发器，通过一效后的蒸汽和浓缩产生的二次蒸汽进入下一级效蒸发器，依次类推，最后不凝汽由真空泵送入冷凝其中凝结成水为生产回用，稀黑液则由末级蒸发器进入

4、预热加温逐级浓缩，达到燃烧要求的浓度。自由降膜板式蒸发器作为增浓效、蒸发黑液时蒸发强度在10～12kg水/m2/h之间，由于板式蒸发器中，黑液蒸发是在加热元件表面自由空间进行，它的黑液和二次蒸汽的流向与重力方向一致，因此无液柱引起的静压温度差损失。板式蒸发器在运行中要定期洗涤，使加热面经常保持清洁，即便黑液蒸发时结垢，在加热面上形成平板状的垢片，也比较容易在生产过程中因温度变化和稀黑液的冲刷自由剥落，使加热片随时保持良好的热传导性能，从而具有蒸发效率高、节约蒸汽的优点。根据某一测试，板式蒸发器蒸发黑液，传热系数平均为1500kcal/m2·h·℃。2、第二方案：选用五效两板、三管式蒸发器组合

5、系统两板、三管式蒸发器组合是指第一效和第二效两个高浓蒸发器采用自由降膜板式蒸发器作为增浓效，三、四、五效采用管式蒸发器作为稀黑液浓缩，管式蒸发器是以管子作为换热元件，管子外（壳程）为加热蒸汽，黑液由管内换热蒸发，蒸发黑液时蒸发强度在9～11kg水/m2/h之间.加热蒸汽首先进入第一效板式蒸发器，通过一效后的蒸汽和浓缩产生的二次蒸汽进入下一级效蒸发器，依次类推，最后不凝汽由真空泵送入冷凝其中凝结成水为生产回用，稀黑液则由末级蒸发器进入预热加温逐级浓缩，达到燃烧要求的浓度。管、板结合的方式在于设备投资低，因为管子为碳钢材料造价低，低于全板式的20%左右，而且高浓段采用了板式也能解决结垢问题，但蒸

6、发强度弱低于板式结构。3、第三方案：选用五效全管降膜蒸发系统管式降膜蒸发系统属于强制循环蒸发系统。即五个蒸发器全部采用管式蒸发器，管式降膜蒸发器采用管子作换热元件，管子外（壳程）为加热蒸汽，黑液由管内换热蒸发，不同于升膜蒸发器的是黑液的流向相反，每一级都有大流量循环泵将黑液提升到上部向下喷淋，更有较大的循环速度，但循环泵的电耗是相当大的，这种类型的蒸发器，物料循环速度快，强制循环，在加热管内不沸腾从而不产生气泡，这样不易结垢。同时适合蒸发粘度较大的物料，蒸发黑液时蒸发强度在12～14kg水/m2/h之间。加热蒸汽首先进入第一效管式降膜蒸发器，通过一效后的蒸汽和浓缩产生的二次蒸汽进入下一级效蒸

7、发器，依次类推，最后不凝汽由真空泵送入冷凝其中凝结成水为生产回用，稀黑液则由末级蒸发器进入预热加温逐级浓缩，达到燃烧要求的浓度。综上所述，三类型蒸发系统都适用于易结晶、结垢的物料和粘稠的物料。可以用于不同的工程投资和工厂条件，重点在于运行中控制最终蒸发浓度，当黑液浓度≤60%时，即可满足锅炉燃烧需要，这时蒸发系统可以长期运行，不会结垢，如需继续蒸浓，建议在燃烧系统利用高温烟气使用圆盘蒸发器提高增浓。圆盘蒸发器